自然与建筑的融合方式

自然与建筑的融合方式（共3篇）

自然与建筑的融合方式 篇1

1 建筑与自然环境融合的原因和趋势

人类的建筑活动作为人类征服自然、改造自然的一种创造性劳动,毫无疑问具有明显的实用功利目的,实现了人类历史上梦想从未实现过的人类居住问题。然而,现代建筑的巨大发展的同时,给自然环境、人类赖以生存的地球、人类文明和传统带来了无法估量的破坏。生态建筑的设计思想正是在全球下不断发生地区性环境污染和生态环境恶化的背景下产生的,这是建筑师对现代工业文明开始进行深刻反思的结果。生态建筑设计是用生态学的观点从宏观上研究自然环境与人的关系,强调现代城市建筑应该适应自然规律、结合自然。设计上尊重当地的生态环境,尽量保护原生态系统;结合公众需要,采用简单适用的技术,运用太阳能、地热、风能、生物能等被动式的设计策略;在满足功能和空间需要的同时,完善建筑空间使用的灵活性,使建筑环境健康舒适;使用节能建筑材料,争取利用可再生建材;强调在建筑全寿命周期内实现资源的集约并减少对环境的污染;保护自然生态环境,使建筑生态、经济取得平衡。同时,随着国门的开放,西方现代建筑在中国的不断兴起,只追求具本的、单一建筑宏伟壮丽、或是追求单一形式美,或是追求功能实用,或是追求经济效益,则不顾地域、自然、历史条件的融合,造就了今天中国从南到北,从东到西的城市趋向性,随着时间的推移,这些钢筋水泥的丛林,日益成为遗害千古的“城市垃圾”。于是,现代设计师就必须担负着在征服自然、改造自然的同时立足于现状、立足本土保护自然,保护生态的双重使命。而地面绿色植物系统作为功能最复杂、结构最庞大的生态系统之一,一直同建筑有着最为广泛的联系。因此,建筑与环境的融合成为21世纪建筑设计思想的新探索和新发展方向。

现代建筑与自然环境的融合是人类社会发展的必然。“环境是指与人类密切相关的、影响人类生活和生产的各种自然(包括人工干预下形成的第二自然)力量(物质和能量)或作用的总和。”环境问题是一个复合而复杂的问题,环境问题的可变性也就决定了“环境问题实质是发展问题”马克思主义认为自然界“是我们人类即自然界的产物本身赖以生存的基础”人的存在和生命的延续都必须依赖于自然界的馈赠;同时,自然界也只有被纳入到人的生活轨迹中,才能成为人的实现生活要素。

2 建筑与自然环境的融合

2.1 自然观

自然观是人们关于自然界以及人与自然关系的总观点、总看法。建筑的自然观主要表现在两个方面,一是建筑要与自然隔绝,一是建筑要与自然交融,这是对立统一的,这是建筑非常重要和独特的一个特点。建筑最本初的产生是由于人要避风遮雨、要抵御野兽的袭击,也就是建筑要与自然相隔绝。建筑既要与自然隔绝又要与自然交融,比如建筑向南开窗,冬天就可以有很好的阳光,建筑离不开生活。但是,随着时代的发展,人们对建筑的基本需求满足了以后,便开始在建筑中追求与自然交融,接近大自然。早期的建筑最基本是要求是做到与自然隔绝,住在里面人们可以防御野兽的袭击,可以躲避大风、大雨,可以保温、隔热。我们可以从很多方面研究人与自然的关系,其中比较直观的是建筑,因为建筑是人与自然资直接对话的一种语言,从人类建筑的演变可以看出人类对自然的态度。最初的人类只是居住在森林和草丛之中,当人从树上到地面并开始直立行走之后,首先是为了躲避猛兽与森林大火、电闪雷鸣等等而住进了山洞里,他们在劳动中开始慢慢学会了建筑自己的巢穴。这个时候,人类基本上还是直接居住在自然的怀抱、与自然融为一体,不分彼此。在人类学会自己挖洞穴,用草木搭建棚屋的时候,他们就开始与自然有区别了。但是这个阶段的建筑由于它所用的材料还是直接取于自然,并没有改变自然的形态,所以,人与自然的关系还是比较亲近的。人类在建筑上对大自然的态度应该说是尊重与敬畏的。

但是在人类能够改变自然物的物质形态,烧制各种陶瓦,浇注青铜与铁器之后,特别是当他们有能力运用简单的机械设备进行生产劳动建造自己的宫殿与神庙的时候,情况就有了很大的不同了。人类似乎拥有了傲视自然资本与能力,而他们在实际上也是这样去做的。在漫长的农业社会里,虽然人类社会不乏挑战自然,压倒自然的狂想与梦幻;但是我们可以看到,古代建筑总的来看还是比较亲近自然的。有一个显而易见的事实,古代建筑大多是尽可能少伤害与破坏自然风貌的前提下建造起来的,这既与古代人口规模太小,占用的居住地不大,建筑的材料还比较自然朴素有关,更与古代人类对自然的亲近与尊重有很大的关系。在西方人们的建筑多用石料,坚固高大,风格雄浑阳刚,但是,即使在西方古代城市经济已经比较发达的时代,人类的建筑还没有发展到大规模破坏自然与环境的程度。在中国古代,东方社会的建筑则比较多地产生木结构的建筑,风格柔和优美,这种建筑似乎更能体现古代人与自然相协调的关系。当然大规模建造宫殿的最直接的后果就是大量砍伐森林和树木。正如杜牧所说“蜀山兀,阿房出”。而中国古代建筑,不管是民居还是宫殿或者的宗教寺庙和道观建筑,大多数都还是能顺应自然与地理的环境而建造构筑。尤其是宗教寺庙建筑,虽然它们大多建筑在名山大川的环境之中,但是都能与山水相融合,它们或依山或傍水,掩映于绿树丛林与溪涧岩石之间,人文与自然相互辉映。人与自然的对话还是相当亲切美妙的,充满诗情画意。

作为中国建筑环境观的代表理论,这种概念的核心是“道法自然”,就是要求依照大自然所启示的道理行事,而不是模仿自然。自然界是有机的,因而取名为“有机建筑”代表人物是美国建筑师赖特。他认为建筑是生态系统中人的元素组群的外延,这个组群由于人的非凡能动作用,从自然生态系统其他元素组群中解脱出来,用以满足人的活动场所或空间的需要。他主张设计的每一个建筑,都应该根据各自特有的客观条件,形成一个理念,把这个理念由内到外,贯穿于建筑的每一个局部,使每一个局部都互相关联,成为整体不可分割的组成部分。他还主张建筑应与大自然和谐,就像花从枝条上生长出来一样自然;并力图把室内空间向外伸展,把大自然景色引进室内,屋顶、墙和门窗等实体进行设计的观念,为建筑学开辟了新的境界。而风水术理论的基本取向,也特别关注于人——建筑——自然的关系,即“天人”关系认为宅居环境的经营,最根本的就是要顺应天道,以自然生态系统为本,来构建宅居的人工生态系统。中国很多有代表性的生态建筑模式,如客家土楼、陕北窑洞、华北四合院等,都是在与周边生态环境共存共生的条件下,各类功能利用自然环境达到完备效果的典范。

2.2 地域文化

在科技和信息高度发达的今天,经济和科技的全球化使得地域文化的趋向化日益扩大。建筑处在一个广阔的社会环境中,它与人们的生活习惯有着千丝万缕的联系。随着信息交流的发展,世界范围内多层次、多向性的建筑发展,彼此之间都具有一定的渗透和影响。这种古今中外建筑文化的渗透,构成了当前建筑创作的特点。另一方面,随着环境恶化、资源紧缺,人类社会提出了可持续发展的要求,“绿色”的重任也同时也落到了当代建筑师的肩上。建筑界的两种共存和一种冲突,即地域文化与外来文化的共存,传统文化与现代文化的共存;传统价值观和可持续发展观的冲突,决定了建筑的发展方向——具有地域特色的可持续发展的现代建筑。——地域建筑文化的延续文化,广义上指人类社会历史实践中所创造的物质财富和精神财富总和。文化发展具有历史的延续性,社会物质生产发展的历史连续性则是文化发展的历史连续性的基础(引自《辞海》)。建筑是人们根据当时当地所具备的自然、经济、技术条件所建造的,以满足人们的物质和精神需求。由于这些条件都是因时、因地而异的,所以一个建筑理应既能反映它所建造的时代特征(包括经济、技术以及人们的意识形态),又能反映它所处的地域特征。各种优秀建筑的产生都离不开具体的地域条件和社会历史背景。一件传世的建筑作品,往往会成为一个民族、一个地区的精神和文化的象征,成为全社会的“不动产”。勒·柯布西埃曾指出,建筑成为时代的镜子。建筑反映了国家和地区文化的水平,是时代历史的记录。一部建筑史本来就是地域文化发展的总和。建筑作为一种文化类型,具有明显的时代和地域特征。从设计进程的最早阶段开始,建筑与其他地域之间就建立了一种相互依存的关系。而建筑的地域性最初表现在适应当地的地形地貌、自然气候条件和就地取材上。全球一体化导致的全球文化趋向,反映在建筑上,就是建筑的地域文化特征逐渐面临衰落和消失是危机。但是由于各地有着地域、意识形态、伦理道德、审美观念、民俗风情等各方面的差异,有着各自几千年传统文化的积淀,对外来文化的理解和途释,即便在吸取过程中也会带有本地区固有的价值取向,以自己的方式去接受和扬弃。因此,地域建筑文化的延续、发展和创新既有其必要性,又有其可行性。要延续和发展地域建筑文化,就要对地域文化有全新的认识。

从建筑与地域的关系来看,地域在这里有两个层面上的意义。

(1)将“地域”作为一种客观事物,对其进行解读和诠释。地域在此被认为是一个场所,一个特定的地段,一种与所处环境的地理、形态条件紧密联系的单一实体。显然,每一个地域都有着其独特的属性,其特征、结构及规律,都有待理掘。

(2)将“地域”理解成历史与记忆的记录,它包括了除客观物质事实以外的所有东西。因而地域包含了象征性的层面,包含了远古时期的艰难跋涉,包含了深藏在大地之中鲜为人知的奋斗历程。因此,地域文化是动态的、不断发展的,它是在不断创新、不断吸取中逐渐积累起来的。地域文化不是一种固有的模式,更不仅仅是一种“文化遗产”。只有创造性地发展地域建筑文化才能使它保持长久的魅力。发扬地域建筑文化并不是一种怀旧和复古,应积极面对全球物质文明,对其分析取舍,在保留本地区地域文化精髓的前提下,充实和发展本地区的地域文化。建筑界的两种共存&一起冲突,决定了建筑的发展方向——有地域特色的可持续发展的现代建筑。重视对建筑地域性的理解,重视地方场所的文化脉络,是可持续发展的重要组成部分。

3 建筑与环境的融合,实现我国建筑的可持续发展

目前,建筑业面临的问题是持久发展与“破坏性建设”的矛盾,建筑规模的无限扩大与自然环境的恶化相伴而生,对人类生存发展构成了严重威胁,《联合国人类环境宣言》和“行动计划”呼吁世界各国密切关注人类活动对环境的严重影响,敦促各国政府采取措施防止环境污染和生态破坏。那么,建筑本身应如何与环境协调,达到可持续发展的目标,这就是要求建筑本身适应地方生态而又不破坏地方生态。黄土高原的洞窑挖穴为居,温度适中,冬暖夏凉,与自然完美结合。传统民居受各种条件制约,尚能有多种创意,做到避风、向阳、节能,因地制宜、因材施用地创造灵活自由空间,何况现代社会具有高科技、高智能,更应利用先进手段,创造宜人的生态环境,使人类与自然环境和谐相处,保持其不断发展和持续利用的能力。

4 结语

环顾当今社会,健康问题已经成为全球关注的焦点。任何人的健康状况都是其生活方式、保健方式以及所处环境共同作用的结果,从以往的许多事实来看,尤其是“非典”时期香港淘大花园的教训,说明了居住环境因素具有主导作用。因此我们居住的自然环境和健康空间都面临着严峻的考验。生命离不开自然,人类呼唤健康。回归自然、关注健康,关爱生命是人们的强烈愿望。优美的环境、清醒的空气、充足的阳光、良好的水土环境,以及低密度的人口居住模式是未来健康住宅发展的首要条件。

据科学的实践证明近一半的世界人口居住在城市,但在人们心目中的故土、家园总是指向那清山绿水环绕、万物生机盎然的乡村,这就体现出一个深沉的人文因素,一个解不开的情结。深究其因,我们发现起码蕴涵着两层意义:第一,家园应是自然的、绿色的,是生命蓬勃生长的地方,这意味着自身生命的健康的,并希望自己能够如健康的生命那样长。第二,在城市人的潜意识中,人们是来自乡村的,城市只是发挥自身才能,发展事业的场所,却不是养命之所,终老之乡。人最终还是应该回到绿色覆盖的土地,回归大自然母亲的怀抱。回归自然,是当代居民对居住环境的普遍要求,是未来住宅的大时尚。

摘要：本文试图以例证说明建筑是怎样与自然环境融合的。工业革命后,人类利用自然、改造自然方面取得了骄人成绩的同时,也付出了高昂的代价。人口爆炸、农田被吞噬,空气、水和土地资源日渐匮乏等社会环境的不断恶化,正日益威胁着人类。生态建筑的设计思想正是在全球不断发生地区环境污染和生态环境恶化的背景下产生的,这是建筑师对现代工业文明开始进行深刻思想反思的结果。近年来,环境思想的发展也促使建筑设计中环境要素的地位得到进一步的发展,建筑与环境的融合成为21世纪建筑设计思想的新探索和新方向。

关键词：建筑,自然环境,生态,地域文化,可持续发展

参考文献

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[2]恩格斯.路德维希.费尔巴哈和德国古典哲学的终结[M].北京:人民出版社,1972.

[3]贾建中.城市绿地规划设计[M].中国林业出版社,2001.

[4]谢凝高.关于风景自然没的探讨与保护的意见[M].资料选编,黄山园林管理局,1985.

[5]引自辞海建筑与地域文化的结合.

自然与建筑的融合方式 篇2

项目名称:北海冠岭山庄一期工程设计

建设地点:北海冠岭滨海景区内

设计单位:广西华蓝设计 (集团) 有限公司

设计师:蒋伯宁、徐欢澜、刘宏、覃琳琳、罗新烈、陈冰、陈川亮、蒋加林、颜明海、李申、范斯远、韦海泉、代伟、梁恩铭、谭凯

竣工时间:2011年5月27日

总用地面积:37公顷

总建筑面积:24900平方米

获奖情况:2013年广西优秀工程设计一等奖

2013年全国优秀工程勘察设计三等奖

2011年全国人居经典建筑规划设计方案竞赛综合大奖

北海冠岭山庄一期工程位于广西北海市西侧冠头岭风景区内, 是一组高标准的宾馆建筑。一期工程总用地面积约37公顷, 总建筑面积24900平方米, 有2栋A类宾馆楼、8栋B类宾馆楼和1栋管理及后勤中心。每栋接待楼均设高级套间, 若干随员客房及会议、餐饮、娱乐设施, 均有独立使用的泳池、园林绿地及附属设施。综合性的餐饮、娱乐、会议、接待则设在管理及后勤综合中心。

_设计理念:基于建筑与环境的融合

北海冠岭山庄规划设计中充分利用了冠头岭曲折的弧形海岸线和3个山坳地形。10栋建筑沿海而生, 依山而设, 以自然山脊为界, 充分顺应等高线和海岸线。建筑、庭园、大海、山林绿地与阳光海滩交相辉映, 山水一脉、海天一色, 将建筑完全融入绿色生态自然景观中。每一栋接待楼之间均互不干扰和遮挡, 坐拥自己独特的观海视线。

设计遵循以下几个原则:

(1) 建筑与自然环境融合。基于建筑与环境融合的考虑, 建筑体量宜小不宜大, 布局宜藏不宜露, 让建筑匍匐在山坳的丛林间, 让茂林成为建筑的掩体。

(2) 设计与地域文化结合。吸取广西传统文化的精髓, 借用东南亚建筑风格元素, 打造具有文化内涵的、高品位的宾馆建筑。

(3) 设计坚持以人为本。规划及建筑设计从人的使用、感受出发, 调动一切设计手段创造舒适、怡人的休闲环境。

设计通过对山体走向的分析, 寻找建筑与环境的契合点, 利用冠头岭3个山坳的地形, 将基地自然划分为3个区域, 10栋宾馆楼则顺应山势, 按栋栋皆依山面海的景观要求, 展示其星罗棋布的形态特征。

根据建筑的功能特征, 将其有序、有机地布置在不同位置, 成组成团, 相互之间既独立又有联系。两栋A类接待楼均具有独立接待国家元首的完善功能, 分别置于观山看海的极佳的景观点。其中A1别墅楼建筑面积4972平方米, 位于基地最高的临海山头, 海拔约70米, 西临海景, 远眺海天一体, 令人心旷神怡。A2别墅楼建筑面积3682平方米, 位于基地最南端的海滩岩林中, 海拔仅10米左右, 听林涛海浪之回响, 让人流连忘返。8栋B类接待楼每栋约为1200到1500平方米, 以组团形式布置在北部海滩、中部山岭和西南悬崖上, 相互之间既独立又有联系。各楼观海、观景视线良好, 交通组织便利, 便于经营管理。管理及后勤中心建筑面积5438平方米, 位于项目用地核心位置, 设有接待大堂、会议宴会、餐饮娱乐、运动休闲、后勤办公等公共功能用房。

_设计特色:遵循“宜散不宜聚, 宜敞不宜闭”的原则

依据建筑使用功能和滨海气候特征, 建筑设计遵循“宜散不宜聚, 宜敞不宜闭”的原则。首先, 让建筑依附于陡峭的山体, 以弱化建筑的体量感, 这一看似随意, 实则讲究建筑与自然契合的设计手法, 丰富了建筑的表情;其次, 设计采用两层、三层不同高度和大小不同体块穿插的手法——建筑立面强调横向构图时, 在建筑中部嵌入由垂直交通形成的强有力的纵向体块, 从而形成强烈对比、错落有致、充满活力的建筑形态;最后, 设计大量可吹海风、沐阳光的大阳台、露台和敞廊, 其空间或围或敞, 自然伸展, 让多个突出、交错的体块围合成内庭园, 试图把自然纳入建筑之中, 抑或说用建筑包裹自然, 让人身居建筑中尽享大自然的恩惠。

建筑横卧林木山石之间, 墙面若能与山体裸露的岩石浑然一体, 更显其地域特征和融入自然。所以墙面选用了表面肌理粗糙的深赭色文化石, 这种似手工剁凿的墙砖与山石相生相依, 营造出自然、质朴的外观效果。与此同时又采用了米色陶板, 两种材质的粗与细、色彩的深与浅、光的反射与吸收, 形成强烈的对比, 随着光影的变化呈现出独特的视觉效果。

景观设计确保绿色生态, 尽量尊重原地形, 节约用地, 保护原地貌。整个项目建设过程中, 都尽可能做到少砍树, 少开挖, 就地取材。墙面选用当地表面肌理粗糙的深赭色砂岩, 建筑外围护结构均采用节能型材料, 降低空调能耗, 并广泛应用了雨水回收、太阳能等绿色可再生能源系统。

建筑自然采光方式探讨 篇3

当前,全世界的平均照明用电已占总发电量的10%～20%,而我国也已占到了10%～12%。对新建建筑预先进行采光设计和对既有建筑进行采光、照明方面的改造,是当前我国建筑节能工作的重点之一。利用自然采光可以改善室内照明条件,减少人工照明能耗,从而达到建筑节能的目的。

本文对建筑自然采光的方法进行分类,介绍、分析了各种方式的利弊及适用场合,并结合相关典型案例的分析,使各类方法的实际应用较为直观地展现出来。

1 建筑自然采光方法分类

为了营造一个舒适的光环境,可以采用各种技术手段,通过不同的途径来利用自然光。自然采光的方法大致可以分为三类[1]。

(1)不依赖于技术(即纯粹的建筑设计方法,参照本文3.1、3.2)。

这种方法把自然采光视为建筑设计问题,与建筑的形式、体量、剖面(房间的高度和深度)、平面的组织、窗户的型式、构造、结构和材料整体加以考虑,在解决自然采光的目的时,技术起了很小的作用或根本不起作用。自然光的质量、特性和数量直接取决于与建筑形式相结合的自然采光方案。

(2)利用技术支撑建筑设计(参照本文3.3)。

这种方法是通过建筑设计考虑自然采光,但由于某些原因(如地形、朝向、气候、建筑的特点等),自然采光满足不了工作的亮度要求或产生眩光等照明缺陷,而采用遮阳(室内外百叶、幕帘、遮阳板等)、玻璃(各种性能的玻璃及其组合装置)和人工照明控制这样的技术手段来补充和增强建筑的自然采光。也就是说,自然采光的目标首先通过建筑形式来解决,然后通过技术的整合弥补不足。

(3)采用先进技术(参照本文4.4)。

这种方法完全抛开建筑设计手段,采用先进的技术系统来解决自然采光,如导光管(分水平导光管和垂直导光管)、太阳收集器、先进的玻璃系统(全息照相栅、三棱镜、可开启的玻璃等),或者收集、分配和控制天然光的日光反射装置。

2 自然采光的方式与分析

(1)顶部采光。

顶部采光时,光线自上而下,有利于获得较为充足与均匀的室外光线,光效果自然,这种方式在现代建筑设计和室内设计中经常采用。顶部采光亦存在一些缺点:直射阳光会对某些工作场所产生不利影响,由此产生的辐射热需要采取加强通风的措施解决。

(2)侧向采光。

根据窗的位置,侧向采光可以分为单向采光和双向采光,以及高侧窗采光和低侧窗采光。双向采光能够使室内环境获得较为均匀充足的光线,但限于种种条件,常常无法做到,而单向采光则比较容易实现。采用低侧窗采光时,靠窗附近的区域比较明亮,离窗远的区域则较暗,照度的均匀性较差;采用高侧窗采光有助于使光线射入房间较深的部位,提高照度的均匀性。

(3)导光管法[2]。

用导光管将太阳集光器收集的光线传送到室内需要采光的地方,如中国建筑科学研究院的无窗厂房和自然采光地下建筑、深圳设计之都、北京奥林匹克森林公园、北京师范大学附属实验中学等项目,就是用此法进行自然采光的。光导管照明系统的结构主要分为三部分:①采光部分,采光器由透明塑料注塑而成,表面有三角形全反射聚光棱;②导光部分,一般是由三段导光管组合而成,导光管内壁为高反射材料,反射率可达92%～95%,导光管可以旋转弯曲重叠来改变导光角度和长度;③散光部分,可避免眩光现象的发生。由于光导管照明系统结构简单方便安装,成本较低,实际照明效果很好,因此在国外发展十分迅速,许多跨国公司生产这种产品,如加拿大的Solatube公司、美国的ODL公司等。目前,国外将这套系统广泛应用于家庭、工业、农业、商业等领域,国内的相关应用也已起步并发展迅速。

(4)光导纤维法。

光导纤维是一种利用光的全反射特性,把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。光纤照明系统可分为点发光(即末端发光)系统和线发光(即侧面发光)系统。

光纤照明具有以下显著的特点:①单个光源可形成具备多个发光特性相同的发光点;②光源易更换,也易于维修;③发光器可以放置在非专业人员难以接触的位置,具有防破坏性;④无紫外线、红外线光,可减少对某些物品如文物、纺织品的损坏;⑤发光点小型化,质量轻,易更换和安装;⑥无电磁干扰,可应用在有电磁屏蔽要求的特殊场所内;⑦无电火花和电击危险,可应用于化工、石油、游泳池等有火灾、爆炸性危险或潮湿多水的特殊场所;⑧可自动变换光色;⑨可重复使用,节省投资;⑩柔软易折不易碎,易被加工成各种不同的图案;(11)系统发热量低于一般照明系统,可减少空调系统的电能消耗。

然而,由于现阶段的制造成本较高,光导纤维多用在有特殊需要的技术中,还未普及使用。

(5)采光搁板。

采光搁板主要是为解决大进深房间内部的采光而设计的。它的入射口起聚光作用,一般由反射板或棱镜组成,设在窗的顶部;与其相连的传输管道截面为矩形或梯形,内表面具有高反射比反射膜,通常设在房间吊顶的内部,尺寸大小可与管线、结构等相配合。实验证明,配合侧窗采光,采光搁板能在一年中大多数时间提供充足(大于100lx)均匀的光照。

(6)导光板法。

导光板结构简单,因为它没有集光装置和导光装置,而是在窗的上部安装一组镜面反射装置。阳光射到反射面上经过反射,到达房间内的天花板,利用天花板的漫反射作用,将自然光反射到房间内部。反射高窗可减少直射阳光的进入,充分利用天花板的漫反射作用,使整个房间的照度和均匀度均有所提高。这是较为简单的一种自然采光方式。

(7)棱镜窗。

棱镜窗是把玻璃窗做成棱镜,玻璃的一面是平的,一面带有平行的棱镜,利用棱镜的折射作用改变入射光的方向,使太阳光射到房间深处。同时由于棱镜窗的折射作用,可以在建筑间距较小时,获得更多的阳光。棱镜窗的缺点是人们透过窗户向外看时,影像是模糊或变形的,会给人的心里造成不良的影响。因此棱镜窗在使用时,通常是安装在窗户的顶部,人的正常视线所不能达到的地方。

(8)遮阳百叶。

遮阳百叶可以把太阳直射光折射到围护结构内表面上,增加天然光的透射深度,保证室内人员与外界的视觉沟通以及避免工作区亮度过高;同时,也起到避免太阳直射的遮阳效果,可以遮挡东、南、西三个方向一半以上的太阳辐射[3]。

3 工程案例及分析

3.1 工程案例一[4]

在办公建筑中,窗户是阳光进入室内的通道,在现代化大进深的集中型办公室里,人们选择办公桌的位置时,喜欢靠近窗户,就是希望获得阳光和新鲜的空气。然而,侧窗采光由于光线不足,很难满足大进深办公建筑的要求。为了解决这个问题,可以通过用辅助的光反射系统来补充,或是利用中庭采光。

利用辅助反射系统的一个典型案例是日本由日建设计事务所设计的东京煤气公司NT大楼(见图1)。该建筑设有一个被设计者称为“生态核”的共享大厅,共享大厅位于建筑北侧,精心设计的玻璃“呼吸外壁”能充分利用自然采光、导入自然通风,并且能最大限度地降低环境的不利影响。为了充分利用南北自然采光,将南侧办公部分的每层吊顶均设计成折线状,可以反射阳光至室内天花,形成均匀的室内漫反射光效果,并减少人工照明的能耗。平时,即使是在阴天,室外照度为15000lx时,中央办公桌面自然采光照度依旧能达到300lx。

此案例从建筑设计的角度很好地达到了自然采光和通风效果。

3.2 工程案例二[5]

天津大学建筑馆于1990年落成,曾获多方好评。近年来,由于院系的发展,原建筑面积已不能满足使用需求。从2001年开始,对建筑馆的改造、扩建以及新建提出了多种方案,最终确定最为实际可行的中庭“加盖”增建方式。在改造方案中,在面积极其紧张、施工难度加大的情况下,设置了一个狭长反月形采光天井,解决了中庭加建中普遍存在的压抑、厚重、封闭等问题,创造了丰富而灵动的空间,并同时成为系馆中庭改造中的点睛一笔(见图2)。

此案例是从设计的角度将建筑进行改造,很好地达到了自然采光和通风效果。

采光天井的反月形是以原有结构为依据形成的。依照原馆一层的主楼梯折线形状设置弧墙,并在三层进行出挑(增加面积),确定一线天的弧线,在充分利用原有建筑的同时,为采光天井增添光彩。经过模拟分析可知,改造后,除了1～3层和门厅在阴天时需要借助人工照明外,其余大部分部位的采光水平均能够达到标准的要求。

3.3 工程案例三

该案例是江苏省建筑科学研究院有限公司办公楼节能改造项目中的一部分。建筑位于南京市北京西路,东西向72.4m,南北向12.6m,南向临街,建于1976年,主要用于研究院科研人员办公、科研。建筑共6层,建筑面积5400m2,框架结构。根据规划和业主的要求,该建筑将继续使用20～30年。建筑南向窗户面积较大,窗墙比为0.47;东向无外窗,西向窗很少;北向窗墙比为0.18。根据工程实际情况和计算结果,决定在南向采用铝百叶活动外遮阳系统。该科研楼活动外遮阳面积约510m2。该楼节能改造前后的外观如图3、图4所示,建筑南向外窗安装外遮阳百叶帘。

在夏热地区安装活动外遮阳系统是有效的建筑节能措施。夏季通过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调的主要负荷,设置外遮阳(尤其是活动外遮阳)是减少太阳辐射热进入室内、实现节能的有效手段。合理设置活动外遮阳系统能遮挡和反射70%～85%的太阳辐射热,大大降低空调负荷,降低能耗。在冬季可收起外遮阳,让阳光与热辐射透过窗户进入室内,减少室内的采暖负荷以及保证采光质量。

此案例是利用技术支撑建筑设计方案,以建筑节能改造项目为契机,为建筑增加了外遮阳百叶帘,从而达到合理调节自然采光的效果。

3.4 工程案例四

2009年,北京科技大学体育馆场地照明工程获第四届中照照明奖照明工程设计奖(奥运)二等奖。该馆比赛场地利用北京地区日照资源丰富的特点设置了可调光式导光管照明系统,可以充分利用自然光。在奥运会期间,导光管照明主要用作赛会准备期内的日常工作照明和比赛前的清扫照明。在赛后,导光管照明系统还可以长期服务于党校的体育教学工作学生课外活动。将导光照明系统应用在体育馆,在国内尚属首次。现场照片如图5所示。

在导光管中增设调光系统,可以根据室外照度的变化,调节导光管的出光量,使室内场地照度基本稳定。

此案例利用高技术的人工诱导方法,将室外的自然光线引入室内,达到了节能和经济的目的。

4 结语

建筑自然采光方式多种多样,既可对新建建筑进行合理的采光设计,也可对既有建筑的采光、照明改造提供有效的手段。根据建筑的实际情况合理运用建筑自然采光方法,充分利用建筑构造和技术措施,可以有效地改善建筑光环境,为建筑节能做出应有的贡献。

参考文献

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