采光板在建筑中的应用研究

李雨

【摘要】对于进深较大的建筑而言，可通过应用采光板改善室内采光不足、能源消耗过大的问题。本文首先介绍进深较大的建筑的采光设计现状，对采光板的设计原理与效果进行分析，然后仔细探讨了采光板的设计优化，旨在说明应用采光板的建筑可以达到良好的采光效果与节能降耗的目的。

【关键词】采光板 建筑 应用

在建筑中应用采光板可以实现室内均匀照明。对于一些进深较大的建筑而言，采用采光板能够提供亮度足够的照明，使室内光线充足。本文主要对建筑中的采光板应用进行简单的探讨，旨在解决进深大的建筑采光面临的难题。

一、进深较大建筑采光设计现状

（1）高强度照明耗费大量电量。在建筑中，常见的照明方式是人工照明。人工照明的弊端是强度高，耗电量大，增加不必要的能源消耗。目前，由于照明而耗费的电量可达到整个建筑能源消耗的10%-20%，比例甚高。

（z）采光不均匀。对于进深较大的建筑而言，自然光线很不容易进入室内，因此，人们会通过增大开窗面积提高室内的亮度。自然采光的弊端是会使得室内采光不均匀，因为自然光的照度在室内会呈现出递减模式，房间内的所有地方会呈现出不规则的照度状态。

二、采光板设计原理与采光效果

（一）设计原理

为了规避窗户开口较大所带来的一系列问题，就需要对开窗面积进行改造，利用采光板将自然光以反射的方式照射到室内更深的地方。采光板主要将强度甚高的直射光线通过反射的方式投射到室内的顶棚，再通过陆续的散射反射实現均匀采光。采光板可以保证窗口面积合理，使室内距离窗户较远的地方的采光度合格。同时，利用采光板还能够保证室内温度合理，使人倍感舒适，不必过多借助空调进行室温调节。

（二）采光效果

采用Energyplus可以实现良好的采光效果。Energyplus是一种新型建筑性能模拟软件，可以详细计算每一个分区与整体建筑的负荷数值，通过构建建筑模型科学评价建筑采光效果。

模拟模型建筑的时候，一般会选择两栋建筑作为研究对象，一是应用采光板的建筑，二是没有应用采光板的建筑，这两种建筑的材料和结构保持统一。

在室温恒定的状态下，设置参考照度，将耗电量控制在二分之一之内。应用采光板材料是水泥和白色涂料。通过对比可知，设置采光板的建筑室内采光十分均匀；相比之下，没有设置采光板的建筑采光并不均匀，仅在一定范围内达到了照度要求。从上午到下午期间，应用采光板的建筑利用自然光线可以完全达到照度要求，无需人工照明；普通建筑则需要持续利用人工照明的方式，对自然光线的利用率很低。

应用采光板的建筑的耗电量显著下降，没有应用采光板建筑的耗电量却比较大。通过对比这两种建筑的整天节约照明能耗情况来看，普通建筑几乎不能充分充分利用自然光线进行采光；应用采光板的建筑却能够充分利用自然光进行采光，不必借助人工照明实现充分光照。因此，应用采光板可以大大节省电量，减少不必要的能源消耗。

应用采光板的建筑室内可以获得充足的自然光线，建筑的下部分窗户能够起到良好的遮阳效果，这样就可以节省空调损耗，实现节能降耗的效果。相比之下，没有应用采光板的建筑空调负荷较大。不过，如果没有太阳光线照射，这两栋建筑的空调消耗量并没有显著区别。

三、采光板的设计优化

在建筑中应用采光板时，需遵循一个原则：充分利用太阳辐射，实现建筑节能降耗。太阳的运动有其自身的规律，季节不同，时间不同，维度不同，太阳的位置与运动轨迹也会有所不同。在采光板设计中，要结合太阳的一系列变化实现设计优化。

（一）几何形状的优化

在进行采光板设计时，可根据其几何形状进行优化。首先，针对建筑上部的开窗的高度选择几何结构。第二，确定采光板的内部与外部长度。第三，确定采光板的倾斜度。如果采光板的结构比较简单，就可以通过科学的计算得到最适合的几何形状。上述参数均可以通过科学的分析得出，再根据公式计分析建筑所在地的太阳光线变化，对入射光光线的入射角进行仔细分析，找出变化规律，选定优化目标，实现对几何形状的优化。

如果采光板的结构比较复杂，就可以通过制作模拟建筑模型和模拟自然光线的方式确定入射角度，后续操作模式与简单结构的采光板几何形状优化一致。对于复杂的采光板而言，几何形状的优化会更容易操作。

（二）材料选择

采光板的材料关系到其是否可以充分发挥作用，因此，必须要选择质量符合要求的材料。首先，要确保采光板表面光滑，这样才能更容易反射自然光线。第二，为了获得更多的光线，实现均匀照度，就要选择反射率较高的涂料，将其涂于表面。第三，为了充分利用太阳辐射，达到良好的节能效果，可将上部窗户的材料替换成镀膜材质的玻璃，具有很强的光谱选择性，这样就能够阻挡不必要的辐射，减少空调的负荷。

四、应用总结

首先，应用采光板的建筑可以确保室内具备良好的采光效果，实现均匀照射。不管是简单的结构还是复杂的结构，采光板均可以实现对太阳光线的高效利用，使房间采光更加均匀。第二，应用采光板可以有效降低建筑的能源消耗，使人倍感舒适。采光板可以规避开窗面积过大导致的空调负荷增加问题，即在较小的上部开窗状态下，就能够充分利用太阳光线降，低空调负荷。对采光板进行几何形状优化后，可以进一步提高其节能效果。

五、结束语

综上所述，在建筑中应用采光板可以有效改善室内采光现状，实现均匀采光。在提倡节能降耗的今天，人们越发重视建筑的功能完善，应用采光板则成为建筑发展的必然趋势。

参考文献：

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[2]陆胜杰.新型玻璃纤维增强中空采光板[J].四川建材，2015，（03）.