采光板在建筑中的應用研究

李雨

【摘要】對于進深較大的建筑而言，可通過應用采光板改善室內采光不足、能源消耗過大的問題。本文首先介紹進深較大的建筑的采光設計現狀，對采光板的設計原理與效果進行分析，然后仔細探討了采光板的設計優化，旨在說明應用采光板的建筑可以達到良好的采光效果與節能降耗的目的。

【關鍵詞】采光板 建筑 應用

在建筑中應用采光板可以實現室內均勻照明。對于一些進深較大的建筑而言，采用采光板能夠提供亮度足夠的照明，使室內光線充足。本文主要對建筑中的采光板應用進行簡單的探討，旨在解決進深大的建筑采光面臨的難題。

一、進深較大建筑采光設計現狀

（1）高強度照明耗費大量電量。在建筑中，常見的照明方式是人工照明。人工照明的弊端是強度高，耗電量大，增加不必要的能源消耗。目前，由于照明而耗費的電量可達到整個建筑能源消耗的10%-20%，比例甚高。

（z）采光不均勻。對于進深較大的建筑而言，自然光線很不容易進入室內，因此，人們會通過增大開窗面積提高室內的亮度。自然采光的弊端是會使得室內采光不均勻，因為自然光的照度在室內會呈現出遞減模式，房間內的所有地方會呈現出不規則的照度狀態。

二、采光板設計原理與采光效果

（一）設計原理

為了規避窗戶開口較大所帶來的一系列問題，就需要對開窗面積進行改造，利用采光板將自然光以反射的方式照射到室內更深的地方。采光板主要將強度甚高的直射光線通過反射的方式投射到室內的頂棚，再通過陸續的散射反射實現均勻采光。采光板可以保證窗口面積合理，使室內距離窗戶較遠的地方的采光度合格。同時，利用采光板還能夠保證室內溫度合理，使人倍感舒適，不必過多借助空調進行室溫調節。

（二）采光效果

采用Energyplus可以實現良好的采光效果。Energyplus是一種新型建筑性能模擬軟件，可以詳細計算每一個分區與整體建筑的負荷數值，通過構建建筑模型科學評價建筑采光效果。

模擬模型建筑的時候，一般會選擇兩棟建筑作為研究對象，一是應用采光板的建筑，二是沒有應用采光板的建筑，這兩種建筑的材料和結構保持統一。

在室溫恒定的狀態下，設置參考照度，將耗電量控制在二分之一之內。應用采光板材料是水泥和白色涂料。通過對比可知，設置采光板的建筑室內采光十分均勻；相比之下，沒有設置采光板的建筑采光并不均勻，僅在一定范圍內達到了照度要求。從上午到下午期間，應用采光板的建筑利用自然光線可以完全達到照度要求，無需人工照明；普通建筑則需要持續利用人工照明的方式，對自然光線的利用率很低。

應用采光板的建筑的耗電量顯著下降，沒有應用采光板建筑的耗電量卻比較大。通過對比這兩種建筑的整天節約照明能耗情況來看，普通建筑幾乎不能充分充分利用自然光線進行采光；應用采光板的建筑卻能夠充分利用自然光進行采光，不必借助人工照明實現充分光照。因此，應用采光板可以大大節省電量，減少不必要的能源消耗。

應用采光板的建筑室內可以獲得充足的自然光線，建筑的下部分窗戶能夠起到良好的遮陽效果，這樣就可以節省空調損耗，實現節能降耗的效果。相比之下，沒有應用采光板的建筑空調負荷較大。不過，如果沒有太陽光線照射，這兩棟建筑的空調消耗量并沒有顯著區別。

三、采光板的設計優化

在建筑中應用采光板時，需遵循一個原則：充分利用太陽輻射，實現建筑節能降耗。太陽的運動有其自身的規律，季節不同，時間不同，維度不同，太陽的位置與運動軌跡也會有所不同。在采光板設計中，要結合太陽的一系列變化實現設計優化。

（一）幾何形狀的優化

在進行采光板設計時，可根據其幾何形狀進行優化。首先，針對建筑上部的開窗的高度選擇幾何結構。第二，確定采光板的內部與外部長度。第三，確定采光板的傾斜度。如果采光板的結構比較簡單，就可以通過科學的計算得到最適合的幾何形狀。上述參數均可以通過科學的分析得出，再根據公式計分析建筑所在地的太陽光線變化，對入射光光線的入射角進行仔細分析，找出變化規律，選定優化目標，實現對幾何形狀的優化。

如果采光板的結構比較復雜，就可以通過制作模擬建筑模型和模擬自然光線的方式確定入射角度，后續操作模式與簡單結構的采光板幾何形狀優化一致。對于復雜的采光板而言，幾何形狀的優化會更容易操作。

（二）材料選擇

采光板的材料關系到其是否可以充分發揮作用，因此，必須要選擇質量符合要求的材料。首先，要確保采光板表面光滑，這樣才能更容易反射自然光線。第二，為了獲得更多的光線，實現均勻照度，就要選擇反射率較高的涂料，將其涂于表面。第三，為了充分利用太陽輻射，達到良好的節能效果，可將上部窗戶的材料替換成鍍膜材質的玻璃，具有很強的光譜選擇性，這樣就能夠阻擋不必要的輻射，減少空調的負荷。

四、應用總結

首先，應用采光板的建筑可以確保室內具備良好的采光效果，實現均勻照射。不管是簡單的結構還是復雜的結構，采光板均可以實現對太陽光線的高效利用，使房間采光更加均勻。第二，應用采光板可以有效降低建筑的能源消耗，使人倍感舒適。采光板可以規避開窗面積過大導致的空調負荷增加問題，即在較小的上部開窗狀態下，就能夠充分利用太陽光線降，低空調負荷。對采光板進行幾何形狀優化后，可以進一步提高其節能效果。

五、結束語

綜上所述，在建筑中應用采光板可以有效改善室內采光現狀，實現均勻采光。在提倡節能降耗的今天，人們越發重視建筑的功能完善，應用采光板則成為建筑發展的必然趨勢。

參考文獻：

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