建筑采光设计

目录摘要，关键词…………………………………………………………………21.前言………………………………………………………………………22.侧窗采光…………………………………………………………………23.天窗采光…………………………………………………………………33.1.混合采光……………………………………………………………33.2.新型采光……………………………………………………………44.案例分析……………………………………………………………………5-75.结语…………………………………………………………………………8参考文献………………………………………………………………………8摘要:建筑采光分自然采光和人工采光，为获得良好的光照环境，节约能源，我们尽量把自然光的作用发挥到最大。根据建筑功能和视觉工作的要求，在建筑设计中，我们常常在建筑设计中通过调整建筑设计的方法或者利用一些新技术新材料等措施，选择合理的采光方式，解决采光问题，创造良好的室内光环境。关键词:采光技术设计方法公共建筑Abstract:摘要外文翻译Keywords:关键词翻译前言遵守采光设计标准是必须的，但在建筑设计的方法上，采用一些巧妙的手段往往可以达到事半功倍的效果。实际操作中，调整采光口的位置是最直接最常用的方法，既是室内采光的必须，也是建筑立面表达的要求。采光口主要是窗户，可分为侧窗和天窗两种。根据建筑光学的原理和各类建筑对天然采光的要求所采取的开窗方式。一般分为侧窗采光、天窗采光、混合采光三类。侧窗采光利用建筑物外墙上所开的采光口(侧窗)进行采光。侧窗按所处位置分为单侧窗、双侧窗和高侧窗（图1）。单侧窗构造简单，造价低廉，使用维护方便，光线具有很强的方向性，有利于显现立体造型，易与室外联系等优点，因此使用广泛。缺点是光线分布不均匀,近窗、高侧窗采光，室内照度的均匀度比单侧窗好。在窗洞上装乳白玻璃、折光玻璃或反光板，使光线折向天棚,可以增加室内深处的照度。天窗采光进深大的建筑采取侧窗采光方式不能满足房间深处的采光要求，宜在屋顶开设天窗采光。由于天窗安装位置和数量不受墙面限制，因此能在工作面上形成较高而均匀的照度，并且不易形成直接眩光。常用的天窗有以下几种（图3）：a)矩形天窗：具有高侧窗特点，采光系数平均值可达5％。窗口如为南北朝向，直射阳光不易进入室内。b)锯齿形天窗：为单侧采光天窗，由于有倾斜的顶棚反光，因而采光效率比矩形天窗高15～20％,采光系数平均值可达7％。在北半球，窗口如朝北，可避免阳光直接射入室内，有利于控制室内温湿度和避免眩光。c)平天窗：用平板玻璃作成平面形式或用合成材料作成壳体形式的天窗。平天窗构造简单，布置灵活，采光效率比矩形天窗高两倍以上，在各类建筑中广泛采用。但平天窗处于水平位置，应采取适当的遮阳措施，防止阳光直射室内。d)横向天窗：直接在屋架垂直面上安设窗扇，可节省天窗架，降低建筑高度，节省建筑费用。横向天窗的采光效率同矩形天窗近似，但施工较复杂，屋顶整体刚度较差。e)井式天窗：利用屋架上下弦之间的空间，将几块屋面板放在下弦杆上形成井口。一般不装玻璃,采光系数不超过1％，采光效率较低，主要用于高温车间。但由于它处于烟尘出口处，较易积灰，如不经常清扫，会影响室内采光效果。新型采光方法建筑中如何有效地利用天然光近年来国内外建筑采光工作者提出了不少利用天然气光的采光方法和设想，归纳起来主要有两类：直接利用法和间接利用法。直接应用法主要有六种：1使用平面反向镜的一次反射法用反光镜一次将太阳光反射到室内需要采光的地方。这种方法对提高侧窗采光的均匀度具有较明显的效果。2导光管法用导光管将太阳集光器收集的光线传送到室内需要采光的地方（图5），如中国建筑科学院已通过鉴定的无窗厂房和地下建筑天然采光研究成果，就是用此法进行天然采光。3棱镜组多次反射法用一组传光棱镜将集光器收集的太阳光传送到需要采光的部位。如美国加州大学的贝克利试验室提出用于解决一座十层大楼的采光问题的方法；澳大利亚用这种方法把光送到房间10m进深的部位进行照明：在英国用于解决地下和无窗建筑的采光等，都收到了比较好的采光效果。4光导纤维法此法是采用光率的光导纤维将光线引到需要采光的地方。如日本阳光大楼的中庭采光，就是用这种方法，通过一组光纤把阳光引入室内，照明中庭的绿色植物，照明效果也很好。5卫星反射镜法用高空卫星反射镜把太阳光反射送到需要光线的地区。如美国计划用一卫星反射镜解决整个纽约地区的夜间照明。这就是不夜城的照明计划，实现此计划有三个问题需要解决：即经费问题，环境影响问题，卫星轨道位置问题。6高空聚光法用反光镜把太阳光聚集在高空，形成的高亮度光源供夜间照明用。案例妹岛和世的纽约新博物馆由东京的妹岛和世设计的纽约新当代艺术博物馆作为纽约市唯一的纯当代艺术机构首次于2003年亮相，这座6层的非平衡的白色矩形盒子结构叠加在一起的建筑位于下东岸曾经狼藉的街区。独特的天窗采光每个盒子都有不同的楼层面积和天花板高度，当然这是为了营造不同高度和气氛的开放、灵活的展览空间。同时每个“盒子”的错位设计都为阳台和天窗创造空间，也是为了采入更多的自然光，经过处理为室内产品展出提供明亮柔和的间接光。先进的建筑材料从街上沿着建筑的西面看过去也有很震撼视觉体验——其外覆层堪称博物馆的标志性特征：一层延展铝网像屏风一样钢筋混凝土的外立面上凸起3英寸，从立面上几乎很难看到窗户。建筑师称他们所选择的材料委托英国公司生产，能使射进博物馆的日光发生偏斜。这作为建筑表皮，不仅起到了装饰作用，也通过对光的过滤柔化作用，营造一个良好的室内光环境。光之教堂有的时候建筑的采光不仅仅是为了室内照明的需要，对于某些建筑采光也是为了某些象征意义。这时候建筑采光需要考虑更多的深层问题和技术。光之教堂，是日本最著名的建筑之一。它是日本建筑大师安藤忠雄的成名代表作，因其在教堂一面墙上开了一个十字形的洞而营造了特殊的光影效果，使信徒们产生接近上帝的错觉而名垂青史。独特的采光设计方法坚实厚硬的清水混凝土绝对的围合，创造出一片黑暗空间，让进去的人瞬间感觉到与外界的隔绝，而阳光便从墙体的水平垂直交错开口里泄进来，那便是著名的“光之十字”——神圣，清澈，纯净，震撼。当人置身其中，自然会感受到它所散发出的神圣与庄严。随后，你会听到由自己双脚与木地板接触时所发出的声响。这为教堂创造了一个理想的传教空间。透过毛玻璃拱顶，人们能感觉到天空、光之教堂阳光和绿树。教堂内部的光线是定向性的，而不同于廊道中均匀分布的光线，因此才会产生某些奇妙的效果。柏林自由大学图书馆作为一栋利用科技充分提高建筑能源利用效率的建筑，自由大学图书馆可谓福斯特建筑师事务所多年来投入生态建筑研究与实验的心血结晶。建筑表皮采用双层外壳结构：外层用不透明铝板和透明玻璃面板交替覆盖，并透过铝板的开合调节室内温度和空气品质;内层半透明的玻璃纤维膜层如同扩散板，可以使光线均匀扩散开来。此外，双层外壳之间的支撑结构均被漆成耀眼的黄色，增加建筑在色彩上的表现力。在轻型玻璃钢结构穹顶下，建筑师设计了一套厚重的混凝土构造系统，除了作为结构支撑，还具备热储存功能。柏林气候多变，建筑可以通过流动于其内部管线的水流来加热或冷却，以及配合双层外壳的面板开合调节室内温度。因此，在一年中近6成的时间里，图书馆可以完全实现自然通风，加之良好的天然光采光，使其比同类型建筑节省了近35%的能源消耗。在柏林自由大学图书馆案例中，建筑师将大部分功能分区集中在中央4层的开放式混凝土结构中。书架排列在中央位置，以避开来自四周过多阳光的照射。以读者的需求、阅读习惯和舒适度为出发点进行设计，已经成为现代图书馆建筑设计的主要方向。建筑师强调，如何为学生和读者营造一个良好的阅读环境是他们考虑的一大重点。无疑，天然光在其中起到了至关重要的作用。建筑师将座位排布在每层空间的外围，使读者充分享受在自然光环境下阅读的乐趣。层层悬挑的空间保证了各层都能接受到更多的天然光，同时消除了传统图书馆空间容易带来的压抑感。结语光是一种电磁辐射能，人类的生活离不开光。人们依靠不同的感觉器官从外界获得各种信息，其中约有80%来自视觉器官。人眼只有在良好的光照条件下才能有效的进行视觉工作，随着现今人们的很多活动，工作越来越多的在室内进行，良好的室内光环境是保证人们进行正常工作、学习和生活的必要条件。事实证明，人眼在天然光下比在人工光下具有更好的视觉功效，而太阳光作为一种巨大的安全的清洁能源，不用花任何代价去“开采”，这是任何的靠电能、化学能、生物能为动力的人工光源所不能比拟的。在建筑设计中充分利用天然光营造适宜室内光环境，对提倡可持续发展的低碳节能观也具有重要意义。其次，太阳光光谱中的短波光如紫外线，可以杀菌预防软骨病促、进对食物中某些必须微量元素的吸收，在获取自然光的同时，同时取得心旷神怡的“视景”，在自然采光中人们感到舒适，有利于身心健康。太阳光对于建筑空间造型艺术设计影响在当今的建筑设计中起着不可缺少的作用。一生设计了大量住宅的赖特说过，“给居室采光的最好的方式，就是上帝的方式。”所以我们应该争取通过巧妙地开窗方式，侧窗、天窗、混合等，充分地利用自然光，既环保，又有益于身心健康，还能产生令人痴迷的艺术效果。参考文献：[1]中华人民建设部.建筑采光设计标准(GB/T50033-2001).中国建筑工业出版社.2001-10-1[2]张芹.建筑幕墙与采光顶设计施工手册.中国建筑工业出版社;第2版.2006-1-1[3]柏林自由大学图书馆—福斯特建筑师事务所2009-06-13[4]建筑家安藤忠雄[日]安藤忠雄著龙国英译2011-3-1[5]妹岛和世+西泽立卫的作品与思想.大师系列丛书编辑部编著中国电力出版社2005-1[6]建筑物理（第三版）东南大学柳孝图著中国建筑工业出版社2010-7