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        采光板在建筑中的應(yīng)用研究

        2018-11-26 02:17:02李雨
        商情 2018年44期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用建筑

        李雨

        【摘要】對于進深較大的建筑而言,可通過應(yīng)用采光板改善室內(nèi)采光不足、能源消耗過大的問題。本文首先介紹進深較大的建筑的采光設(shè)計現(xiàn)狀,對采光板的設(shè)計原理與效果進行分析,然后仔細探討了采光板的設(shè)計優(yōu)化,旨在說明應(yīng)用采光板的建筑可以達到良好的采光效果與節(jié)能降耗的目的。

        【關(guān)鍵詞】采光板 建筑 應(yīng)用

        在建筑中應(yīng)用采光板可以實現(xiàn)室內(nèi)均勻照明。對于一些進深較大的建筑而言,采用采光板能夠提供亮度足夠的照明,使室內(nèi)光線充足。本文主要對建筑中的采光板應(yīng)用進行簡單的探討,旨在解決進深大的建筑采光面臨的難題。

        一、進深較大建筑采光設(shè)計現(xiàn)狀

        (1)高強度照明耗費大量電量。在建筑中,常見的照明方式是人工照明。人工照明的弊端是強度高,耗電量大,增加不必要的能源消耗。目前,由于照明而耗費的電量可達到整個建筑能源消耗的10%-20%,比例甚高。

        (z)采光不均勻。對于進深較大的建筑而言,自然光線很不容易進入室內(nèi),因此,人們會通過增大開窗面積提高室內(nèi)的亮度。自然采光的弊端是會使得室內(nèi)采光不均勻,因為自然光的照度在室內(nèi)會呈現(xiàn)出遞減模式,房間內(nèi)的所有地方會呈現(xiàn)出不規(guī)則的照度狀態(tài)。

        二、采光板設(shè)計原理與采光效果

        (一)設(shè)計原理

        為了規(guī)避窗戶開口較大所帶來的一系列問題,就需要對開窗面積進行改造,利用采光板將自然光以反射的方式照射到室內(nèi)更深的地方。采光板主要將強度甚高的直射光線通過反射的方式投射到室內(nèi)的頂棚,再通過陸續(xù)的散射反射實現(xiàn)均勻采光。采光板可以保證窗口面積合理,使室內(nèi)距離窗戶較遠的地方的采光度合格。同時,利用采光板還能夠保證室內(nèi)溫度合理,使人倍感舒適,不必過多借助空調(diào)進行室溫調(diào)節(jié)。

        (二)采光效果

        采用Energyplus可以實現(xiàn)良好的采光效果。Energyplus是一種新型建筑性能模擬軟件,可以詳細計算每一個分區(qū)與整體建筑的負荷數(shù)值,通過構(gòu)建建筑模型科學(xué)評價建筑采光效果。

        模擬模型建筑的時候,一般會選擇兩棟建筑作為研究對象,一是應(yīng)用采光板的建筑,二是沒有應(yīng)用采光板的建筑,這兩種建筑的材料和結(jié)構(gòu)保持統(tǒng)一。

        在室溫恒定的狀態(tài)下,設(shè)置參考照度,將耗電量控制在二分之一之內(nèi)。應(yīng)用采光板材料是水泥和白色涂料。通過對比可知,設(shè)置采光板的建筑室內(nèi)采光十分均勻;相比之下,沒有設(shè)置采光板的建筑采光并不均勻,僅在一定范圍內(nèi)達到了照度要求。從上午到下午期間,應(yīng)用采光板的建筑利用自然光線可以完全達到照度要求,無需人工照明;普通建筑則需要持續(xù)利用人工照明的方式,對自然光線的利用率很低。

        應(yīng)用采光板的建筑的耗電量顯著下降,沒有應(yīng)用采光板建筑的耗電量卻比較大。通過對比這兩種建筑的整天節(jié)約照明能耗情況來看,普通建筑幾乎不能充分充分利用自然光線進行采光;應(yīng)用采光板的建筑卻能夠充分利用自然光進行采光,不必借助人工照明實現(xiàn)充分光照。因此,應(yīng)用采光板可以大大節(jié)省電量,減少不必要的能源消耗。

        應(yīng)用采光板的建筑室內(nèi)可以獲得充足的自然光線,建筑的下部分窗戶能夠起到良好的遮陽效果,這樣就可以節(jié)省空調(diào)損耗,實現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。相比之下,沒有應(yīng)用采光板的建筑空調(diào)負荷較大。不過,如果沒有太陽光線照射,這兩棟建筑的空調(diào)消耗量并沒有顯著區(qū)別。

        三、采光板的設(shè)計優(yōu)化

        在建筑中應(yīng)用采光板時,需遵循一個原則:充分利用太陽輻射,實現(xiàn)建筑節(jié)能降耗。太陽的運動有其自身的規(guī)律,季節(jié)不同,時間不同,維度不同,太陽的位置與運動軌跡也會有所不同。在采光板設(shè)計中,要結(jié)合太陽的一系列變化實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化。

        (一)幾何形狀的優(yōu)化

        在進行采光板設(shè)計時,可根據(jù)其幾何形狀進行優(yōu)化。首先,針對建筑上部的開窗的高度選擇幾何結(jié)構(gòu)。第二,確定采光板的內(nèi)部與外部長度。第三,確定采光板的傾斜度。如果采光板的結(jié)構(gòu)比較簡單,就可以通過科學(xué)的計算得到最適合的幾何形狀。上述參數(shù)均可以通過科學(xué)的分析得出,再根據(jù)公式計分析建筑所在地的太陽光線變化,對入射光光線的入射角進行仔細分析,找出變化規(guī)律,選定優(yōu)化目標(biāo),實現(xiàn)對幾何形狀的優(yōu)化。

        如果采光板的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,就可以通過制作模擬建筑模型和模擬自然光線的方式確定入射角度,后續(xù)操作模式與簡單結(jié)構(gòu)的采光板幾何形狀優(yōu)化一致。對于復(fù)雜的采光板而言,幾何形狀的優(yōu)化會更容易操作。

        (二)材料選擇

        采光板的材料關(guān)系到其是否可以充分發(fā)揮作用,因此,必須要選擇質(zhì)量符合要求的材料。首先,要確保采光板表面光滑,這樣才能更容易反射自然光線。第二,為了獲得更多的光線,實現(xiàn)均勻照度,就要選擇反射率較高的涂料,將其涂于表面。第三,為了充分利用太陽輻射,達到良好的節(jié)能效果,可將上部窗戶的材料替換成鍍膜材質(zhì)的玻璃,具有很強的光譜選擇性,這樣就能夠阻擋不必要的輻射,減少空調(diào)的負荷。

        四、應(yīng)用總結(jié)

        首先,應(yīng)用采光板的建筑可以確保室內(nèi)具備良好的采光效果,實現(xiàn)均勻照射。不管是簡單的結(jié)構(gòu)還是復(fù)雜的結(jié)構(gòu),采光板均可以實現(xiàn)對太陽光線的高效利用,使房間采光更加均勻。第二,應(yīng)用采光板可以有效降低建筑的能源消耗,使人倍感舒適。采光板可以規(guī)避開窗面積過大導(dǎo)致的空調(diào)負荷增加問題,即在較小的上部開窗狀態(tài)下,就能夠充分利用太陽光線降,低空調(diào)負荷。對采光板進行幾何形狀優(yōu)化后,可以進一步提高其節(jié)能效果。

        五、結(jié)束語

        綜上所述,在建筑中應(yīng)用采光板可以有效改善室內(nèi)采光現(xiàn)狀,實現(xiàn)均勻采光。在提倡節(jié)能降耗的今天,人們越發(fā)重視建筑的功能完善,應(yīng)用采光板則成為建筑發(fā)展的必然趨勢。

        參考文獻:

        [1]施廣明,賈曉羽,趙方.淺談廠房屋頂采光的優(yōu)化技術(shù)[J].建筑施工,2015,(01).

        [2]陸勝杰.新型玻璃纖維增強中空采光板[J].四川建材,2015,(03).

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