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      新型采光材料的應用

      更新時間:2018-08-06來源:www.628tf.com 責任編輯:三億論文網

       引 言

      在室內設計中,光不僅是為滿足人們視覺功能的需要,而且又是一個重要的美學因素。光可以形成空間、改變空間或者破壞空間,它直接影響到人對物體大小、形狀、質地和色彩的感知。因此,室內光環境是室內設計的重要組成部分之一,在設計之初就應該加以考慮。

      采光:設計門窗的大小和建筑的結構,使建筑物內部得到適宜的光線。

      1.過去的采光形式

      在發明人工光源以前,室內光多是太陽直接照射。人們特別關注自然光對室內空間的影響,如何將自然光盡可能多地引入室內成為當時建筑師的一項重要設計任務。在人工光源發明之初,由于人們可以輕而易舉地得到光,建筑師不再受制于采光的問題,因此建筑的外部形態和內部結構也開始多元化,甚至出現了無窗建筑,完全依賴于人工光源,顯然設計師正沉浸與利用人工光源創造光環境的驕傲情緒之中。直到20世紀30年代現代主義建筑運動,建筑師才開始意識到自然光和人工光對人的影響同等重要,即便如此,還是難以阻擋光的污染范圍從城市擴大到郊區只要你抬頭看看夜空是否有星星,就知道現在光污染有多嚴重。

      2.關于新型采光形式與材料

      2.1采光本質

      自然采光通常是將室內對自然光的利用,稱為“采光”。一處稱心的房子,采光條件十分重要。采光良好的住宅可以節約能源,使人心情舒暢,便于住宅內部各使用功能的布置,否則將會長期生活在昏暗之中,依靠人工照明,對人的身心健康十分不利。                   

      自然光主要指太陽光源直射或經反射、折射而得到的光。采光可分為直接采光和間接采光,直接采光指采光窗戶直接向外開設;間接采光指采光窗戶朝向封閉式走廊(一般為外廊)、直接采光的廳、廚房等,有的廚房、廳、衛生間利用小天井采光,采光效果如同間接采光。自然采光面積就是指的室內對自然光的利用面積。

      隨著現代技術的進步和新材料的不斷出現,自然采光的方法與手段也日益豐富。在創造室內光環境效果的工作中,應力求與構件的充分結合,是空間層次得到有力的表現,從而提供給人以積極的信息,消減消極的信息。運用層次、對比、揚抑、節奏等技法對光進行構圖,力求賦予光以均衡、穩定的秩序,達到室內環境的美觀與視覺的舒適。但是不當的處理又可能導致光環境的呆板、乏味、破壞室內空間;或者導致光環境的雜亂與無序,破壞室內空間的統一與協調、這就要求在進行光環境設計的時候一定要把握相應的規律與技法。

      2.2采光與材料的聯系

       

      2.2.1采光部位

      利用自然采光,不僅可以節約能源,并且在視覺上更為習慣和舒適,在心理上能和自然接近、協調,可以看到室外景色,更能滿足精神上的要求,如果按照精確的采光標準,日光完全可以在全年提供足夠的室內照明。室內采光效果,主要取決于采光部位和采光口的面積大小和布置形式,一般分為側光、高側光和頂光三種形式。側光可以選擇良好的朝向、室外景觀,使用維護比較方便,但當房間的進深增加時,采光效率很快降低。因此,常加高窗的高度或采用雙向采光或轉角采光來彌補這一缺點。頂光的照度分布均勻,影響室內照度的因素較少,但當上部有障礙物時,照度就急劇下降。此外,在管理、維修方面較為困難。

      室內采光還受到室外周圍環境和室內界面裝飾處理的影響,如室外臨近的建筑物,既可阻擋日光的射入,又可從墻面反射一部分日光進入室內。此外,窗面對室內來說,可視為一個面光源,它通過室內界面的反射,增加了室內的照度。由此可見,進入室內的日光因素由下列三部分組成:

      (1)直接天光;

      (2)外部反射光;

      (3)室內反射光;

      (4)室內日光環境。             (4)=(1)+(2)+(3)

      此外,窗子的方位也影響室內的采光,當窗戶在北面時光最穩定,不受太陽的升落影響時,室內所接收的光線要比其他方向的要多。窗子采用的玻璃材料的透射系數不同,則室內的采光效果也不同。

      自然采光一般采取遮陽措施,以避免陽光直射室內所產生的眩光和過熱的不適感覺。溫州湖濱飯店休息采用垂直百葉、昆明金龍飯店中庭天窗采用白色和淺黃色帷幔,使室內產生漫射光,光線柔和平靜。但陽光對活躍室內氣氛,創造空間立體感以及光影的對比效果,起著重要的作用。

      2.2.2材料的光學性質

      光遇到物體后,某些光線被反射,稱為反射光;光也能被物體吸收,轉化為熱能,使物體溫度上升,并把熱量輻射至室內外,被吸收的光就看不見;還有一些光可以透過物體,稱透射光。這三部分光的光通量總和等于入射光通量。

      當光射到光滑表面的不透明材料上,如鏡面和金屬鏡面,則產生定向反射,其入射角等于反射角,并處于同一平面;如果射到不透明的精糙表面時,則產生漫射光。材料的透明度導致透射光離開物質以不同的方式透射,當材料兩表面平行,透射光線方向和入射光線方向不變;兩表面不平行,則因折射角不同,透過的光線就不平行;非定向光被稱為漫射光,是由一個相對粗糙的表面產生非定向的反射,或由內部的反射和折射,以及由內部相對大的粒子引起的。

      3.新型采光材料的應用

      3.1 新型采光材料

      現在已研發出各種各樣適用于采光設計的材料,來滿足不同的采光效果。通過對建筑物的合理布局和設計,充分利用太陽光,既節能,又有利于人的身心健康。在絕大多數情況下,空間對于光的需求,白天應首先考慮自然采光,當自然采光不能滿足使用需求時,可以考慮補充人工照明一滿足對于亮度或照度的需求。如:鏡子、聚光鏡、采光板、等等。(如圖1、2)

             

               圖1  采光板                         圖2  采光罩                      

      3.2新型采光材料的應用

      研究新采光方式是如何運用材料的折射、反射、聚光、散射等原理把室內照亮。做一個簡單的實驗,在下午3:00時分一個窗口向東的室內空間。置一面鏡子與窗口外陽光照到的地方,調整角度使陽光反射向室內置于天花板的凸面鏡。凸面鏡散射原理把陽光反射向室內空間,從而照亮室內空間。這就是運用材料的折射、反射、聚光、散射等原理構建光的通道,把陽光引入室內照明本陽光照明不到的室內空間。(如圖3)在室內空間里光的通道不常用在設計中。不是說沒人懂,只是在應用時要計算的數據比較多。而且在應用到采光的設計中所技術與器械的耗費不在小數。

               圖3  光的通道實驗                       圖4  德國柏林國會大廈玻璃穹頂      

      又如;德國柏林國會大廈改造,在立面上主要表現為設置建造了一個玻璃穹頂。這一切都內采用了諸多新技術,達到了生態環保的要求。首先玻璃片都內有一個倒錐體,錐體上布置了各種角度的鏡子,這些鏡子可以將水平線反射到建筑內部,為下面的議會大廳提供自然光線,減少議會大廳使用人工照明的能耗。(如圖4)其次,在柏林穹頂內設有一個隨日照方向調整方向的遮光板,遮光板在電腦的控制下,沿著導軌緩緩移動,以防止過度的熱輻射和鏡面產生眩光,這些都只有在現代計算機技術的基礎上才能付諸實踐。

      這樣的室內采光設計多用在場館、辦公大樓、別墅等獨立建筑。皆因設計所運用的材料價格與技術含量較高,小戶型的用戶負擔有些高。設計行業處其發展期探索還不全面,所以現時還不能廣泛推廣。

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