基于建筑遮陽條件下的室內自然采光設計策略

王禮飛

（安徽省城建設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230051）

建筑舒適的光熱環境是值得重視的，應該保證入射光量，降低人工照明能耗。建筑遮陽與室內自然采光存在著較為顯著的問題和矛盾，建筑遮陽裝置的廣泛使用，無疑使得住戶和自然風光失去了緊密的聯系。在建筑遮陽條件下，滿足自然采光的設計策略，是如今建筑設計尤為重視的課題。自然采光的設計應該在依賴建筑層面遮陽基礎上，有效調整陽光入射情況，另外建筑采光口也應該發揮調整采光方向等作用，兩者相得益彰、相輔相成，優化室內自然采光[1]。

1 遮陽裝置的設計

建筑外遮陽是夏季降低建筑能耗的一種重要措施，根據資料顯示，建筑水平外遮陽能夠達到最大限度地節能操作，而在建筑投入資金方面明顯較少。在進行建筑遮陽設計過程中，應該對水平外遮陽設備進行各方面的完善和優化。夏季遮陽以及冬季的陽光獲得對于自然采光方面的平衡依舊值得考慮，基于設計策略出發，首先，水平遮陽板的深度應該滿足夏季日照光線的遮擋，但是卻不高于冬季的日照光線[1]。此外，夏冬兩季對于遮陽板的調節應該達到最佳的效果，一定程度上滿足冬季自然采光的充足，確保能夠獲得較好的自然采光；若想對冬季日照光線不遮擋或者強化自然采光，就應該在高于窗頂的位置設置遮陽裝置；若想不限制建筑外墻表層熱空氣的渦流，那么在安裝遮陽板時應該保留相應的間距；多層遮陽設備能夠根據太陽的不同方向以及相應的角度進行分解，百葉遮陽形式的利用率也逐漸加大，利用百葉窗反光效果對室內自然采光進行優化和改善[2]；若是將百葉遮陽裝置于墻的位置留出間隙，百葉遮陽的相應視線就可以不做考慮，對于室外自然風光也有一定聯系，不會受到阻礙或者限制；百葉遮陽裝置的材料選擇應該優先考慮鋁合金，再是像木百葉或者織物的遮陽措施，為了達到較好的反射效果應該選擇淺色為宜。

此外，建筑遮陽裝置還可隨著氣候變化而變化，且根據日照時間段的差距可調節的功能。在經過相應改變優化設計后，簡單的遮陽裝置也能變成夏季遮擋太陽輻射的有效裝置，冬季又能將陽光較好的引入室內。此外，遮陽裝置的有效調節可使自然采光的工作效率得到一定程度提升。部分建筑是利用光感元件、溫感元件等，依照室內外的溫度和日照強度進行有效調節。德國某建筑就是通過機械控制，其設備對于光照的調整更加細節化。在遮陽元件的設計上也有較為細節的設計措施，結合兩種不同形態的元件，能夠依照光線的變化而進行調整，若是光線處于較強的環境，遮陽功能得到體現，使得室內光線漫反射；若是光線處于相對較弱的情況，通過折射對室內光線進行補充[3]。

2 采光口設計措施

2.1 窗體遮陽

在進行窗體設計過程中，針對南面墻體窗體可以朝著室內的方向凹陷，窗體的陰影一定程度上能夠遮擋日照線，使得達到自然遮擋陽光的效果，利用混凝土形成中間挖空的狀態，使得陽光體積感得到增加，無論是室內還是室外都有緩沖的空間，而Concert Hall是通過凹陷的窗體，避免陽光的照射，窗體細節位置也加強了塑造性，網格狀的形態非常立體。在對翼墻設計依舊是較為重要的一點[4]。

2.2 反射光改善室內光照

在進行采光口大小等設計時，應該充分利用反射光，以此對室內光環境得到優化和改善。首先，窗口應該安裝反光板，比如將其安裝在窗戶較為上方的位置，如果居中窗戶會被分割成上下兩部分。室外直射光線經過窗格，通過反射光板反射，頂棚接收到反射光線再進行漫性反射，在離窗口相對比較遠的空間會有較為柔和的光線產生，而反光板也會對下方的窗戶有效遮陽。其次，窗面的傾斜角，通過窗面的傾斜改變對陽光的輻射進行一定程度的遮擋，并且對地面反射光也有較好地應用。比如英國一所大學分校的多功能展示廳窗口有明顯的傾斜狀態，會有陰影產生，在夏季不僅能夠避免日照光線較強的情況，一定程度上對采光的相應面積得到改變；在對頂棚進行處理時，基于較為基礎的開窗條件，日照光照射窗戶大概有兩倍半的比例，屋頂的照明面積大約是垂直窗戶的三倍，這對室內溫度的影響并不有利。而頂棚能夠基于此方面，通過細節的分析和優化使得自然光能夠變得柔和，太陽輻射也會被有效遮擋。比如金貝爾博物館的設計方案，拱頂開口較為下面的位置使用了反光板，如此巧妙地設計能夠在不同形狀的空間里根據縫隙掌握自然時間[5]。

3 結語

自然采光能夠給室內用戶帶來較為舒適的光熱環境，對于各方面因素以及遮陽裝置的多重功能有效體現，建筑自然采光是不可缺少的一部分，若是存在自然采光的缺陷，一定程度上會給使用者的生理等方面帶來不良感受。據調查顯示，我國遮陽技術的開發和遮陽裝置的使用越來越得到重視，特別是遮陽與室內自然采光的共存問題，如中空內置百葉窗的廣泛使用，使得建筑遮陽環境和自然采光間的不共生性得到緩解，使兩者能夠在一定程度上達到平衡。從建筑設計角度看，室內光線不可能完全只依靠自然光，人工照明和有效自然光的合理結合不僅可以改善室內環境，還可節約照明能耗。基于建筑內部的主要光源依舊是自然光源，室內無法被自然光照射的部位應該予以人工照明裝置，人工照明是盡可能降低采光窗口和室內相對較陰暗位置的差異性，確保室內的光線充足。建筑遮陽相對于自然采光的影響因素主要是其一定程度上會降低室內光照質量，而且，建筑遮陽裝置會在直射光照有效遮擋，有可能通過設備將其轉變為較為柔和的漫反射光線，降低直射光給人帶來的眩暈感。

遮陽裝置一定程度上會降低室內自然光照，相較于自然采光而言，通過陽光的擴散光室內光照也會增強。對室內的擋光板進行分析，其延伸性能夠對窗口照度進行有效降低，對于室內光照不足的情況能夠有效改善。因此，在建筑遮陽條件下，室內自然采光的設計因素還需兼顧多個方面因素，有針對性地找出有效設計策略，確保遮陽裝置具有夏季遮陽和冬季不遮光的雙重效果。