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探究高层建筑的自然采光设计与节能

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摘要：自然采光设计在高层建筑中的应用，对能源的节约和建筑物的居住舒适度的提升有着积极的促进作用。本篇文章主要对高层建筑采光设计的主要目标、高层建筑的采光设计和一些与之有关的技能新技术进行了探究。

关键词：自然采光、高层建筑；新技术；节能

前言：高层建筑的建设，是城市发展的一大必经阶段。在人们的生存环境不断恶化的境况下，可持续发展这一原则已经成为了建筑行业所要遵循的一大准则。自然光是人们身心健康的保障，自然光在建筑领域的应用，可以让建筑空间的生态环境得到有效改善。

一、高层建筑采光设计的主要目标

（一）满足照明需求

建筑是人类目前一大主要的活动场所。对照明需求的满足，是高层建筑采光设计所要遵循的一大重要原则[1]。对于住宅建筑而言，卧室、起居室和厨房的直接采光需要与视觉作业所要求的光照度相吻合。在高层写字楼等商用建筑的设计过程中，设计人员除了要让照明条件与建筑设计要求相吻合以外，还需要对光帷反射问题进行有效避免。

（二）满足视觉舒适度要求

理想的视觉环境有着采光均匀、亮度对比小的特点。对高层建筑的艺术功能的发挥，是对建筑室内环境的视觉舒适度进行满足的有效方式。对建筑物的预期的空间艺术效果的发挥，可以让人们的视力和身心健康得到充分保护。

（三）满足节能要求

从我国电力资源的使用情况来看，大约30%的电力被用在了高层办公楼的照明工作之中。在对自然光和人工照明进行比较分析以以后，我们可以发现，在照明度相同的情况下，自然光所产生的热量要远远低于人工照明所产生的热量。对自然光采光设计的应用，可以在室内温度的调节过程中有效降低能源消耗[2]。

（四）满足环境保护需求

环保理念也是高层建筑设计过程中所要遵循的原则。自然采光设计在高层建筑中的应用，可以通过对室内微生物的生长进行抑制的方式，对人们的居住环境进行改善。光污染问题是设计人员在处理高层建筑采光设计问题的过程中所要考虑的一个重要问题。对技术与构造相结合的玻璃幕墙的应用，是对光污染问题进行降低的有效方式。

二、高层建筑的采光设计

（一）对建筑位置和朝向设计的优化

受到我国的地理环境的影响，我国建筑的南向采光时间相对较长、东西方向可以让阳光直接射入到房间之中。遮挡措施的应用，是对室温增高和炫光问题进行避免的有效措施。在建筑设计领域，设计人员需要让建筑物表现出面南背北的特点。在一些冬季气候较为寒冷的地区，设计人员更需要在遵循日照原理的基础上，对建筑位置和建筑的朝向问题进行确定[3]。

（二）采光天窗的设计

在屋顶开设天窗的措施是对高层建筑的采光设计问题进行优化的一种表现。在建筑的设计阶段，设计人员可以将屋顶天窗设置为两层，上层为透光玻璃，下层为金属片。在建筑物投入使用以后，双层天窗的设计，可以让太阳光在透过玻璃照射到金属片上以后，被反射到天花板。这就可以让建筑物的室内光环境得到优化。这一建筑方法可以在写字楼的建设过程中得到充分运用。

（三）建筑物中庭采光设计

在中庭的设计过程中，设计人员需要对屋顶形式、透明度、中庭的空间形式、宽度比例和高度比例问题进行充分关注。中庭内部的二次反射与漫反射是自然光线的主要来源。对顶部天窗和侧窗的采光功能的充分发挥，可以让高层建筑表现出贴近自然和回归自然的原则。

三、高层建筑的节能新技术

（一）光导照明技术

光导照明技术主要指的是利用采光罩的作用，将室外自然光引入建筑系统内部，并借助光导管传输到管道底部，最后借助高透光、高扩散的漫射器的作用将管线管均匀照射到室内的技术。如图：

不论是在晴天还是在雨天，光导照明系统都可以将充足的光线引入室内。从这一技术的应用效果来看，它可以对建筑物的日间照明能耗和空调制冷消耗进行有效降低。这一技术的应用，也可以对停电问题所带来的安全隐患进行有效解决。

（二）光玻璃幕墙技术

光玻璃幕墙是具有发电功能、隔音功能、隔热功能和装饰功能的新型建筑材料。太阳能电池发电技术的渗透，可以让二氧化碳和一些产生温室效应的有害气体的排放量得到有效降低。它建筑物所在区域的自然环境之间也存在着很好的相容性。自然光和高层建筑之间的有机结合，是这一技术在实际应用过程中表现出来的主要特点[4]。在将自然光能转化为电能以后，建筑物的电能消耗量会得到有效降低，幕墙的隔热保温性能也会得到有效强化。

（三）太阳能光纤照明装置

从我国太阳能资源的应用现状来看，太阳能与电能，太阳能与热能之间的转化，是人们在对这一可再生资源进行应用的过程中所关注的两大重要问题。基于太阳能技术的光纤照明装置的应用，可以让太阳能在照明领域得到充分运用。随着太阳能技术的不断发展，太阳能光纤灯在高层建筑中的应用，成为了人们对自然采光技术进行创新的表现。下图所示的内容技术太阳能光纤照明技术的主要应用内容。

从上图中所示的内容来看，聚光装置、传导装