談可持續的建筑天然采光設計

劉鵬

談可持續的建筑天然采光設計

劉鵬

在我國社會經濟發展過程中，可持續發展理念是一種社會經濟長遠發展的戰略模式，它在實際應用的過程中，不僅滿足了當代人們的生活需求，還有效的保障了后代人的經濟利益，因此當前人們也已經將可持續發展理念應用到各個行業當中，并且都取得了不錯的效果。而在我國建筑天然采光設計的過程中，人們也將這種科學的發展理念應用到了其中，使其建筑結構的天然采光效果得到有效的提高。文章首先對可持續天然采光的內涵進行介紹，其次討論了可持續發展觀在建筑天然采光設計中的實際應用，以供相關人士參考。

可持續；建筑設計；天然采光

從古至今，建筑設計師們對建筑物的天然采光都十分的關注，這不僅是整個建筑的靈魂，還在建筑設計當中扮演著十分重要的角色。而隨著社會的不斷發展，人們也將許多先進的設計理念應用到了建筑天然采光設計當中，而可持續科學發展理念的應用，不僅滿足了人們在日常生活和工作中生理需求，使得人們有著良好的情況，還有效的提高了建筑資源的利用率，使得建筑行業在發展的過程中，也滿足當代人們節能環保的相關要求，從而有效的降低了建筑耗能給周圍環境帶來的壓力。可見，可持續發展理念在建筑天然采光設計的應用過程中，有著十分重要的意義。下面我們就對可持續天然采光的內容和實際應用進行簡要的介紹。

一、可持續天然采光的內涵

人們在日常生活和工作的過程中，建筑采光設計有著十分重要的作用，它不僅有利于人們的生理健康，還給建筑結構設計帶來了很多的便利。但是，在建筑設計的過程中，天然光沒有經過相應的處理，那么就十分容易對建筑結構的內部環境造成影響。例如導致室內環境溫度升高，使得空調系統的耗能增大。這就和當前我國建筑行業的綠色可持續發展有著一定的沖突。此外，如果被太陽光過多的直射，也會對人們的生態健康有著極為嚴重的影響。因此，設計師們在對建筑技術的過程中，就要將可持續天然采光的理念應用到其中，對建筑結構的天然采光系統進行適當的改良，從而有效的解決在其中存在著相應問題，以保證室內空間環境的舒適和健康。

由此可見，人們在建筑設計的過程中，利用相關的技術手段將天然管的有利之處進行很多好的用于，使得室內空間環境的舒適性得到有效的改善，大幅度的提高了天然光的利用率。近年來，隨著科學技術的不斷進步，人們也將許多先進的科學技術和管理理念應用到建筑天然采光設計當中，從而為建筑結構天然光的利用提供了一個良好的發展平臺，而且在許多先進的科學技術的支持下，設計師們也可以對其相關的建筑數據信息進行收集分析，通過精確的數字化測量，充分的發揮出可持續采光的應用效果。

二、天然采光的虛擬預測與評價

隨著人們開始對計算機的應用逐步深入，以及對居住環境的追求，對計算機模型天然光的計算建模開始逐漸發展起來，相對于實體模型，能夠提供更加精確、細致的數據。相關研究學者曾經指出：到現在為止，恰如其分的天然采光設計如此困建難的原因就是缺相應的設計工具[1]?？梢姡瑪底只瘜μ烊还獾牟杉泻艽蟮谋憷?，這也為建筑師們設計提供了很多的便利，通過預測天然采光效果，從而進行尤為準確的采光設計。這就是說設計師在設計方面必須將“采光”設計考慮到建筑設計當中。當今國外搭建了許多數字化的天然采光分析模型，這里簡單介紹其中的幾種模型。由微軟公司開發，在EXCEL的平臺上搭建而成，面對對象是建筑頂部的設計，通過建立天然的采光分析模型，使氣候和建筑能夠很好的通過這個平臺得到計算，使建筑師通過所得數據得到自己想到的采光率。對于分析照明情況，AG132和Lu menOe -51gner通過分析計算達拉斯一年中太陽運行軌道的精確數據，建立了三維遮擋曲線，以此為基礎建立了以中國形似貝殼的鋁型鑄件。這些由特殊材質制作的五十萬個貝殼，以開口向北的方式很整齊的排列在屋頂，通過吸收向北朝向的陽光，并且阻止直射陽光帶來的紫外線的投入，很好的避免了建筑物的展品吸收那些有害的成分，從而對人體進行損害。

三、天然采光的實時監控和自動調節

我們可以透過室內看到室外的天空。這個博物館通過吸收天然光的照射，達到穩定光照的效果，從而避免了展品吸收大量紫外線而產生不良的陰影，影響視覺效果。而且我們在對建筑天然采光設計的過程中，發現這是一個吸引人的、別具一格的、完美組合的建筑學上的解決方案，提供了豐富的自然光，光影效果豐富，隔熱裝飾巧妙，讓人感覺愉悅，視線自由、透明、通暢，可以直視天空。太陽在一年中的變化都會使建筑物采光的均勻度降低。太陽直射的熱量會使夏天空調的制冷系數降低，增加了空調以及能源的消耗率和負擔。

四、天然光照明范圍的擴大

為保證室內光環境、熱環境的舒適性與穩定性。人們在天然采光系統中采用一系列的技術手段來實時控制天然光及熱的攝入量。首先是在采光材料上出現了革新。采光材料能夠自己感知光與熱的變化從而調節采光量?，F已研制出多種類型的調光玻璃，這些調光玻璃和吸熱玻璃、熱反射玻璃不同，它們能夠隨著外界光、熱條件的變化而變，從而實現對陽光射入量的控制，為建筑提供理想的光、熱環境。目前的調光玻璃主要有四種類型：光致變色、電致變色、溫致變色和壓致變色。

例如：美國新墨西哥州的一家太陽能技術公司在2003年9月發明了一種能夠自動控制熱量和陽光射入量的預制屋頂和墻板構件。這種構件內含有一層由水溶性碳水聚合物制成的透明薄膜，只要調整聚合物中各種成分的比例，就可以改變薄膜對陽光的射入和反射性能。從而可使室內溫度控制在15.5℃一65.6℃中的任何一處[2]。

美國建筑能源公司目前正在開發一種傳感器定位和定向工具，簡稱這是一個計算機控制程序，只要在適當的位，安放傳感器。就可以實時監測電光和天然光的光照情況，并可以輸出照度變化曲線、電光和天然光在一年中的照明狀況、一定時期內產生的光電能等信息。

總之，可持續建筑天然采光設計在實際應用的過程中，有著許多良好的經濟效益，而且隨著科學技術的不斷發展，設計師們也可以將建筑采光設計的內容和自然環境完美的搭配在一起，使得建筑內部環境中光和環境可以完美的結合在一起，這樣就有效的擴大了天然光照明范圍，大幅度的降低資源的消耗量，使其在提高人們生活水的同時，也極大的降低了能源的消耗，致使建筑設計的成本得到有效的控制，從而為人們帶來了較多的經濟利益。目前，可持續建筑天然采光設計已經成為建筑設計中的主要內容之一，這樣建筑行業的可持續發展打下了扎實的基礎。

五、結束語

由此可見，可持續的建筑天然采光設計在應用中，不僅有效的保障了人們的生理健康，為了人們提高了安逸舒適的生活環境，還有著良好的節能環保功能，為社會經濟的可持續發展提供了前提條件。但是，由于可持續的建筑天然采光設計理念在我國建筑設計中起步得比較晚，許多方面還存在著一定的問題，因此我們還要在不斷的實踐活動中，來對其進行改革和完善，從而推動我國建筑行業的發展。

[1]楊志達.建筑采光設計的幾個誤區[J].山西建筑，2007(13)

[2]胡毅.淺談如何做好建筑節能設計[J].赤峰學院學報(自然科學版)，2011(08)

劉鵬，男，出生年月：1985年5月，出生地：遼寧省鐵嶺市銀州區。畢業院校：大連理工大學城市學院。研究方向：建筑設計。身份證號：211202198505041298