基于生态建筑设计中的自然光利用技术探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fh2019
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  摘要:目前,自然光利用技术已成为生态建筑设计中的一个重要手段,并且这种技术正在不断的发展成熟,对于自然光利用技术在生态建筑中的应用研究具有非常的意义。为了更好的发展生态建筑,我们重点分析了自然光利用技术在生态建筑中的应用以及其推广中存在的问题和应对方案。
  关键词:生态建筑;自然光利用技术;建筑设计;应用
  中图分类号:TU2文献标识码: A
  首先我们要了解什么是生态建筑,生态建筑其实就是一个建立在节约资源、以及减少污染的基础上的健康、舒适的人居环境。生态建筑是以其从理论走向实践为技术方向的,它的特点决定了技术设计是生态建筑设计中的必不可少的一部分,也是一条必经之路。当中,自然光利用技术在生态建筑的应用也得到了广大设计师的重视,生态建筑设计已经从对自然光简单的被动接受转变为主动收集 、转化以及利用。一般来说,在技术方面通常会使用的就是将诱导式技术引入设计中进行设计。而所谓的诱导式设计,即不借助機械设备为辅助,而是采用建筑构造手法来调节小环境的设计,来达到建筑的节能和舒适的目的。
  自然光利用策略
  现今,生态建筑中自然光利用技术的政策:首先,要保证建筑低耗能、低污染的前提下,利用高技术手段(数字化精密分析及建筑技术等)创造健康舒适的建筑内微气候(温度、湿度及通风等)。在建筑设计中主要有诱导式采光、诱导式通风以及诱导式恒温恒湿等设计。其次,通过高新技术,利用太阳的光能转换——热能、电能等能源、其他能量使建筑能量耗损变低,亦能使建筑本身对环境的负担减少。
  自然光利用技术在生态建筑中的应用
  (一)诱导式采光设计
  依据人的生物本性,我们了解到自然光照对人的生理、心理的健康特别重要,而且,衡量我们建筑内环境质量的首要标准就是建筑的自然光照。因此,合理的自然采光能够大大的节约建筑因人工照明而带来的能量耗损,同时,也能够让人感受到更加健康舒适的建筑内环境。当今建筑界的生态建筑师或多或少的在自己设计的建筑中体现出对自然光的喜爱,并通过一系列的方案来实现。其中最重要的就是大量透光材料的应用,这也是生态建筑中最显著的特点,通过这种方法可以实现增加自然采光的面积。而诱导式采光的设计是以保证内部照明度的前提条件下,尽可能的利用自然采光,节约人工照明的能量耗损为目标。在这种设计中通常会用设置遮阳设施、利用反光天棚、采用光导纤维以及安装百叶窗等方法。诱导式采光可以提供给人舒适的自然光照,同时,也可以使得人工照明的能量耗损降低,特别是光导纤维及太阳光收集器等一些高技术含量的技术普遍应用,推动生态建筑进入一个全新的高度。
  诱导式恒温恒湿设计
  主要利用太阳光热能和建筑构造手段,在尽可能不使用机械设备的情况下,通过合理设置以及选择材料来达到建筑内部温度、湿度舒适就是诱导式恒温恒湿设计。它的设计巧妙地利用了自然界的规律,同时,这也是一种能量耗损较低的生态设计方法,其主要代表就是现在在生态建筑中应用的“双层皮”玻璃幕墙。这是一种充分利用自然光的生态建筑设计,是生态建筑中广泛应用的一种技术,享有“可呼吸的建筑皮肤”的称号,是根据过去建筑玻璃幕墙能量耗损高及室内空气质量差等问题而运用的一种节能技术。
  (三)诱导式中庭气候交换系统
  一般来说,利用诱导式通风与诱导式采光综合作用就是诱导式中庭气候交换系统,这种设计方法经常出现在现今生态建筑中,它的生态效益十分显著。透光中庭主要表现人们对自然光的向往、喜欢,最先由美国建筑师波特曼在20世纪60年代将中庭引入大型公共建筑,随着时代的发展,中庭本质已经改变,它不仅仅是公共空间,它是一个室内气候缓冲、调节的空间。在生态建筑中,通过温室效应、热烟囱效应和绿化引入等方式,在节约建筑低能耗同时带给大家一个舒适健康的建筑内环境就是生态建筑中的透光中庭。其温室效应及热烟囱效应都是利用自然光的热效应产生的新型建筑节能方法。详细的说,就是冬天时通过温室效应原理让建筑达到保暖的目的,夏天时利用热烟囱效应的热压原理加强通风使建筑降温。而绿化引入对中庭的空气质量优化,减少建筑对周围环境的负担,给使用者带来心理上的舒适。
  低能耗住宅中多种引导系统的综合运用(OM阳光体系)
  OM阳光体系,即多功能的太阳能利用体系。它可以使室内的空气冷却或者加热,还能温暖地面及供给热水,它属于被动式太阳能系统,只要通过有限的高技术就可以提供全年的室内气候调节。OM阳光体系的主要对策是运用低技术和高技术的融合,而不是人们认为的高技术,其主要特点就是简洁性。OM阳光体系主要原理:首先将室外空气引入到屋下的通气槽,并积聚在屋檐下,然后被屋顶上安装的玻璃集热板加热,致使空气上升至屋顶最高处,最后通过其它转换方式加热建筑中的地板和水,可以为家庭提供热水和暖气。高技术主要运用发挥屋顶集热板的效率,并有使系统工作更加高效的特点;在室内不同地点进行检测,以决定何时热空气应该导入室内或者排向室外。
  设置功能区和缓冲服务区
  功能区和缓冲服务区的合理设置,能够尽可能满足每一个室内空间环境对自然采光及通风的要求,同时有利于建筑工程的节能。这两者的设置既相互独立又方便联系,在提高了功能区的灵活性同时能更加有效利用资源,在建筑中,功能区通常是建筑功能里的一部分,而缓冲服务区则是建筑中的辅助性空间,功能区一般属于灵活的空间,这样设计在功能和使用上需要调整时,可以通过最少的时间及最小的消耗达到新的使用功能要求,然而缓冲服务区是高技术生态建筑中用来调节室内温度的一个重要部分,其主要是为功能区服务的,在为功能区提供辅助功能的同时又为服务区提供舒适的室内环境、活动空间以及气候的缓冲空间。
  自然光利用技术的推广存在问题与应对方案
  自然光利用技术已经逐渐应用世界各地,但其中可能有很多问题需要引起我们的重视,为此,我们又要如何去做,有什么应对方案。
  (一)存在的问题
  第一,自然光应用首要问题就是成本问题,这同时也是最困难的问题,其中包含初置成本和维护成本。
  第二,还存在一些技术问题,设计的完善与尚未健全的维修技术。
  第三,从整体考量系统的安全性。
  第四,建筑的位置与其和阳光相对的位置,不同位置的建筑接受日光的程度也是不同的,这点很难控制。
  第五,成本回收和财务支出的不确定,让其不敢冒险采用自然光技术。
  应对方案
  首先,拥有更完善、成本更便宜的技术,包括调光策略、遮阳设计、空间对流设计太阳光热能量循环利用和新产品测试技术。
  其次,专业的教育与推广,加大自然光利用技术应用的专业训练,并全力发展自然光优势。
  再次,政府补助,制定一些奖励政策、电力企业回馈或是 专业授权。
  最后,确定未来发展研究方向,以加强自然光应用的效益与产品化为目标前进。
  结束语
  随着自然光在生态建筑设计实践中的应用,我国生态建筑技术得到了不断的发展、完善,进而终于实现生态建筑目标,打造一个良好的人工生态循环系统,给人们提供美好舒适的生活环境。
  参考文献
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