试论高层建筑的自然采光设计与节能策略

1、试论高层建筑的自然采光设计与节能策阵摘 要：高层建筑的自然采光就是利用太阳光解决建筑物内的光照问 题，让室内具有良好的光线，满足人们的学习、工作、生活等需要。自然 光线具有环保、无污染、可再生的特点，因此我国要重视高层建筑的自然 采光设计，并把节能理念应用到设计当中。针对我国目前高层建筑采光设 汁的现状，本文提出了一些新的自然采光方法，对建筑节能具有重要的意 义。关键词：高层建筑；自然采光；设计；节能；方法太阳光在高层建筑设计中可以产生良好的光影变化和空间效果，给建 筑物里的人以敞亮、层次、立体的感觉。高层建筑的自然采光设计要遵循 一定的原则和方法，才能发挥出巨大的节能效益，使整个建筑物的综合

2、性 能得到完美提升。充足的自然采光可以人人降低电能的消耗，有利于室内 空间的环保。下面就来谈一谈高层建筑的自然采光设计与节能策略。一、高层建筑自然采光设计的原则（一）满足照明需求人们的很多活动都是在室内完成的，高层建筑的自然采光设计首先要 符合人们的照明需求。比如高层住宅建筑的客厅、卧室、书房等应有亢接 采光，符合h常生活的视觉光照度要求即可；高层办公楼建筑要让天然光 满足建筑设计和工作的要求，避免刺眼或者暗淡的光线影响人们的工作效 率。好的设计可以减少室内工作区的光线强度变化过大、光帷反射及眩光 等现象的发生。（二）满足审美需求舒适的室内环境要求亮度反差小、釆光均匀、无眩光，使自然光线符 合

3、人们的视觉审美标准。高层建筑的顶层部分基木不存在任何的遮挡物， 可以给室内创造一个良好的光环境。这样不仅满足了工作在高层建筑里的 人们的视觉审美需求，还有利于保护他们的视力和身心健康。（三）满足节能需求我国现代高层办公楼屮的照明工具所耗电力占了总电力消耗的三成 以上。相同照明度的自然光要比人工照明工具所产生的热量少了很多，可 以使调节室内温度所耗费的能源大大减少。可见，采用口然光照明是高层 建筑节能的重要途径之一。（四）满足环保需求高层建筑的自然采光设计要注重环保观念，自然光除了可以照明，让 人们的视觉感到舒适之外，还可以消除室内霉气、控制细菌滋生、促进植 物光合作用等，从而改善工作生活的环境

4、。同时在采光设计中也应注意到 光污染问题，多加使用构造与技术相融合的玻璃幕墙，最大程度地减轻光 污染，从而保护生态环境。二、高层建筑自然采光节能方法（-）优化建筑位置与朝向我国地处北半球，建筑南向采光照度较强、时间较多，再加上光线又 很容易从东西朝向直射进室内，导致室温急剧升高甚至出现眩光现象。针 对这种情况，必须采取必要的遮挡方式，使室内温度与采光相适宜。我国 建筑的北面采光主耍依靠漫反射光，这对高层建筑来说很难满足其日照耍 求。背北朝南是高层建筑的最佳朝向，尤其是北方地区的高层建筑更要注 重采光设计，合理运用日照原理，准确定位建筑朝向，使每一个高层建筑 都可以采集丰富的太阳热能与光能，发挥

5、节能的效益。因此，高层建筑的 位置与朝向影响着节能的效果。(-)设计采光天窗高层建筑的天窗设计要求在莫屋顶广开天窗，使屋顶的空间得到充分 利用，让太阳光通过屋顶天窗进入室内。好的天窗设计分为两层，底层是 金属片，顶层是透光玻璃，太阳光先透过玻璃照到金属片上，再经过反射 照到室内天花板上，最终漫射到整个室内，产生像天幕一样的光环境。需 要说明的是，高层建筑的夭窗设计只适用于办公写字楼而不适用于普通居 民住宅。(三)运用屮庭采光方式高层建筑中有关中庭采光的设计,需要观察中庭的屋顶形式与透明 度、中庭的高度与宽度比例以及中庭的空间形式等。比如中庭内部的主要 光线依靠再次反射和多次漫反射的作用产生，再

6、加上高层建筑的中庭高度 比宽度大岀很多，导致直射进中庭内的光线很少，因此中庭采光设计要考 虑高度与宽度的协调。另外在屮庭宽敞的前提下，太阳光可以对高层建筑 密闭空间里的空气、湿度、温度及光线等进行调控，并和屋顶的天窗和侧 窗相互配合，联合采光。这样做可以使高层建筑的采光工作与口然环境保 持有机循环，更加贴近自然与环保。三、高层建筑自然采光节能新技术（-）光导照明技术光导照明技术是把采光设备采集到的自然光线导入导光设备里，经由 光导管强化与输送后，通过漫反射系统令自然光均匀分布。这-技术可以 及时有效调节自然光的柔和度与光强度，从而使自然光产生特殊的照明效 果。这样的话无论天气阴晴，光导照明技术

7、引入室内的光线都会充足，做 到了安全、环保、节能的要求。同时，此照明技术制造的光线与太阳光基 本相同，这意味着在室内就可以享受日光浴。有研究表明：光导照明技术 每天不仅可以提供10小时以上的自然光照明，还可以节省80%以上的电能, 改变了室内必须依靠电力照明的单一方式。（二）光电玻璃幕墙我们都知道玻璃幕墙以其外观通透、简洁、富有现代感，而在高层建 筑中广泛运用。但是传统的普通玻璃幕墙隔热与保温性能较差，不仅加速 了建筑物的能源消耗，还容易造成光污染。新型的光电玻璃幕墙是一种集发电、隔热、隔音、装饰等多功能于一 体的新型材料，它不仅有时尚美观的外观，还将口然光与高层建筑完美融 合。首先它可以把自

8、然光有效地转化为电能，大大节省了高层建筑的电能; 英次它也可以避免光污染现象的产生；再次它还可以提高高层建筑幕墙的 保温隔热性能与牛态环保功能。（三）太阳光反射装置太阳光反射装置是一种安装在高层建筑物外部的高科技系统，根据物 理学中光的反射原理，高效地采集天然光。此项装置可以追踪太阳的运动 轨迹，通过扩散大量的天窗把太阳光反射到高层建筑的底部空间，从而达 到自然采光的目的。四、高层建筑自然采光的价值意义第一，高层建筑的自然采光设计应和当地的地理环境相一致，根据太 阳光线照射高度介的改变，制定出与建筑木身相适应的最优采光方式，同 时考虑h照强度、云量等气候因素的变化。第二，在满足视觉审美需求的

9、前提下，合理的采光材料不仅可以满足室内照明的需求，还可以做到光能 与电能的循环转化。这有助于提升高层建筑整体能源利用率，减少玻璃幕 墙的使用频率，有效解决光污染问题。第三，高层建筑的阳台和窗户设计 应该让人们更方便地与外界联系，从而调节心理压力，提高工作效率，同 时可以使室内装饰物产生良好的光影效果。笫四，自然采光是可以随时调 节的，人们在采集自然光的过程中要根据具体的天气情况或者工作的特点 进行灵活调节，使它符合环保节能的要求。第五，高层建筑的采光应考虑 到室内各种要求，比如空气质量、热舒适、安全等。只冇综合分析以上这 些因素，才能使高层建筑自然采光设计符合节能照明的要求，体现可持续 发展的价值意义。总结：总而言之，高层建筑的自然采光设计通过以上的策略，可以使采光效 果达到节能环保与可持续发展的目标。只冇保护好城市高层建筑的光环 境，才可以营造出良好的室内工作生活环境，达到自然釆光设计的初衷。 相信经过各方面的努力，我国高层建筑的采光工作一定会走向节能环保的 新道路。参考文献:1 周雪帆基于节能的高层办公建筑自然采光设计策略研究d 华 中科技大学，20102