建筑节能结课论文.doc

河南理工大学土木工程学院 建筑节能结课论文 学 院：土木工程学院 班 级：岩土1303班 姓 名： 牛 强 学 号：311307001119 联系电话任课教师： 刘 靖 目 录第1章 前言1第2章 光概述22 .1 自然采光22.2 人工照明3第3章 光作用43.1 光对建筑中的造型作用43.2 光在建筑空间中的情感创造作用43.3 人造光在建筑中的作用5第4章 自然采光与人工照明的合理运用54.1建筑照明设计标准5 4.2充分利用自然采光以达到节能的效果54.3合理的照明控制方式64.4建筑的物理环境，降低建筑能耗6第5章 结束语8摘 要当今社会人们生活水平逐渐提高，人们对住的环境要求越来越高。在二十一世纪我们对自己的生活质量方面有着相当大的提高。其中光环境对室内设计有着至关重要的作用。如何合理利用天然光和人工照明，如何充分利用自然采光以达到节能的效果，如何减少人造光对环境的污染和能源消耗，成为摆在设计师面前的一个严峻课题。本文旨在强调自然光和人造光合理运用的重要性，并从光的概述 、光的作用、环保节能三个方面对室内设计中自然光的应用的阐述，目的在于系统阐述光在室内环境中的设计方法，对设计的影响因素，并最终运用更加科学、合理、巧妙地运用光进行室内光环境设计。关键词： 环保节能，节能舒适，光的作用，自然光，人造光 第1章 前 言随着科学技术的飞速发展，多种多样的人工照明系统让我们的世界五彩缤纷。然而，自从世界能源危机之后，能源紧缺和环境保护问题受到世界的关注，而照明技术因为能源紧缺的问题受到人们更多的关注。随着节能、环保等观念的提出，采用天然光作为白天室内的主要光源，将人工光照仅用于夜间，或者作为天然光照补充的方法，越来越多地被设计师们所重视和应用。20世纪最著名的建筑师赖特说过：“给居室采光的最好的方式，就是上帝的方式。（The best way to light a home is Gods way.）”所谓“上帝的方式”，可理解为接受大自然、充分利用自然给予的一切光能资源。大自然赋予人类天然的光源，可以说是取之不尽、用之不竭的，与其他人工光能相比更加安全，更加洁净，更易于被人们所适应接受。充分利用天然光源还可以节省大量照明用电，直接节约大量能源，减少人工发电过程中工业对环境产生的污染，对自然环境起到更多的保护作用。第2章 光概述2 .1自然采光自然采光，诺曼福斯特曾经说过：“自然光总是在不停的变化着，它可以使建筑富有特征，在空间和光影的相互作用下，我们可以创造出戏剧性的效果。”作为光环境设计中最具有表现力的因素之一，自然光日益受到重视。通常将室内对自然光的利用，称为“采光”。自然采光，可以节约能源，并且在视觉上更为习惯和舒适，心理上更能与自然接近、协调。随着现代技术的进步和新材料的不断出现，同时，使用自然采光的方法与手段也日益丰富。在创造室内光环境效果的工作中，应力求光与构件充分的结合，使空间的层次得到有力的表现，室内环境的结构与形式得到清楚的表达，提供给人以积极的信息，削减消极的信息。运用层次、对比、扬抑、节奏等技法对光进行构图，力求赋予光以均衡、稳定的秩序，达到室内环境的美观与视觉舒适性。但是不当的处理有可能导致光环境的呆板、乏味，破坏室内空间；或者导致光环境杂乱与无序，破坏室内空间的统一与协调，这就要求在针对光环境的设计的时候把握一定的规律与技法。根据光的来源方向以及采光口所处的位置，分为侧面采光和顶部采光两种形式。侧面采光有单侧、双侧及多侧之分，而根据采光口高度位置不同，可分高、中、低侧光。侧面采光可选择良好的朝向和室外景观 ,光线具有明显的方向性，有利于形成阴影.但侧面采光只能保证有限进深的采光要求（一般不超过窗高两倍），更深处则需要人工照明来补充。一般采光口置于1m左右的高度，有的场合为了利用更多墙面（如展厅为了争取多展览面积）或为了提高房间深处的照度（如大型厂房等），将采光口提高到2m以上，称为高侧窗。除特殊原因外，（如房屋进深太大，空间太广外），一般多采用侧面采光的形式。顶部采光是自然采光利用的基本形式，光线自上而上，照度分布均匀，光色较自然，亮度高，效果好。但上部有障碍物时，照度会急剧下降由于垂直光源是直射光，容易产生眩光，不具有侧向采光的优点，故常用于大型车间、厂房等。2.2 人工照明人工照明也就是“灯光照明”或“室内照明”，它是夜间主要光源，同时又是白天室内光线不足时的重要补充。 人工照明环境具有功能和装饰两方面的作用，从功能上讲，建筑物内部的天然采光要受到时间和场合的限制，所以需要通过人工照明补充，在室内造成一个 人为的光亮环境，满足人们视觉工作的需要；从装饰角度讲，除了满足照明功能之外，还要满足美观和艺术上的要求，这两方面是相辅相成的。根据建筑功能不同，两者的比重各不相同，如工厂、学校等工作场所需从功能来考虑，而在休息、娱乐场所，则强调艺术效果。人工照明不仅可以构成空间，并能起到改变空间、美化空间的作用。它直接影响物体的视觉大小、形状、质感和色彩，以至直接影响到环境的艺术效果。人工照明、自然采光在进行室内照明的组织设计时，必须考虑以下几方面的因素：1、光照环境质量因素。合理控制光照度，使工作面照度达到规定的要求，避免光线过强和照度不足两个极端。2、安全因素。在技术上给予充分考虑，避免发生触电和火灾事故，这一点特别是在公共娱乐性场所尤为重要。因此，必须考虑安全措施以及标志明显的、疏散通道。3、室内心理因素。灯具的布置、颜色等与室内装修相互协调，室内空间布局，家具陈设与照明系统相互融合，同时考虑照明效果对视觉工作者造成的心理反应以及在构图、色彩、空间感、明暗、动静以及方向性等方面是否达到视觉上的满意、舒适和愉悦。4、经济管理因素。考虑照明系统的投资和运行费用，以及是否符合照明节能的要求和规定，考虑设备系统管理维护的便利性，以保证照明系统正常高效运行。第3章 光作用3.1光对建筑中的造型作用 光与影对建筑整体的体量和细节装饰都有塑造作用，建筑的生命是光线赋予的，光在物体表面，光影交合，勾勒出它们凹凸起伏的轮廓，在物体后面聚集阴影，给予它们深度。光可以使建筑显现出巨大的艺术感染力。所以，人们感知的建筑通常是光与实体共同作用形成的，光的强弱也会给人不同的感知体验，能显出强烈、柔和、明暗、波动、流动等状态，随着光源的移动使空间产生流动变化。也可以使静止的实体空间形成动态空间。3.2光在建筑空间中的情感创造作用从某种意义上说，没有情感的空间就不存在艺术价值。人们在使用空间的同时自觉与不自觉地与空间进行交流，艺术设计者所要创造的“景”，应该是一种情感的空间，情感空间的创造才是艺术的创造。而光又是创造情感空间、表现特殊情感的强有力的语言，在人们的生活空间里，经常需要庄重崇高、清新安详、欢快奔放的各种情感空间。光是一切视觉感情之源，光影结合使空间更加具有艺术情感魅力。运用光使空间建立起节奏和美的构图、限定空间领域、增加空间层次、强调趣味中心、明确空间向导、营造空间的情感和意境。我们必须用光与建筑空间的文化情感和艺术情感相整合的观念，全面地，系统地研究光影，积极有效地运用光的情感价值。3.3人造光在建筑中的作用灯泡的出现打破了人类几千年来日出而作日落而息的定律，人造光填满了入夜之后的世界。建筑师开始意识到建筑夜晚的视觉效果也同样不容忽视。每当夜幕降临，城市的主角被灯光替代。此时的建筑不再借助于体量、材质、色彩等元素来传达，而是靠人造照明设备了。正如日本建筑大师安藤忠雄所说：“建筑设计就是要截取无所不在的光，并在特定场合去表现光的存在。建筑将光凝缩成最简约的存在，建筑空间的创造即是对光之力量的纯化和浓缩。”在现代建筑设计中，人造光不再仅仅是照明作用，它所具有的装饰效果已经越来越多地被设计师们所运用。光的冷暖颜色，光与其他材质的配合，可以使建筑与环境效果达到和谐。用照度适宜的中性白光照射白色的墙面，会出现清洁、宽敞、明亮的效果。而照度不足的彩光则会造成不同程度的负面效果。另外照明效果直接受到建筑立面的材料材质的影响，不同颜色的墙面配合灯光给人以不同的感觉。某些投射光也可以对建筑细节起到画龙点睛的作用。第4章 自然采光与人工照明的合理运用4.1建筑照明设计标准照明节能设计是针对产生视觉条件的光源及其设备进行节能的设计,从而到达保护环境和符合人性化的目的。我们可根据场地的照度要求,以照明功率密度值为标准分配光源。因此做到合理利用能源,就必须充分了解场地。按实际情况调节照明强度。比如,住宅中餐厅的照明设计。一般餐厅的功能是满足家庭成员用餐和交流。因此照明设计需考虑这两项功能设计照明方案,然后以LPD值为参考,合理布置照明设备间的距离和强度。4.2充分利用自然采光以达到节能的效果利用太阳光达到照明的作用无疑是最节省能源的做法,而且太阳光中所包含的色温阈值远远多于任何一种人工光。这一特性可以使被照明物体呈现出更为丰富的表面颜色和肌理。再者,太阳光中自带紫外线等多种射线,可以有效的杀灭病菌,因此太阳光的利用价值可谓无价。在室内照明设计中如何利用阳光以达到节能和环保?1.首先房间的采光系数或采光窗的面积比应符合建筑采光设计标准,同时充分利用室内受光面的反射性,能有效地提高光的利用率,如白色的墙面的反射系数可达7080%,能起到节能的作用。2.在电气控制上也宜充分利用自然光,光线强时可以关掉靠窗的一部分灯具。4.3合理的照明控制方式室内的光线来源主要有两种情况,一是自然采光,二则是供电系统提供的人工光。合理地布设和控制这两项光源课可以有效地降低能耗。以下有几个原则可以用来把控：1.在有较好自然采光的情况下,如无特殊需要尽量利用自然采光。2.在住宅建筑的过道、楼梯间等夜间间歇需要照明的地方,安设声光控等自熄开关。3.有两个以上光源控制的开关,不宜大于2个。4.在开关上安装可调控灯光强度可控开关,以便光源强度调节减少电能使用量。4.4 建筑的物理环境，降低建筑能耗能源和环境是当前全球共同关注的焦点。照明用电随着社会的发展已占总发电量的1020%。目前，我国照明耗电大体占全国总发电量的1012%。2001年我国总发电量为14332.5亿千瓦小时，年照明耗电达1433.251719.9亿度，为在建设中的三峡水利发电工程投产后年发电能力（840亿）的两倍左右。照明用电的迅速增加，不但要增加大量的电力投资，牵制国民经济的发展，而且还要产生大量污染。天然光是大自然赐予人类的宝贵财富，可以说是取之不尽、用之不竭，相比其他能源具有清洁、安全的特点，充分利用天然光可节省大量照明用电，节约照明用电又可间接减少自然资源的消耗及有害气体的排放。目前我国的电能主要由燃烧化石燃料生产，在获得电能的同时向大气排放了大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体，这些气体是造成全球各种环境问题的重要原因。1991年1月美国环保局（EPA）首先提出实施“绿色照明（Green Lights）”和推进“绿色照明工程（Green Lights Program）”的概念。1993年11月我国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程，1995年11月16日召集八家单位研讨“中国绿色照明实施规划”，其中的一条就是倡导自然采光。因此，天然采光是绿色照明的重要方面。长期以来，人们一直对天然光存在一种误解，认为天然光进入室内的同时带来的热量要多于人工光源的发热量。事实上，如果提供相同的照度，天然光带来的热量比绝大多数人工光源的发热量都少。也就是说，如果用天然光代替人工光源照明，可以大大减少空调负荷，有利于降低建筑物能耗。充分利用天然采光，节约照明用电。创造良好的视觉工作环境。国外的一些国家已开发出一系列利用太阳光自然照明技术，并在学校、博物馆、办公楼、体育馆、公共厕所、垃圾处理厂等公共设施及工业与民用建筑中广泛应用，实现了白天完全或部分利用自然光，从而大大节省了电能、目前自然采光系统的技术及产品正在快速发展中，主要技术的使用方式包括：带反射挡板的采光窗，是大面积侧面采光最常用的一种。优点是能有效的反射阳光通过顶棚反射到室内深处，提高靠内墙部位的照度，同时起到降低窗口部位的亮度，使整个室内光线分布更加均匀。阳光凹井采光窗。是一种接受由顶部或高侧窗入射的太阳光比较有效的采光窗。通过一个内部带有光反射的上部或顶部采光口，将阳光经过反射变为间接光。窗的挑出部分和井筒特性可按日照参数进行设计，尽量提高表面的反光系数，提高窗的阳光利用效能。现今光环境受到社会的关注夜景照明、绿色照明、保护青少年视力。城市建设和建筑规模宏大，技术复杂，照明技术不断更新；追求良好工作环境和生活环境的大趋势；意识到“光”是环境艺术创作的重要元素。第5章 结束语“光”作为设计要素之一，将走进建筑设计、城市规划，溶入建筑师和规划师的脑。 随着经济发展，生活提高，技术进步，照明将以人文思想作为设计理念；丰富的照明手段将创造新颖的照明方式；人们的身心和视力健康将因优良的照明而获益。 有志于照明事业的建筑专业年青人将走进建筑环境照明的设计队伍，加快我国照明设计专业化的进程