1 引言
目前, 我国高层建筑的自然采光设计存在一些问题和不足, 需要相关工作人员研究和完善.随着人们思想观念的不断更新变化, 人们对于节能问题越来越重视, 因此, 自然采光的设计满足了当今时代发展的需要, 顺应了社会可持续发展的实际需要, 对我国经济的长远稳定发展有着深远的意义[1].
2 高层建筑采光设计要求
2.1 满足人们照明需要
在日常生活中, 人们的大部分活动都是在室内开展和进行的, 所以, 在对高层建筑的自然采光进行设计的过程当中要充分考虑到人们的实际需要.比如, 高层建筑中的客厅、书房等的直接采光, 只需要满足视觉的光照程度就可以了.高层办公楼建筑要使得天然的光符合建筑设计和人们工作的要求, 防止由于刺眼或者光线暗淡导致人们工作效率的降低.完善的采光设计可以大大减少室内工作范围内光线强度的大幅度变化等情况的发生.
2.2 满足人们审美需求
适宜的室内环境需要符合采光均匀、无炫光、亮度变化小等要求.高层建筑的顶部不存在遮挡的物品, 可以为室内提供较好的光环境.这不但满足了人们的审美需要, 也有利于人们的视力以及身心的健康.
2.3 符合节约能源的社会发展趋势
目前, 我国的高层办公楼中所耗费的电量约占其总耗电数量的30%.而同等的照明水平下, 自然光比照明工具所耗费的热量更少, 从而大大减少了室内温度调节过程中耗费的能源.由此可见, 应用自然光照明是高层建筑节能的重要方式.
2.4符合环保的要求
在设计高层建筑自然采光的过程中要格外重视对环境的保护, 尽可能地消除室内的霉气、控制室内细菌的产生, 对植物的光合作用会起到一定帮助, 进而有效地改善人们的工作和生活环境.在设计采光的时候不能忽视对环境的污染情况, 要尽可能应用构造和技术相结合的玻璃幕墙, 以最大程度减少光带来的污染.
3 高层建筑自然采光的现实意义
首先, 高层建筑的自然采光设计必须要符合当地的地理环境, 按照太阳光线照射的高度角的变化而进行变动, 进而设计出符合建筑特点的采光方法.第二, 需要考虑云量、光照强度等因素的影响.第三, 要在确保满足人类审美需要的前提下, 选择科学合理的采光材料.只有质量符合要求的材料才可以为人们提供高质量的采光服务, 还可以使得光能和电能之间形成良好的循环转化关系.这就在很大程度上提高了高层建筑物的能源使用效率, 减少了玻璃幕的应用次数, 大大缓解了光污染带来的一系列问题[2].第四, 高层建筑物的窗台和阳台的设计需要便于人们与外界的联系, 进而有效减缓心理压力, 提升工作效率, 同时使得室内的装饰物品产生一定的光影效果.自然采光必须是可以随时进行调控的, 人们在采集自然光的时候要根据天气的具体情况以及工作的具体特点来进行调节和控制, 使其能够满足节能环保要求.第五, 高层建筑物的采光需要考虑室内各个方面的要求, 例如热舒适、空气的质量等.只有综合考虑分析这些影响因素, 才可以使得高层建筑自然采光设计更能够满足人们的需要.
4 高层建筑自然采光设计及相关节能技术
4.1 高层建筑自然采光设计
在高层建筑的自然采光设计工作中可以应用以下的设计内容: (1) 使用采光天窗.高层建筑当中需要在建筑物的顶部设计天窗, 以达到解放屋顶的效果, 阳光可以通过屋顶照射到建筑物的内部.设计天窗的工作可以分为两个部分, 上部分是透光的玻璃, 下部分是金属片, 阳光在经过玻璃之后可以照射到金属片上, 在这之后, 反射至天花板上面, 进而实现照射大厅的目的, 产生良好的光环境. (2) 对建筑的方向和位置进行优化.我国处于北半球的位置上, 因此, 南向的采光时间很长, 照射的高度也更高, 东西朝向很容易使阳光照射到室内环境当中, 导致室内温度不断上升甚至出现眩光的情况, 因此, 需要实施必要的遮蔽措施.而建筑物的北部基本上都是依靠天空的漫反射来达到采光效果, 高层建筑自身的容积率高, 对于人们的日照需要难以满足, 背北面南的高层建筑在我国属于朝向最佳的情况[3].在严寒地区进行城市的规划需要注意日照的原理, 科学合理地确定建筑物的方向和位置, 使得每一座建筑物都可以得到更多的光能和太阳照射.由此可以看出, 建筑物的方向、位置与节能有着密切的联系. (3) 使用中庭采光的方式.在设计高层建筑物采光的时候对于其中的屋顶形状、透明程度等因素进行充分的考虑.中庭的高度比宽度要大, 其受到的直射阳光也是很少的, 大多数光线都是中庭的漫反射或者是二次反射产生的.所以, 中庭如果宽敞的话, 可以对高层建筑物内部的温度、湿度等因素起到很好的调节作用.另外, 顶部的天窗和侧窗一起采光可以实现与自然环境的密切交流, 有利于建筑物与自然环境之间形成良好的循环模式.
4.2 高层建筑内部自然采光节能技术的应用
就目前而言, 我国主要应用的高程建筑采光的能源节约技术主要分为以下几种:1) 光电玻璃墙技术.这一技术具有较强的现代感, 也是高层建筑装饰材料的首要选择, 作为一般的玻璃幕墙而言, 其保温和隔热的性能都相对较差, 在增加建筑物自身能源消耗的同时也导致了光污染的迅速产生.光电幕墙这一技术结合隔音、隔热等多种性能为一体, 是一种新型的建筑幕墙.这一幕墙的外表比较简单美观, 同时也融合了自然光和人工建筑, 可以迅速地把自然光转化为电能, 降低了建筑物自身的电能损耗以及光污染存在的可能性.另外, 提高了幕墙的保温功效和生态环保的功效.2) 光导照明系统.这一系统有效将自然光收集起来, 并且导入到相关设备当中, 在经过光导管的传送之后, 由漫反射装备来实现自然光的均匀照射, 其采光相对柔和, 照射光的强度也可以根据具体情况进行调节, 得到的自然光所产生的照明效果是十分明显的.从早晨开始到傍晚, 就算是阴天或者下雨的天气, 光导系统也可以导入充足的阳光.这一照明系统所产生的光与自然光基本上是一样的, 也就是说, 我们即使在家里不出门也可以享受到充足的阳光.另外, 这一系统不但可以提供长达10h的自然光照射以外, 还可以节约能源, 摆脱了传统的电力照明观念.3) 太阳日光反射装备.这一设备是1种应用到建筑物外面的新型技术, 其可以有效提高采集天然光的效率.同时, 这一装置可以跟踪太阳的运动轨道.另外, 通过扩散天窗使得天然的光反射到建筑物底端, 以实现对天然光的收集.
5 结语
综上所述, 高层建筑物的采光设计可以科学合理地将自然光线进行收集利用, 不但大大节省了能源, 还可以防止其他不利因素所带来的消极影响, 为人们的生活和工作营造良好的环境, 对人类的身心健康起到一定的积极影响, 另外, 也合理地应用了大自然的阳光.
来源：工程建设与设计
