被动式建筑节能设计技术措施探析

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1、被动式建筑节能设计技术措施探析【摘要】对于被动式的建筑节能设计来说，自然采光是首要考虑的关键；建筑师应当结合建筑物的朝向、形式以及门窗等其他因素充分利用自然采光。本文通过结合笔者的工程实践经验，针对被动式建筑节能中的自然釆光环节而展开探讨，为同行提供参考借鉴。【关键词】建筑设计；节能设计；自然采光；被动式设计1.引言对于被动式的建筑节能设计来说，自然采光是首要考虑的关键。在人类历史的大部分时间里，需要良好光线的活动,总是在白天进行。因此，在20世纪以前，所有的建筑都只能使用自然采光来照明。随着电灯的出现，建筑告别了黑暗时代。然而无论是白天还是夜晚，仅靠电灯提供照明，都难以提供高质量和可

2、持续的照明，在进行电气照明系统的设计以前，建筑师应当结合建筑物的朝向、形式以及门窗等其他因素充分利用自然采光。2•被动式节能中的自然采光提出尽管自然采光的设计比电气照明复杂，但它能同时给建筑物内部和外部带来更加丰富的美感。和电气照明相比，自然采光作为被动式设计的一个重要部分具有以下多方面的(1)自然采光可以用于照明并减少电量的消耗，从而减少对环境的影响。越来越多的设计师、建筑业主和使用者都已经开始认识到自然采光的好处，如果设计合理，自然光完全可以提供高品质的建筑照明。由于很多建筑每年的总能耗中有30%—50%都用于人工采光，因此对自然采光的精心设计显得很有必要。(2)自然采光可用于被动

3、式采暖。阳光在带来光的同时也带来热量，建筑开窗获得太阳辐射的同时也带来了对流风，自然采光也是被动式太阳能设计的重要组成部分。(3)自然光可以有助于人们的健康和安宁。健康和安宁的感受来自于多种因素的影响，自然光照明是其中一个重要因素，它可以用于治疗特殊疾病或者是提供视觉上抚慰，在医院建筑中作用非常明显。同时自然光照还可以提高人们的工作效率.一些研究表明，办公室通过采用高质量的自然光，可以明显提高员工的工作效率(可高达15%),并量降低旷工率。美国加利福尼亚州最近的一项统计数据证明，零售商场中自然采光对提高销售运也很有帮助。同样的道理，在教室中进行自然采光对学生的学习效率和身心健康也同样有

4、好处。(4)自然光能增强人的时间感受。自然光能帮助人们来感受时间，感受季节的变化和每天太阳的起落。古人根据自然光来制定时钟，宗教典礼和仪式也将自然光作为一个重要的角色，这一切都关乎人们的精神感受•显得个可缺少。3.自然采光设计方法与措施采光设计必须贯彻国家的技术经济政策，允分利用自然光，创造良好的光环境，这是因为自然光环境是人们长期习惯和喜爱的工作环境。我国人部分地区处于温带，天然光充足，为利用天然光提供了有利条件，在已天的大部分时间内能满足视觉工作要求。这在我国电力紧张的情况下，对于节约能源有重要的意义。自然采光设计有以下几个基本步骤：确定性能目标、确定自然采光的基本策略、确定外窗的

5、基本策略、窗玻璃材料的选择、开天窗的策略、与人工照明的整合。3.1确定节能目标自然采光的性能目标主要是节省照明能耗费用和提高视觉质量。设计者应在满足用户和照明目标需要的照度水平的基础上提高视觉质量并尽可能避免使用人工照明。（1）采光标难。采光标准的数量评价指标以采光系数C表示。以为室外天然光受各种气象条件的影响，在一天中的变化很大，因而影响室内光线的变化，所以不能用一绝对值来衡量室内的采光效果。采用采光系数这一相对值来评价采光效果较为合适。目前国际上一般也采用此系数来评价采光。但我国的光气候有很大的区别，例如西北高原地区室外总照度年平均值高达31.46klx,而四川盆地及东北部地区只有

6、21.18klx,相差高达50%。若在采光设计中采用向一标准显然是不合理的，为此，在采光设计标淮中，将全国划分为五个光气候并分别取相应的采光设计标准。（2）提高视觉质量。自然采光的一般目标是提供足够的、髙质量的光线。同时，尽量避免直射眩光利过高的亮度比。减小照梯度：由于受窗户位置和自然光变化的限制，建筑内部的自然光照明往往不均匀，远离窗户的地方光线太少，而靠近窗户的地方光线又过于充足。因此，需要把更多的光线引入列室内较深的地方，这不仅是为了提高那里的照度，也是为了减小室内的照度梯度。避免直射眩光：光线从没有仟何遮蔽的窗户和天窗直接照进室内时.容易产生直射眩光。如果靠近窗户的墙壁没有被照

7、亮，从而显得相当阴暗,这种眩光就会变得更加刺眼。消除过高的亮度比：如果太阳光在部分工作区域投下斑驳的光影，就会引起许多让人难以忍受的亮度比。因此，应尽可能消除。3.2确定自然采光的基本策略自然采光和多种因素密切相关。对一个成功的自然采光设计而言，建筑物的场地分析、平面和空间布局和采光方位都至关重要。不但要考虑建筑物的外部形式，同时还要考虑其内部空间的布局。内部的分隔设施，除非是玻璃做的，否则都会妨碍自然光的深入。只有在这些最基本的事项确定了以后