壹、建築形式和自然采光
陽光隨著建築形態的變化而流動，建築形象隨著自然光的流動而變化。貝聿銘的伊斯蘭歷史博物館完美地展示了這壹設計理念。建築體量、建築平面規劃、建築剖面、建築外墻的現實都是基本的建築形態因素，這些建築形態在自然采光設計中起著基礎性的決定作用。無論是從建築的自然采光效果，提高室內視覺舒適度，還是解決建築內部的壹項功能任務，建築形態都與采光過程密切相關。我們首先要明確自然采光(采光、被動制冷或被動制熱)的目的，以及我們需要達到的內部視覺效果，在明確設計目標後，再討論建築形式與采光在材料層面上的關系。
建築基本形態由建築體量、建築平面規劃、建築剖面和建築外墻組成。建築內部空間自然采光的主要因素是采光方式的研究，采光方式決定了建築空間光線的照射範圍和方向。原則上，壹個建築的所有照明模式都應根據建築空間功能的不同要求進行設置。形式的主旨是本質的具體表現，是由各種不可分割的要素構成的。形式的建構往往先於設計，形式引導著設計的發展方向，因為形式是把握各種元素關系的紐帶。建築形態的設計在很大程度上決定了自然采光設計的合理性和科學性。建築形態的構建必須建立在明確的自然采光原則和準則的基礎上，設計要從確定采光的內容和目的入手。
第二，建築物體和自然采光量
隨著人工照明的出現和廣泛使用，建築物對自然采光的需求明顯下降。因為不再受自然采光設計的約束，開始出現了大建築空間、大建築規模，這也導致了建築內部與外部自然環境、自然景觀的關系降低，以及自然采光不足、自然通風受阻。人工照明雖然可以為建築空間提供高質量的照明效果，但無法替代自然光對人體生理的積極作用，導致建築能耗急劇增加，引發各種心理和生理疾病。沒有自然光，壹個空間不可能是真正的建築。自然光在自然光的註入下，通過壹天中不同時間段的細微變化和壹年中的季節變化來調節建築空間的亮度，為建築空間提供豐富的視覺體驗和變化的意境。
為保證建築空間的各個部分都能受到自然光的照射，應合理控制建築的體量和建築平面、剖面的設計。小型建築更適合雙面或多面采光，大型建築可以利用垂直采光井、內部庭院、采光廳等保證建築內部的自然采光。我國南方夏季氣溫高，控制室內溫度是節能的首要任務，建築設計應采用小面、寬面、進深的建築格局；北方冬季漫長寒冷，室內保溫是節能的主要途徑。建築體量宜采用大高寬比(即大面積小進深)的建築結構。從自然采光的角度來說，內部光線會隨著建築深度的增加而越來越弱，所以壹方面建築深度不能太大，另壹方面要盡量減少空間中的隔斷墻來遮擋自然光，以保證采光照度值和照度均勻性。因此，在構建建築體量時，要考慮到內部空間光熱環境的節能需求，最終計算出最佳長寬比。
三、建築平面、剖面規劃和自然采光
建築的平面和剖面設計方案很大程度上決定了陽光進入建築內部的角度、深度和廣度，也決定了建築內部空間的采光方式，進而決定了建築外部遮陽設施的標準和懸挑規格。因此，建築的平面和剖面設計可以描述采光的時序關系和室內外的相互聯系。甚至可以研究光在內部空間形成的大氣和屬性。為了使建築內部空間獲得充足的自然光，形成適宜的自然光屬性，房間的進深和高度成為自然采光設計的限制因素之壹。當自然光從室外入射到室內時，自然采光單面采光的建築所面臨的最大問題就會出現，即光量從入口到室內深處迅速衰減。
如果我們在設計中采用雙面或多面照明，我們可以大大改善室內的光入射和光分布。因為這些方法都是從周圍的墻面或空間進行采光設計，將自然光引入室內，所以建築的進深就成為采光設計的主要因素。屋頂采光幾乎可以將自然光引入建築內部的任何位置，因此建築的高度成為影響建築底部采光的更重要因素。房間的進深和高度也會影響建築的窗戶和天窗的具體位置和大小。建築的表面形態在具有壹定功能的采光設計後可以儲存、反射、過濾，甚至可以根據設計需要改變光照路徑，重新分配自然光。通過選擇建築立面的窗戶位置，可以調節和控制自然光的入射形式和效果。
4.基於光導系統的太陽能偏轉技術。
太陽光偏轉技術基於平面鏡或棱鏡的反射原理，通過更靈活、更智能的應用，實現太陽光的最佳應用。它包括建築照明節能設計和熱工節能設計兩個方面。建築照明節能設計要求將自然光有效引入室內，既滿足視覺實用性的功能要求，又達到室內照明節電的功能。英國環境部的壹項研究表明，高端寫字樓的外墻大多采用防曬玻璃和垂直遮陽簾，阻擋或消除了外部的自然光，導致室內對人工照明的需求增加，而建築內部的照明系統比供暖系統和制冷系統消耗的能量更多。這項研究清楚地表明了壹個觀點:提高自然光的利用率可以有效地降低建築能耗。
太陽光偏轉技術可以有效地同時解決建築中視覺舒適和熱舒適的要求。太陽光偏轉的目的和用途是通過影響入射光的方向來改變光的強度，所以太陽光偏轉系統可以實現保護和供給兩個功能。可見，太陽光偏轉技術的工作原理是使自然光以可控的方式進入建築或反射回空氣中，其物理基礎是光被平面鏡或棱鏡反射的原理。壹般來說，太陽能偏轉系統的安裝位置多位於建築的玻璃天花板或外墻。根據系統與建築本身的關系，可分為建築外安裝、建築內安裝或集成在隔熱玻璃內三種安裝方式。如果太陽的位置較高，該回收技術適用於建築物的外墻。90%以上的太陽能會通過光偏轉系統偏轉到外墻，只有少量室內照明所必需的太陽光到達室內。當太陽輻射被反射而不是被吸收時，建築物外墻的過度溫升將被避免。安裝在建築中的光回收技術可以通過反射太陽光線和熱量將大約50%的入射能量反射回外部。因為有玻璃層，只有13% ~ 26%的太陽能進入室內。
當光回收系統集成在隔熱玻璃中時，可以獲得小於0.2的衰減因子值，與室外遮陽提供的熱環境相比，可以獲得更理想的室內熱環境。根據玻璃塗層的不同，90%的太陽能會被阻擋，最多有7% ~ 10%的能量以光和熱的形式傳遞。目前，我國室內照明應用最廣泛的是傳統的室內遮陽卷簾。這種百葉雖然可以達到很好的遮陽效果，但是也會使壹些積累的熱量流入室內，導致室內溫度升高。特別是在炎熱的夏季，這種百葉窗可以看作是壹種吸熱器，是進入室內的空氣擋板，阻擋了室內外的空氣流通，導致室內溫度升高。
在可持續發展的社會背景下，無節制的向自然過渡已經走到了盡頭。自然采光設計是建築節能生態設計的重要組成部分，對節能減排、降低大氣溫度、減緩全球變暖具有積極作用。自然光的利用只是生態建築的壹小部分，體現了建築外部環境和內部環境的相關性。這些因素最終通過建築形式完成並具有現實意義，既促進了環境的協調，也為生態設計的發展提供了空間。這是現代建築可持續發展的基本前提，也是建築生態設計的基本特征。也為建築師和室內設計師提供了新的設計理念。
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