浅谈现代住宅建筑的节能和采光设计

王玉珏

摘要：在可持续发展的理念下，现代建筑越来越注重建筑节能与采光设计。合理有效的采光设计不仅能够提升建筑室内空间的光照效果、改善建筑室内环境，更可以有效节约电力资源，满足建筑节能发展要求。因此，这里针对现代住宅建筑的节能和采光设计做研究，并讨论各种新型采光技术，如光电玻璃幕墙等在现代建筑领域的应用等，可以有效结合建筑内外环境，实现相应调节，提升建筑整体舒适性，满足现代建筑可持续性发展要求。

关键词：现代住宅;自然采光;节能采光;策略

1 建筑自然采光节能设计相关概述

1.1 采光方式研究

目前来看，建筑采光可以分为两种，一种属于自然采光，另一种属于光照系统采光，也叫人工照明。目前我国建筑中，主要以人工照明为主，它能够提供稳定、较为良好的光源效果，不过人工照明消耗能源，我国电力资源主要以火力发电为主，人工照明会造成光污染、大量电力消耗。在节能减排大环境下，我国开始在建筑中不断优化建筑设计，注重建筑采光的需求，这样不仅能提高建筑的采光效果，更可以实现能源的节。更为关键的是，自然光源对环境有净化效果，采光更自然，更符合人体发展需要。而人工照明灯具光源存在差异，均匀性较差，甚至对室内环境带来影响，特别是人的眼睛长期接触光源，影响视力，对皮肤也有副作用。

1.2 建筑自然采光节能设计目标探索

1.2.1 需要符合照明要求

大自然中的太阳光更属于自然光，是万物生长耐以生存的能量，在发展中，万物的生长都离不开自然光。不过自然光的产生受限于太阳活动的变化，其强弱会不同。因此，在建筑设计中，需要充分考虑到太阳光如何采集、如何控制、转化等问题，同时太阳光也不能过强，不能直照人体，对人体身体，眼睛等部位有影响，应该合理采集光源，并对其强弱进行控制，也符合建筑采光设计要求。

1.2.2需要满足环保要求

自然采光设计中，需要充分考虑环境保护问题。特别是太阳光中的紫外线对空气中的细菌具有杀灭作用，同时光源的合理控制与采集，也可以净化环境，提高建筑居住的舒适性，因此，在进行光源采集中，需要尽可能符合人们生活要求与生态环境发展要求，避免自然光采集出现光污染问题，同时降低对周围环境的影响。

1.2.3 需要满足建筑节能要求

合理采光设计，自然光要比人工照明更优异，同时节约大量资源。因此，在建筑采光设计中，应该充分的对采光系统进行优化，如在白天中，尽可能采集外界光源实现建筑白天照明所需。而晚上可以借助太阳能发电等技术将光源进行转换成电源，实现夜晚照明要求，这样可以有效节约电力资源。

2 采光节能设计需要考虑的因素

2.1 自然光的变化性因素

建筑自然光源的的采集主要是太阳光，太阳光的采集需要考虑到多种因素，如季节性因素、早中晚光照强度因素、光照采集的距离、采集方法因素等，特别是自然光的亮度、颜色存在不同，需要合理的进行调整，最终采集的自然光需要符合人体发展需要，这样才能实现建筑节能要求。

2.2 环境因素

建筑采光设计中，不得不考虑周围环境情况，特别是采光建筑若周围存在建筑、存在大型植被、或者周围有光照遮挡物，都会给建筑采光造成影响，特别是建筑随着时间的变化，光照会迁移变化，采光效果会有明显的不同，因此设计时需要充分考虑这些问题。

2.3建筑采光设计因素

建筑结构设计中，需要充分考虑采光问题，特别是建筑设计结构，门窗的设计占比、形状、玻璃类型等，都会给采光的效果带来影响。如在采光设计中，考虑到窗地比因素，窗地比小说明房间采光口面積相对较小，并不利于采光，而过大，又容易影响空调的使用，造成用电高的问题，因此在设计时，需要充分考虑这些因素，可别是窗户的设计，比较出现光照盲区问题，对于玻璃的选择，应该具备好透光率特性，这样才能提高采光设计的效果。

3 建筑采光节能设计探索

3.1 合理选择建筑结构朝向

根据我国地理位置的情况，我国处于北半球区域，这里夏至日南偏东及偏西60°朝向范围内，日照时间一般大于八个小时，同时在冬至日南偏东及偏西30°朝向范围内，也具有充足的日照要时间。所以，在进行建筑结构朝向设计时，需要充分考虑自然采光设计问题，建筑可以朝着南北方向进行朝向设计，这样采光条件更好，一般不推荐东西朝向，光照效果偏差。特别是在我国寒冷的北方地区，房屋朝向设计应该充分考虑采光效果因素，以提高建筑采光的设计效果，并降低建筑能耗。

3.2 对建筑形体优化设计

建筑形体优化主要考虑建筑体量、剖面形状、进深控制、墙体结构等内容，一般来说建筑结构长宽越大，其吸收热能越多，在我国需要根据南北方情况进行具体的设计。特别是南方地区，夏季炎热，温度较高，高强度的采光并不利于房屋散热，同时也容易对人体皮肤、眼睛造成伤害，因此需要合理进行设计。而北方地区冬季寒冷，夏季相对更凉快，设计时需要考虑到暖通空调节设计，应选择长宽比较大的形体。在具体设计时，对光照情况具体分析，考虑到建筑空间与外部的接触面积，对光照区域进行合理计算，运用计算机技术进行模拟计算，从而有效渗透自然光，

被动采光设计在建筑中比较常见，如落地窗、直立窗、百叶窗、玻璃材质隔断等等，或者也可以对建筑体表面进行特定的采光设计，这些都可以帮助建筑获得采光效果。而一些建筑对采光要求较高，还需要扩大窗户面积，或者增加顶层采光面，都可以提高建筑采光的效果。另外，采光设计thong，考虑到窗户的尺寸参数，一般 ，窗户过高时，近窗处照亮效果减弱，而过低又会影响人采光的属性效果。因此，根据相关实验得出，门窗高度维持在0.9 m上下最佳，可以获得较为舒适的效果。此外，一些地区夏季炎热，需要设置专门的反光板，可以降低光照热量，保障空调节能效果。

对于主动式采光而言，这种会借助信息化技术、计算机技术、传感器技术，利用更为先进的光学设备对外界光源进行探测，借助机械式结构对环境光源进行主动调节，将环境外光照主动折射到室内，使得室内随时可以获得最佳采光效果，既可以提高光照效果，同时，也可以根据光照在不同角度的强弱进行取舍，使得环境光照处于最佳状态。

3.3一些新技术的应用

在目前的采光设计中，也有大量的新技术应用其中，如光电玻璃幕墙技术，这种技术可以借助光能、电能和玻璃有机结合，利用电能使玻璃兼具光亮和通透性形成一种新型环保节能材料。特别是一些建筑中，利用太阳能进行发电，转化为电能，降低建筑能耗，节能又环保，还可以降低光污染。

光导照明技术则是一种借助采光罩收集自然光线，并将其收入相关设备，借助光导管的传送和强化后，再将这些光进行均匀照射到建筑需要光源的位置的一种技术，这种技术的优点是可以调节光照强度，即便阴雨环境也能获得良好的光照效果，显著节约室内光照用电，同时节约空调能耗，既节能，也环保。

结束语：现代化的发展，节能建筑设计成为我国建筑市场发展的新方向，特别是合理对建筑采光的设计，能够为建筑提供更舒适、明亮的照明体验，并降低建筑能耗。在具体的设计中，把握好环境、光源强度、建筑结构设计以及新技术的应用，充分考虑到地区采光条件与变化，合理设计，以满足建筑节能减排发展要求。

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