建筑设计中的采光和日照及通风问题探析.doc

1、1建筑设计中的采光和日照及通风问题探析摘 要：文章从多个角度对建筑设计过程中采光和日照以及通风设计中存在的问题进行了探讨，并列举了建筑日照间距的计算公式和规则。中国 关键词：设计；建筑；采光；日照 中图分类号：TU2 文献标识码： A 引言 建筑设计是结合当地修建性详细规划，然后根据业主设计任务要求，对场地环境、使用功能以及结构形式、所用材料设备、建筑经济及艺术等方面的条件和要求进行综合考虑，并在此基础上设计出的平面关系、空间关系和建筑造型设计，并能够满足建筑物采光、日照以及通风等功能需求，为人们的生活和工作创造舒适的环境，因此从建筑物的使用功能而言，其采光和日照对后期人们生活和工作提供良好的

2、功能服务具有重要作用。 一建筑设计中采光问题 1 采光 做为修建性详细规划组成部分的单体建筑应符合修建性详细规划中提出的要求，新设计的单体建筑除内部使用方便外还应有良好的天然采光，良好的采光可在很大程度上节约能源，并可使居住者心情舒畅，有利于室内使用功能及设施的布置，相反则会使居住者长期生活在昏暗之中，或必须采用人工照明系统而影响居住者的身心健康。 2 天然采光 在民用建筑中除具有特殊要求的观众厅、演播室等均应有良好的天然采光，而一般建筑多采用单侧或双侧采光，因此，房间的进深同天然采光间则成为一对矛盾体，而为保证室内采光要求采用单侧采光时，房间进深不应超过窗户上口至地面距离的 2 倍，采用双侧

3、采光时，其进2深可较单侧采光时增大 1 倍左右，同时为保证室内良好的天然采光应保证房间内有足够的照度值，因此必须在房间墙体上开门窗，而门窗面积则应根据房间的使用功能、房间面积及当地日照情况等因素进行综合考虑，使用功能不同的房间对采光要求也不相同。在设计过程中应根据窗地面积比来估算窗口面积，也可先确定窗口面积之后按照规定的窗地面积比值进行验算。 3 门窗对采光的影响 建筑墙体上的门窗位置应利于采光通风，由于窗口在房间中的位置决定了光线的方向及室内采光的均匀性，一般门窗相对集中，并在窗间设小柱或小段实墙来保证室内暗角较小，使得采光均匀。而窗户均匀布置在每隔相同开间的中部时，则若窗宽度不大或窗间墙较

4、宽，则在墙后宜形成较大阴影区域而影响该部分的采光亮度。 二 日照 建筑物内日照具有杀菌、净化空气以及提高室内温度等多方面作用，由于我国横跨寒带至亚热带，区域内日照特点存在明显差别，在冬季均以能获得更多的日照为目的，而在夏季尤其是在南方则应将遮阳做为主要矛盾加以解决，因此不同地带对建筑布局提出了不同的要求，以普通的板式建筑为例，其南北向利于采光，而山墙向西则可防止西晒，房间向北则会导致终年不能采光，而东西向住宅中所有房间均可获得采光，在夏季高温季节则可通过遮阳板来解决日照较强的问题。 1 建筑高度与建筑日照高度 由相关规范而知，正南朝向的住宅的正面间距应该按照日照标准确定的日照间距系数进行控制，

5、当前部分城市在计算居住建筑标准日照间距系数时采用建筑高度 H 做为计算因素，即至建筑室外地面算至屋顶做为遮挡建筑的高度，由此所得到的计算结果在实际应用中存在误差，而在进行居住建筑标准日照间距系数计算时3则应采用以建筑日照高度 h 做为基本计算因素，即将前面建筑遮挡建筑屋顶标高与后栋被遮挡建筑一层窗台面标高二者的高差做为计算高度1。2 日照间距 日照间距是指前后两排房屋间为保证后排房屋底层在大寒日可获得不少于二小时的满窗日照而应保持的最小间隔距离，其目的是为了保证房屋内有一定的日照时数，以保证建筑物彼此间不相互遮挡而应必须满足的距离，由于太阳高度一天内自始至终都在不断发生变化，一年四季中太阳的位

6、置也在不断变化，因此为保证日照要求而以大寒日正午 12 点太阳能照到南向房间底层窗台高度为计算依据，并以此做为控制建筑的日照间距。 3 日照标准 决定居住区住宅建筑日照标准的主要因素,一是建筑所处地理纬度及气候特征（辽宁鞍山地区属于类建筑气候区）,二是所处城市的规模大小,日照标准则是指在规定的日照标准日的有效日照时间范围内，建筑外窗获得满窗日照的时间，其在住宅布局中应注意其朝向和建筑间距以保证有良好的日照，并应充分利用太阳高度角和方位角，通过住宅错位、塔板结合等方式来达到国家规范规定的建筑日照标准，住宅间距在满足日照的前提下还要综合考虑采光、通风、消防、防灾、管线埋设、视觉卫生等诸多要求，各地

7、的日照标准是根据各地区的气候条件和居住卫生要求来确定的，居住正面向阳房间在规定的日照标准获得的日照量做为居住区内规划确定居住建筑间距的依据。 4 日照间距的计算 4.1 以建筑高度 H 为计算因素 计算公式为： LHD/H2 式中：D 表示满足某一日照标准的建筑间距值； H 表示建筑高度； 由公式可知日照间距系数 LH 与建筑物的建筑高度 H、日照标准的建筑间距值 D 等因素相关，因此对于某个建筑日照标准而言，不同的建4筑的 LH 是一个变数，其可通过以下计算中看出。 多层居住建筑日照间距系数计算： 以多层住宅建筑为例，多层砖混或框架结构住宅建筑日照间距系数应结合有关规范及常用数值来确定，住宅

8、建筑一般采用以下数据：一般情况下，框架结构住宅建筑层高 3.0m，砖混住宅建筑层高2.8m，女儿墙高度HJ，后栋住宅建筑一层窗台面距室内地面高度HL，首层室内外地面高差HK，则遮挡建筑的建筑高度为： HHJ+HK+2.8(或 3.0)*层数 遮挡建筑的建筑日照计算高度为： hH-HL-H 式中H 为后栋住宅建筑首层室内、外地面高差。由以上两式则可以计算出多层住宅建筑高度 H 及遮挡建筑日照高度 h 值。 4.2 坡屋面建筑的建筑日照计算高度 h 值的计算 当太阳高度角大于坡屋面坡角时，建筑日照计算高度不考虑坡屋面的高度因素，但当太阳高度角小于坡屋面坡角时建筑日照的计算高度计算中应计入坡屋面的高

9、度值，在实际设计中可根据建筑日照计算原理求出当地的建筑日照标准日有效日照时间段内各时刻的太阳高度角值，并将太阳高度角值与坡屋面坡角值进行比较，根据比较结果来决定是否考虑坡屋面高度值的因素。并根据太阳高度角数值 来得到不同建筑日照标准的坡屋面坡角临界值，当坡屋面坡度值大于相应的日照标准的坡屋面坡角临界值时，则应在建筑日照计算高度中计入坡屋面高度值。 4.3 满足日照要求的阳台悬挑长度值计算日照标准的选择3 由建筑日照计算原理可知每天的太阳高度角值以当地正午时刻最大，该时刻棒影的影长率为最小，因此只要阳台的悬挑长度小于正午时刻棒影的影长值，则可满足日照标准的要求，国内地域范围内各个区域当地正午时刻

10、棒影的影长率在夏至最小，5而在冬至最大，因此可根据当地地理位置及实际情况来确定住宅阳台下方卧室窗口在冬季需要获得一定日照时间的日照标准日，并以此计算出相应的日照标准日的正午影长值，而阳台的悬挑长度 L 设计值则可由下式计算： LH/DKO*HD 式中：H/D 表示正午影长值；KO 表示大寒日或冬至日的日照正午影长率； HD 表示窗口阳光遮挡高度； 三 通风设计 1 通过对热压的利用进行通风烟囱的主要作用是拔火拔烟，把烟气排走，净化室内的空气，这就是所谓的“烟囱效应” 。而通过对热压的利用进行通风，就是根据以上原理，再根据建筑内部空气密度的差别，冷空气下降，热空气上升的原理，促进自然通风的形成。

11、在热压作用的进行下，进风、出风风口高度的区别，以及室内外的温度差，都会对它产生影响，在温度差越大，高度差也越大的情况下，会使热风通风具有很明显的效果。2 通过对风压的利用进行通风这里所说的风压，是指空气流在受到外物阻挡的情况下，所产生的静压。当风面对着建筑物正面吹袭时，建筑物的表面会进行阻挡，这股风处在迎风面上，静压自然增高，并且有了正压区的产生，这时，气流再向上进行偏转，并且会绕过建筑物的侧面以及正面，并在侧面和正面上产生一股局部涡流，这时，静压会降低，负压差会形成，而风压就是对建筑背风面以及迎风面压力差的利用，压力差产生作用，室内外空气在它的作用下，压力高的一侧向压力低的一侧进行流动，并且

12、这个压力差与建筑与风的夹角、建筑形式、四周建筑布局等几个因素关系密切。当风向建筑正面垂直吹来时，负压最大的位于屋角以及屋脊处，正压最大的位于迎风面的中心位置。可以6说，风对建筑物产生的作用力有两种，一种是垂直的升力，一种是水平的阻力，而对风压的利用，则是对水平方向的阻力进行利用，并进行相关的设计以及组织通风的。垂直方向的力，会有伯努力效应的产生，比如，在进风面的斜屋顶上，会有巨大抽吸力的形成，对于这种形式的屋顶，会起到兜风的效果。3 通过对风压与热压的利用进行通风建筑中能够产生自然通风，经常是在风压与热压共同作用情况下进行的，只是由于它们之间作用的程度不一，所以对建筑物整体自然通风的作用也不同

13、。对于热压而言，由于它具有的相对稳定性，更容易产生烟囱效益的拔风作用；对于风压作用而言，因为经常受到地方风、大气环流以及周围形状、建筑形状的影响，所以比较不稳定。因此，当热风与风压同时作用的情况下，甚至可能有减弱通风效果的状况出现。当热压与风向作用的流线方向报纸一致时，它们之间会相互促进；反之，它们之间就会产生阻碍作用，并且对自然通风产生影响。四自然通风与建筑设计 1.进出口窗户的面积大小以及窗口的朝向问题进出口窗户面积的大小，对室内空气流速产生了很大影响。根据科学数据表明，要想获得室内整体最好的风速，可以采取进风口面积小于出风口面积 10%左右的方式进行改善。不仅如此，房间与窗口朝向也起着重

14、要作用，假如窗户在相交的两面墙上，房间可以直接面对着风向开窗；如果窗户位于相对着的两面墙上，则房间的方向不要去顺着主导方向。2.双层玻璃幕墙一般来说，内遮阳设备与外遮阳设备相比，在节能效果方面，外遮阳设备效果会更好，不过，由于外遮阳设备容易影响美观，而且要进行很大投资，所以改成了双层玻璃幕墙，由于双层玻璃之间存在比较大的空间，所以，有“会呼7吸的皮肤”之美誉。冬季的时候，在双层玻璃间会形成阳光温室，夏季时，可利用烟囱效应，在夹层间形成通风作用。具体而言，双层玻璃幕墙有以下优点：第一，在夜间时可安全进行通风；第二，室内不再受室外噪声的影响；第三，一般而言，开窗时会对室内温度产生影响，双层玻璃幕墙

15、则可以避免这类情况的发生。3.关于中庭对高层建筑而言，可以通过中庭的热压作用，达到自然通风的效果。目前，有中庭的建筑相继出现，不过大部分是封闭式，单纯为了达到采光的作用。4.关于屋顶建筑设计中，屋顶的形状对室外风压产生影响，并且对自然通风效果产生影响。此时，在对屋顶形状的选择上，可以选择翼形屋顶，这样可以形成低压区和高压区。根据实验表明，屋顶的高度和形状对室内气流的流速以及分布会产生影响。结语 建筑设计过程中采光和日照对建筑使用功能起着很大的作用，在建筑日照间距计算中建筑高度随地形高差、住宅室内外地面高差以及住宅层数、层高等因素而变化，因此在设计中应取某一固定值做为建筑日照间距系数标准；以建筑

16、日照计算高度为计算因素得到的建筑日照间距系数不随外界因素的变化而改变，该值应为固定值，因此在进行建筑采光及日照计算时时应紧密结合国家及地方规范要求，并配合建筑所在地的实际情况来进行设计，只有这样才能最终实现建筑的使用功能，从而更好的满足人们对日照的要求。 参考文献： 1刘琦，王德华建筑日照设计M.北京：中国水利水电出版社，2008 2涂英时城市规划原理M.北京：中国计划出版社，2008. 3王万江，金少蓉，周振伦房屋建筑学M.重庆：重庆大学出版社2008. 84.宋晔皓.利用热压促进自然通风J.建筑学报，2000.125王鹏，谭刚.生态建筑中的自然通风J.世界建筑，2000.046李华东.高技术生态建筑M，天津：天津大学