淺談現代住宅建筑的節能和采光設計

王玉玨

摘要：在可持續發展的理念下，現代建筑越來越注重建筑節能與采光設計。合理有效的采光設計不僅能夠提升建筑室內空間的光照效果、改善建筑室內環境，更可以有效節約電力資源，滿足建筑節能發展要求。因此，這里針對現代住宅建筑的節能和采光設計做研究，并討論各種新型采光技術，如光電玻璃幕墻等在現代建筑領域的應用等，可以有效結合建筑內外環境，實現相應調節，提升建筑整體舒適性，滿足現代建筑可持續性發展要求。

關鍵詞：現代住宅;自然采光;節能采光;策略

1 建筑自然采光節能設計相關概述

1.1 采光方式研究

目前來看，建筑采光可以分為兩種，一種屬于自然采光，另一種屬于光照系統采光，也叫人工照明。目前我國建筑中，主要以人工照明為主，它能夠提供穩定、較為良好的光源效果，不過人工照明消耗能源，我國電力資源主要以火力發電為主，人工照明會造成光污染、大量電力消耗。在節能減排大環境下，我國開始在建筑中不斷優化建筑設計，注重建筑采光的需求，這樣不僅能提高建筑的采光效果，更可以實現能源的節。更為關鍵的是，自然光源對環境有凈化效果，采光更自然，更符合人體發展需要。而人工照明燈具光源存在差異，均勻性較差，甚至對室內環境帶來影響，特別是人的眼睛長期接觸光源，影響視力，對皮膚也有副作用。

1.2 建筑自然采光節能設計目標探索

1.2.1 需要符合照明要求

大自然中的太陽光更屬于自然光，是萬物生長耐以生存的能量，在發展中，萬物的生長都離不開自然光。不過自然光的產生受限于太陽活動的變化，其強弱會不同。因此，在建筑設計中，需要充分考慮到太陽光如何采集、如何控制、轉化等問題，同時太陽光也不能過強，不能直照人體，對人體身體，眼睛等部位有影響，應該合理采集光源，并對其強弱進行控制，也符合建筑采光設計要求。

1.2.2需要滿足環保要求

自然采光設計中，需要充分考慮環境保護問題。特別是太陽光中的紫外線對空氣中的細菌具有殺滅作用，同時光源的合理控制與采集，也可以凈化環境，提高建筑居住的舒適性，因此，在進行光源采集中，需要盡可能符合人們生活要求與生態環境發展要求，避免自然光采集出現光污染問題，同時降低對周圍環境的影響。

1.2.3 需要滿足建筑節能要求

合理采光設計，自然光要比人工照明更優異，同時節約大量資源。因此，在建筑采光設計中，應該充分的對采光系統進行優化，如在白天中，盡可能采集外界光源實現建筑白天照明所需。而晚上可以借助太陽能發電等技術將光源進行轉換成電源，實現夜晚照明要求，這樣可以有效節約電力資源。

2 采光節能設計需要考慮的因素

2.1 自然光的變化性因素

建筑自然光源的的采集主要是太陽光，太陽光的采集需要考慮到多種因素，如季節性因素、早中晚光照強度因素、光照采集的距離、采集方法因素等，特別是自然光的亮度、顏色存在不同，需要合理的進行調整，最終采集的自然光需要符合人體發展需要，這樣才能實現建筑節能要求。

2.2 環境因素

建筑采光設計中，不得不考慮周圍環境情況，特別是采光建筑若周圍存在建筑、存在大型植被、或者周圍有光照遮擋物，都會給建筑采光造成影響，特別是建筑隨著時間的變化，光照會遷移變化，采光效果會有明顯的不同，因此設計時需要充分考慮這些問題。

2.3建筑采光設計因素

建筑結構設計中，需要充分考慮采光問題，特別是建筑設計結構，門窗的設計占比、形狀、玻璃類型等，都會給采光的效果帶來影響。如在采光設計中，考慮到窗地比因素，窗地比小說明房間采光口面積相對較小，并不利于采光，而過大，又容易影響空調的使用，造成用電高的問題，因此在設計時，需要充分考慮這些因素，可別是窗戶的設計，比較出現光照盲區問題，對于玻璃的選擇，應該具備好透光率特性，這樣才能提高采光設計的效果。

3 建筑采光節能設計探索

3.1 合理選擇建筑結構朝向

根據我國地理位置的情況，我國處于北半球區域，這里夏至日南偏東及偏西60°朝向范圍內，日照時間一般大于八個小時，同時在冬至日南偏東及偏西30°朝向范圍內，也具有充足的日照要時間。所以，在進行建筑結構朝向設計時，需要充分考慮自然采光設計問題，建筑可以朝著南北方向進行朝向設計，這樣采光條件更好，一般不推薦東西朝向，光照效果偏差。特別是在我國寒冷的北方地區，房屋朝向設計應該充分考慮采光效果因素，以提高建筑采光的設計效果，并降低建筑能耗。

3.2 對建筑形體優化設計

建筑形體優化主要考慮建筑體量、剖面形狀、進深控制、墻體結構等內容，一般來說建筑結構長寬越大，其吸收熱能越多，在我國需要根據南北方情況進行具體的設計。特別是南方地區，夏季炎熱，溫度較高，高強度的采光并不利于房屋散熱，同時也容易對人體皮膚、眼睛造成傷害，因此需要合理進行設計。而北方地區冬季寒冷，夏季相對更涼快，設計時需要考慮到暖通空調節設計，應選擇長寬比較大的形體。在具體設計時，對光照情況具體分析，考慮到建筑空間與外部的接觸面積，對光照區域進行合理計算，運用計算機技術進行模擬計算，從而有效滲透自然光，

被動采光設計在建筑中比較常見，如落地窗、直立窗、百葉窗、玻璃材質隔斷等等，或者也可以對建筑體表面進行特定的采光設計，這些都可以幫助建筑獲得采光效果。而一些建筑對采光要求較高，還需要擴大窗戶面積，或者增加頂層采光面，都可以提高建筑采光的效果。另外，采光設計thong，考慮到窗戶的尺寸參數，一般 ，窗戶過高時，近窗處照亮效果減弱，而過低又會影響人采光的屬性效果。因此，根據相關實驗得出，門窗高度維持在0.9 m上下最佳，可以獲得較為舒適的效果。此外，一些地區夏季炎熱，需要設置專門的反光板，可以降低光照熱量，保障空調節能效果。

對于主動式采光而言，這種會借助信息化技術、計算機技術、傳感器技術，利用更為先進的光學設備對外界光源進行探測，借助機械式結構對環境光源進行主動調節，將環境外光照主動折射到室內，使得室內隨時可以獲得最佳采光效果，既可以提高光照效果，同時，也可以根據光照在不同角度的強弱進行取舍，使得環境光照處于最佳狀態。

3.3一些新技術的應用

在目前的采光設計中，也有大量的新技術應用其中，如光電玻璃幕墻技術，這種技術可以借助光能、電能和玻璃有機結合，利用電能使玻璃兼具光亮和通透性形成一種新型環保節能材料。特別是一些建筑中，利用太陽能進行發電，轉化為電能，降低建筑能耗，節能又環保，還可以降低光污染。

光導照明技術則是一種借助采光罩收集自然光線，并將其收入相關設備，借助光導管的傳送和強化后，再將這些光進行均勻照射到建筑需要光源的位置的一種技術，這種技術的優點是可以調節光照強度，即便陰雨環境也能獲得良好的光照效果，顯著節約室內光照用電，同時節約空調能耗，既節能，也環保。

結束語：現代化的發展，節能建筑設計成為我國建筑市場發展的新方向，特別是合理對建筑采光的設計，能夠為建筑提供更舒適、明亮的照明體驗，并降低建筑能耗。在具體的設計中，把握好環境、光源強度、建筑結構設計以及新技術的應用，充分考慮到地區采光條件與變化，合理設計，以滿足建筑節能減排發展要求。

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