郁潇翰

摘 要：自然采光通常是建筑室内对自然光的利用，通过设计建筑透明门窗或玻璃幕墙的大小、位置，使建筑物内部得到适宜的光线。采光良好的建筑不仅可以节约能源，更有研究证明，自然光有益于健康和舒适度，这对建筑使用者至关重要。本文就此展开了论述，以供参阅。

关键词：自然采光;眩光;绿色建筑;节能

引言

绿色建筑室内自然采光设计应遵循健康舒适和资源节约的原则，使建筑室内自然采光满足视觉舒适度的同时尽可能降低能耗。日光的全光谱输出可以提供最佳的显色效果，尽管现在某些高档电光源可以接近于日光光谱，目前还没有一种方法能模拟出在不同时节日光光谱的变化，通过自然采光，建筑中的使用者可以“联系”室外，感知时光的流逝和季节的变化。自然光不消耗电能，又是质量较高的光源，无论从提高室内照明质量上还是节约能源的角度都是最可取的，但是，自然采光真的是“完全免费”和“被有效利用”的吗？首先自然光通过围护结构中的外窗或玻璃幕墙进入室内空间，外窗或玻璃幕墙一般隔热性能较差，会造成室内热能流失，不利于建筑节能。国际上有不少优秀节能建筑采用玻璃幕墙设计，但其实背后付出了很多代价，玻璃幕墙建筑需要采取更多节能技术措施来规避玻璃材料的节能缺点。为获得更充足的自然采光而设计高窗墙比会增加建筑节能的压力。其次，能将自然光引入室内不一定就能有效节约照明能耗，很多利用自然采光照明的建筑通过有效的采光改善策略仍有更高的节能潜力。

1 自然光的基本特征

直射阳光

直射阳光具有非常高的强度和持续变化的特征，在地球表面产生的照度可能超过100000lux。直射阳光的亮度因季节、时间、地点和天空条件而异。针对阳光明媚的晴朗的季节，需要进行精细的建筑设计考虑，利用散射、遮阳和反射原理改善不利影响。

天空光

一般认为自然光的组成为太阳光和天空光两部分，天空光是由于太阳光经过大气层时大气中的空气分子、尘埃和水蒸汽散射形成的现象，可以看成是太阳光的间接照明。照度在冬季的阴天可达到10000lux，在夏季阴天可能高达30000lux。在多云的气候里，天空光是主要的自然采光光源。

反射光

反射光是阳光或天空光由地形、树木、植被或附近的建筑物等反射而产生的。环境的表面反射率将影响到达建筑立面的反射光总量。在一些密集的建筑情况下，从地面和周围环境反射的光可以成为室内采光来源的一部分。

2 采光质量

充足采光

如果一个空间的采光不合适或不充分，它会影响我们的视觉系统，造成不舒适，可能导致不必要的眼睛疲劳、头痛等症状。在设计阶段，设置适当的位置和大小的窗户及其它导光系统，可调节自然光的强度、位置和方向以满足视觉需求。除了参考相关建筑的设计标准控制建筑窗地比，计算采光系数是对室内采光效果进行量化分析，对照标准《建筑采光设计标准》，可判断室内采光是否满足“量”的需求。《绿色建筑评价标准》对优化采光“量”的要求为“住宅建筑室内主要功能空间至少60%面积比例区域，其采光照度值不低于300lx的小时数平均不少于8h/d”、“室内主要功能空间至少60%面积比例区域的采光照度值不低于采光要求的小时数平均不少于4h/d”、“内区采光系数满足采光要求的面积比例达到 60%”等。

避免眩光

除了满足“量”的需求，好的采光设计应该避免眩光引起的视觉不适。研究表明，一般人眼对自然采光空间亮度变化的适应性要比对人工照明空间亮度变化的适应性更强，但是眼睛被迫适应变化太快、太广的亮度范围还是会引起视觉的不适。为了减少眩光问题的影响，应使用适当的内外遮阳装置。另外，建筑内表面采用浅色也有一定的效果。

3 采光系统设计

简单采光系统

简单的采光系统是通过窗户设计与适当的内外遮阳结合起来，例如，设置外遮阳和可内遮阳百叶的外窗，并采取措施将阳光或天空光导向到需要的地方（如设置导光管等）。

更先进采光系统

更先进的采光系统在简单采光系统的基础上，可以被设计为可追踪太阳轨迹或被动控制采光方向的系统。

4 采光系统节能策略

采光与建筑的能源需求、建筑室内光环境有着密不可分的联系。围护结构中玻璃构件（玻璃外窗或玻璃幕墙）的大小和位置应与建筑物的总能耗及采光效果综合考虑。有效节能的采光策略主要包括：1.开窗、平面、内部装饰和分区设计均有利于自然采光的进入和分布;2.尽可能减少通过围护结构玻璃部分的热流失;3.避免眩光;4.避免不必要的太阳得热;5.设计可根据自然采光条件控制的电气照明。只有当自然采光进入室内空间有效代替人工照明才能实现节约照明能耗，首先，应保证自然采光质量，让自然光照明比电气照明更舒适，其次，电气照明系统应合理分区并分别对应各区的自然采光变化进行控制（这种控制最好是高度自动化的），才能实现满足视觉需求的同时降低能耗的目标。

结束语

综上所述，应根据自然光特性和眩光影响情况，设计采光系统以保障室内自然采光质量。舒适的自然采光进入室内空间才能有效代替人工照明，其次，应根据采光系统节能策略采取相应措施，实现绿色建筑室内自然采光满足视觉需求的同时降低能耗的目标。

参考文献

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