摘要：自然光是無污染、可再生的能源，自然光對建筑空間的照明作用不容質(zhì)疑。本文首先介紹了在現(xiàn)代建筑設(shè)計中對自然光照進行考慮時要注意的一些要點，然后詳細介紹了建筑遮陽的原理和遮陽構(gòu)件的設(shè)計。
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；自然采光；遮陽
現(xiàn)代建筑中自然采光包括采光和遮陽兩個方面的內(nèi)容，采光是把自然光線有控制地引入建筑室內(nèi)，可以說采光是自然采光的正面途徑，也是最基本的途徑。遮陽主要是為了防止自然光的某些負面效應(yīng)的產(chǎn)生，如眩光、過熱、過高的亮度。采用遮陽板、百葉窗等遮光設(shè)施是為了優(yōu)化自然采光效果。每一處建筑空間都有各自的功能需要，絕大多數(shù)的建筑空間都需要光線來照亮建筑空間的大小、色彩、形狀等因素，并能滿足人們視覺的需要，此外，人們利用自然采光，有利于人體健康和提高工作效率，對心理和生理的健康尤為重要。
建筑大師特別是高技派建筑大師，他們特別偏愛大面積的玻璃幕墻和采光頂棚，使得室內(nèi)充滿陽光，通過豐富的技術(shù)經(jīng)驗和縝密的科學(xué)分析達到自然采光的最大化、最優(yōu)化。甚至能夠通過精確的技術(shù)手段使自然光線的利用從被動接收到能夠收集和傳遞，使之達到建筑的每一個角落。
一、自然采光設(shè)計
自然光在改善使用者舒適度和減少人工照明能耗方面，如何對自然光進行利用變得越來越重要。普通透光玻璃在獲得自然光線的同時，往往還吸收了過多的太陽輻射，導(dǎo)致室內(nèi)溫度的升高，所以對自然光的利用，必須經(jīng)過細致的設(shè)計。采光效果與建筑體量、平面組織形式、平面進深和剖面層高、窗戶的朝向、傾斜度、窗戶面積、周圍的遮擋情況（植物配置、其他建筑等）、周圍建筑的陽光反射情況、窗戶內(nèi)外遮光裝置的設(shè)置等都有很大關(guān)系。在建筑設(shè)計中對自然光照進行考慮時要注意下面一些要點。
1、 總圖設(shè)計和平面布局
在總圖設(shè)計和平面布局時應(yīng)考慮采光問題，充分考慮用地周圍環(huán)境、建筑等對新建建筑的影響，如果外部環(huán)境過于遮擋用地則要適當(dāng)考慮減少建筑的平面進深。
2、窗戶的方向、數(shù)量和面積
南向窗采光效率高，可以獲得大量太陽反射熱，需要結(jié)合遮陽裝置等措施來有效地利用自然光線；北向窗采光特點是采光均勻、穩(wěn)定、無眩光，尤其適合美術(shù)展覽、閱讀；東西方向采光可以得到最少太陽光。在普通的開窗情況下，一般日照光照射深度為窗戶的2.5倍，開窗數(shù)量與面積，應(yīng)根據(jù)建筑功能，結(jié)合自然采光、自然通風(fēng)和能耗等條件綜合確定。大面積的窗戶會透過更多的自然光，但同時也帶來更大的熱損失或者熱獲得，增加室內(nèi)熱負荷。一般來說，窗戶面積最好是室內(nèi)面積的20%左右。對人的心理舒適度而言，室內(nèi)可看見的天空面積是個重要的因素而不僅僅是光線的照度，窗戶的高度最好能使室內(nèi)使用者看見室外更大面積的天空。
3、玻璃的選擇
在進行自然采光設(shè)計時應(yīng)和建筑的熱工性能和自然通風(fēng)結(jié)合起來考慮。窗戶玻璃的選擇將是影響建筑熱工性能的關(guān)鍵因素。透明的純凈玻璃允許自然光和熱輻射進入。反射玻璃可以在夏季高效率地減少太陽輻射熱但也減少了冬季的熱獲得。因此玻璃的選擇應(yīng)該根據(jù)其具體的地理環(huán)境和日照條件來確定，并且應(yīng)該綜合考慮各個季節(jié)的綜合效應(yīng)，大面積的西向玻璃幕墻應(yīng)該盡量避免。
二、現(xiàn)代建筑的遮陽設(shè)計
在現(xiàn)代建筑中，玻璃充分體現(xiàn)了室內(nèi)外視線的交流，將內(nèi)外空間融為一體，如果遮陽方面考慮不當(dāng)，在夏季它往往成為影響建筑熱舒適的致命問題。良好的遮陽設(shè)計不僅有助于節(jié)能，而且遮陽構(gòu)件成為影響建筑形體和美感的關(guān)鍵要素，特別是新的遮陽構(gòu)件和構(gòu)造往往成為凸顯建筑高技術(shù)和現(xiàn)代感的重要組成部分。
粗獷的混凝土的遮陽格柵無法適應(yīng)今天的要求，以技術(shù)為手段的新一代建筑師正積極探索新的、更加高效的遮陽方式。
1、建筑遮陽的原理
太陽的熱輻射作用主要通過以下兩個途徑影響人們的熱舒適。（1）透過窗戶進入室內(nèi)并被室內(nèi)表面所吸收，產(chǎn)生加熱效果。（2）被建筑的外圍護結(jié)構(gòu)表面吸收，其中又有一部分熱量通過建筑外圍護結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)逐漸進入室內(nèi)。建筑遮陽的目的正是在于阻斷直射陽光透過玻璃進入室內(nèi)，防止陽光過分照射和加熱建筑外圍護結(jié)構(gòu)，防止直射陽光造成的強烈眩光。適當(dāng)?shù)恼陉柎胧┏蔀楹苤匾恼{(diào)節(jié)建筑小氣候的手段，良好的遮陽設(shè)計有助于維持建筑的自然環(huán)境，節(jié)約空調(diào)費用，生態(tài)建筑對于遮陽的設(shè)計非常重視。
2、建筑遮陽構(gòu)件
建筑遮陽構(gòu)件的設(shè)計是在不影響自然采光和通風(fēng)的條件下能夠遮擋自然光的不利因素，達到建筑節(jié)能的目的。所以在建筑遮陽的設(shè)計和構(gòu)件選擇上不但要注重陽光的因素，還應(yīng)該注重通風(fēng)、隔熱、散熱等方面的因素。（1）在設(shè)計建筑前要認真分析當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，根據(jù)建筑的周圍環(huán)境和功能要求，在建筑合理的位置設(shè)置遮陽構(gòu)件。（2）注意遮陽構(gòu)件在遮陽的同時對建筑通風(fēng)的影響。如遮陽板不僅遮擋了陽光，而且建筑周圍的局部風(fēng)壓也會出現(xiàn)較大幅度的變化，影響建筑的通風(fēng)效果。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)叵募撅L(fēng)向的特點，利用遮陽板來作為引風(fēng)裝置，增加建筑進風(fēng)口的風(fēng)壓，對自然通風(fēng)進行調(diào)節(jié)，可以起到通風(fēng)散熱的目的。（3）遮陽構(gòu)件形式和材料的選擇。遮陽構(gòu)件既要避免構(gòu)件本身吸收過多熱量，又要易于散熱。遮陽構(gòu)件在遮擋陽光的同時會吸收太陽輻射，如果選擇不當(dāng)，會將一部分熱量傳人室內(nèi)，所以將遮陽構(gòu)件設(shè)計成百葉、網(wǎng)狀或格柵形式等可以避免上述問題，并且能夠利于通風(fēng)。（4）遮陽構(gòu)件的位置。放于室外的遮陽構(gòu)件的遮陽效果好于室內(nèi)。以垂直懸掛的遮陽百葉為例，采用外遮陽時有30%的熱量進入室內(nèi)，而采用內(nèi)遮陽進入室內(nèi)的熱量達到60%。但放于室外的遮陽構(gòu)件由于積灰過多等原因，時間久后會影響遮陽效果，現(xiàn)在的雙層皮玻璃幕墻系統(tǒng)中放置遮陽構(gòu)件的新構(gòu)造措施會使自然光利用和控制更加有效。
3、建筑遮陽的形式
建筑側(cè)窗、屋頂天窗、中庭玻璃屋頂都需要適當(dāng)?shù)恼陉�。遮陽的�?gòu)件多種多樣，不同部位的遮陽設(shè)計要有針對性。建筑遮陽按照所在的位置和放置方式不同主要可以分為水平遮陽、垂直遮陽、綜合式遮陽、擋板式遮陽等類型。水平遮陽的使用最為廣泛。此外結(jié)合建筑構(gòu)件的處理進行遮陽設(shè)計也是常見的措施，如遮陽棚架，其遮陽效果也比較好。屋頂遮陽棚架源于生活，常常搭設(shè)棚架，種植藤蔓作物，既利用植物降低屋面溫度，也為發(fā)展庭院經(jīng)濟增添了場地。百葉也是廣泛使用的遮陽形式，它的優(yōu)點是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)角度，綜合滿足遮陽和采光通風(fēng)的需要。輕質(zhì)的鋁合金百葉遮擋住夏季的直射陽光，而將柔和的漫反射光線引向室內(nèi)。對于屋頂天窗和玻璃頂來說，布幔和格柵也能夠發(fā)揮遮陽作用。
4、新型遮陽構(gòu)件
可以用作遮陽構(gòu)件的材料相當(dāng)豐富，不同的材料具有各自的特性。傳統(tǒng)的木材、混凝土、織物和柔性拉膜都能夠創(chuàng)造出新的建筑形象。但是當(dāng)今最流行的遮陽構(gòu)件材料當(dāng)數(shù)金屬。鋼格網(wǎng)遮陽，具有很高的結(jié)構(gòu)強度，被廣泛應(yīng)用在可通風(fēng)的雙層玻璃幕墻中。輕質(zhì)的鋁材可以加工成室外遮陽格柵、遮陽卷簾和室內(nèi)百葉窗。而隨著高性能的隔熱和熱反射玻璃工藝的進步，使得玻璃遮陽板成為可能，而結(jié)合光電轉(zhuǎn)換的遮陽構(gòu)件則產(chǎn)生了多功能的遮陽構(gòu)件，使建筑的節(jié)能和自然光的利用有了更大的發(fā)展。隨著計算機和建筑智能化的發(fā)展，智能、可自動調(diào)節(jié)的智能遮陽更是高技術(shù)生態(tài)建筑的特征之一。
參考文獻
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