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精品论文 参考文献 高层建筑自然采光优化设计方案研究 （聊城市规划建筑设计院有限公司，山东，聊城，252000） 【摘 要】随着城市化进程的日渐加快，大量的城市人口涌入到城市中，使得高层建筑日渐受到人们的青睐。高层建筑虽然有效的缓解了城市土地资源有限的问题，但是也带来了高能耗问题。在建筑能耗中照明又是能耗消耗最大的一项，因此通过合理设计高层建筑，使其能够实现自然采光，能够有效降低能源消耗。 【关键词】高层建筑；自然采光；优化设计 近年来随着社会和城市的发展、用地的紧缺，高层建筑大量涌现、迅速扩张。但是高层建筑巨大的体量以及平均进深较大，产生的能耗也大、建筑平面进深较大的区域人工照明需求高、建筑立面各朝向受光不均匀，以及高层建筑外立面多采用玻璃幕墙但缺乏遮阳措施，使在室内的窗边附近区域有眩光现象等一系列问题，尤其是在高层办公建筑中这些问题更加突出。自然光绿色环保且有益于健康，充分利用自然光照明，既能减少照明所耗电能，又能改善建筑空间的生态环境，符合当今可持续发展的建筑设计自然光绿色环保且有益于健康，充分利用自然光照明，既能减少照明所耗电能，又能改善建筑空间的生态环境，符合当今可持续发展的建筑设理念及社会节能环保的发展趋势。 一、高层办公建筑自然采光研究 在我国，《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）中规定，10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑称为高层建筑。高层建筑自然采光研究，除了同建筑单体自身有很大关系外与建筑所处的地理位置也有密切联系，由于我国幅员辽阔，各地光气侯条件差别很大，所以仅采用单一的标准来衡量评价全国范围内的自然采光质量是不合理的，所以在我国共划分了五个光气侯区分别讨论。同时，由于各类视觉工作的工作精度要求不同，视觉工作也被分为五级讨论。 二、高层建筑自然采光优化设计目标和要点 （一）建筑形体优化设计 为了最大程度地利用自然光，解决高层建筑立面每个朝向所受的热辐射量差别较大、受光不均匀的问题，同时，考虑利用自然光将房屋、生活工作环境以及公共空间建造成更加健康舒适的可持续建筑环境，设计采用仿生设计手法，对建筑形体进行了扭转。设计方案以北方地区为例。建筑形体设计构思源自向日葵。因向日葵从发芽到花盘盛开之前这一段时间，其叶子和花盘在白天追随太阳阳光从东转向西。由此设计了高层建筑的结构随着太阳的轨迹扭转，这样可使建筑立面上获得更多的日照，太阳辐射过渡更为均匀，更合理地利用日光。 （二）透光天花板及阳光层设计 在建筑进深较大的空间，因光线不足导致日间人工光的大量使用。此外，由于太阳光的入射角较大，以及门窗洞口的尺寸限制，使得光线到达的进深不足，导致室内照度的不足与不均。照度在窗边较大，而经过地面和天花板微弱的漫反射后，往往衰减得十分迅速。为了解决高层建筑进深过大导致内部空间昏暗、照度不足的问题，在本设计中提出了透光天花板及阳光层的概念，即在原始高层建筑的每个楼层之间加入阳光层。阳光层由上中下 3 层组成，其上层为上一楼层的楼板底面，下层是下一楼层的天花板，中间为供光线反射的空气间层。上层材质采用抛光金属，下层天花板材质采用透光树脂，以便阳光柔和地透入。 （三）建筑立面遮阳与反光措施设计 目前，高层建筑外立面大多采用玻璃幕墙但缺乏遮阳措施，在室内的窗边附近区域，阳光直射照度过强，造成眩光现象。为了解决这一问题，在建筑立面设计上加入了铝制挡板来遮挡阳光。与一般建筑所用挡板不同的是，本设计方案中的挡板是由一个外部的遮光板和一个内部的反光板组成。遮光板和反光板带有一定角度和宽度。遮光板解决了窗边光线过曝引起的眩光现象，反光板可将光线反射引入阳光层，进而通过阳光层中抛光金属层的反射，透过透光天花板，最终将阳光引入建筑深部。 这样将遮阳与反光措施充分结合起来，既能避免光线给人们生活带来的不便，又能提高光线照度。 三、研究试验论证 （一）建筑形体最佳扭转角度论证 采用Ecotect软件对建筑模型扭转角度进行仿真模拟。模拟前将 Ecotect 主要参数设定如下：分析网格为高质量MESH 网格；天空模型为CIE全云天；室外临界照度6500lx。设计将面南背北朝向的建筑在 XY 平面上以中心为旋转轴，按顺时针方向扭转，每次扭转角度为45deg;，这样共制成了6个计算机仿真模型用于分析。通过应用 Ecotect 分析软件仿真模拟计算，得出模型立面日均的太阳辐射量。 （二）阳光层中天花板材料选用分析论证