王嘉(黑龙江省建筑设计研究院)
摘要:建筑采光节能设计需要设计人员置身于当地的地域气候环境中,既要考虑当地的气候类型,同时还需要注意光照等细小的问题,另外,设计人员还需考虑外部环境,外部环境是否有条件能够实现建筑采光节能设计。本文主要通过对基于地域气候和外部环境的建筑采光节能设计的必要性的介绍,并且在此基础上,介绍了建筑采光节能设计的对策,希望有所帮助。
关键词:地域气候外部环境建筑采光 节能设计
地域气候以及外部环境是当地经过漫长的发展而成,这两个因素是建筑采光节能设计所必须要考虑的因素,因为要想利用太阳能实现采光节能,必须对当地的气候环境有所掌握,之后对其建筑进行节能分区,每个分区依据具体的情况采取不同的设计方案,之后再将各个方案组成一个完整的方案,使其整个采光设计方案连成一个整体,从而发挥出采光节能的整体效果。
一、基于地域气候和外部环境的建筑采光节能设计的必要性地域气候以及外部环境是建筑采光节能设计需要注重的两个要点,因为任何一个建筑设计都无法完全的摆脱当地气候而置身事外,而外部环境是设计人员必须要利用的建筑设计要素,因为外部环境的特点直接影响着设计人员建筑设计。这两点对建筑采光节能设计更是不可缺少,因为如果设计人员要想通过采光的方式来实现建筑节能设计,首先应该对当地的地域气候有一个清晰的掌握,外部环境资料整理齐全,其次,制定设计方案, 最后付诸实施,也就是说,如果没有前期对当地地域气候以及外部环境的调查,任何设计人员都无法完成建筑采光节能设计。
地域气候是该地经过漫长的发展变化以及受到地形地势的影响所形成的气候,其光照时间、光照强度等都是建筑采光节能设计所必须考虑的具体因素。有些地区日照时间比较短,光照的强度也不足,该地区就难以利用自然采光来实现节能设计,而需要其他方面来达到建筑设计节能的目的。而现代建筑设计之所以要进行采光节能设计,主要是因为现代建筑设计所消耗的能源过多,这严重影响了我国能源的可持续发展,尤其是对能源的出产地影响最大。但是采光节能只有在充分掌握当地的地域气候以及外部环境的基础上才能实现,由此基于这两点来进行建筑采光节能设计的必要性。
二、基于地域气候和外部环境的建筑采光节能设计对策建筑采光节能设计人员应该具备整体的思路,并且考虑到各个与之相关的因素,因此使得建筑采光节能设计方案科学严谨。太阳能是人类生存发展的必须品,对于建筑设计人员来说,其作用更大,但是不能为了节能的目的,而使建筑采光完全失去了基本的功能,设计人员应该明显,所要进行的设计主要是服务于人们的生产生活。其具体的思路对策如下:1、采取节能分区的方式建筑设计人员需要按照当地的光与热的环境状态来对建筑进行节能分区,从而使得建筑采光节能设计更具合理性。每个建筑分区都以采光节能为前提。节能区不同,其设计点也有所差异,这需要有关人员注意。一般都将建筑采光节能分区分为几个大型的体系,之后在对其进行详细的划分,每个分区制定不同的设计方案,而每个方案之间紧密的联系,构成整体的建筑设计采光节能方案,必然各个分区之间相互矛盾,如果分区之间的设计策略发生变化,设计人员需要及时的调整,在设计方案中做出明确的标记,避免因为与施工人员交流不通畅而造成严重的后果。
2、正确选择采光节能材料在选择材料时,最好选择当地的材料,因为当地的材料正是依据当地的气候环境生长起来,因此更适应当地的环境,而且当地材料易得,不必再进行长距离的运输,这样能够大大减少设计周期。尤其是采光口的材料的选择更需要慎重,这是采光节能设计效果达到预期的主要因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,也可以选择使用高新材料,但是要量力而行,依据建筑单位的投资能力来决定,不宜以采光节能为目的,而不惜浪费大量的成本。
3、规划布局的整体性合理的布局朝向才可以保证建筑的光和热环境的适宜。我国地理位置处于北半球,保证了建筑物理应朝向南的布局。从太阳热的辐射分布来看,南向的布局是冬季日照较多而夏季的热辐射则较少,我们国家大部分的地区的夏季主导风均为东南向。从而综合的分析了保温、日照、隔热和通风,南向的布局最利于冬季的保温和夏季的防热节能的要求。
但是同时北向的房间采光节能亦是很重要的,北向虽然是采光照度较低,但是照度的均匀度较好,利用在南向的墙面设置较高的反射率镜面的材料来将光线反射到北面,也可以改善北面的房间采光照度,节约了日常的用电。为了让室内拥有充足的日照,建筑的建设应综合的考虑采光和通风等要求,制定建筑的规划布局合理日照的间距。根据了不同的设计分区,这样建筑之间的距离在冬至日有效的日照时间段,就有足够的日照时间使阳光照射到建筑的底层窗台面上。因为日光很有可能被窗外用来遮阳的植被挡住。在增加绿化能改善热环境的同时,一定要综合的考虑采光要求,要以不遮挡建筑的日照和采光为基本原则。
4、建筑的体型优化太阳光对建筑的外表面辐射热以及直射光很大程度地影响了建筑的室内光和热环境的能耗,体型优化是建筑物的建筑节能设计很重要的一方面。建筑的室内采光是经过窗地比例来控制的,开窗的面积大其窗地比就大,采光就越有利,况且从采光的均匀性来考虑,天窗比起侧窗来更好。可是从热工的角度看来,屋顶则是获得热能最多的部分,而且天窗对热工节能是很不利的。所以,在不同的地域和气候环境下建筑的外形开窗设计应该具体分析和处理。建筑体型的长宽比大,得热就越多。
南方的夏季防热则是节能的主要工作,建筑应采用长宽比小的体型;北方节能则以冬季的保温为主,宜采用长宽比大的建筑体型。可从采光方面考虑,建筑的进深越大而光线越弱,因此建筑进的深不应过长,并尽可能的减少横墙的遮挡,来保证采光的照度值和照度的均匀度。
5、采光口:采光口的设计与材料的选择。采光口是一个矛盾体,它的沟通与隔绝作用是同时存在的,既要供采光和日照还要防晒以及遮阳。从综合节能的角度来分析,采光口的设计应是在加强材料的气密性的基础上,根据不同的区划标准来满足其在采光照度节约电量和夏季得热以及冬季失热的状态下耗能量,确定不同的外部环境中的采光口的面积折中值,并且合理的规划采光口的位置,并保证室内自的然通风。
6、反光与遮阳的措施:改善光热的环境是离不开节能设施的应用。
提高建筑的内部采光照度可以应用在窗户的顶部搁置水平反光板的方法来将日光引入室内;在炎热的夏季为了防预阳光的直射在建筑的不同方位应用相应的遮阳措施。在适宜的部位设置有遮阳作用的反光搁板,这样既防止了太阳直射以及眩光千扰带来的不适,又能有效的将光线漫反射到室内,提高了照度均匀性。
三、结语综上所述,可知基于地域气候和外部环境的建筑采光节能设计进行研究讨论十分必要,因为采光节能设计时现阶段我国建筑设计发展的主要方向,而且节能本身也是现如今我国大力提倡的理念,只是建筑采光节能设计对设计人员的业务能力要求比较高,不仅要求具备建筑设计的基本才能,还需要对地理知识有一定的掌握,能够站在全局的角度来对建筑采光进行设计,只有如此,才能真正的实现建筑采光节能设计预期的目标。
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论文作者:王嘉
论文发表刊物:《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿
论文发表时间:2015-6-18
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