导光管与采光天窗在建筑设计过程中的应用辨析-凯时kb88官方

照明的节能措施众多,天然光导光系统是其中与建筑设计本身关系较密切的一种,主要指采用各种光学技术实现改变天然光传输方向,进而引导天然光对建筑空间进行照明的系统。

 

采光天窗和导光管系统均属此类,早期采光天窗应用较为广泛,近年来导光管系统逐步普及,多被称为取代前者的一种技术措施。诚然相比前者,导光管系统在相同照明效果下优点众多,但二者从采光原理到设计手法上均有诸多差异,属于适用范围不同而非产品迭代。

 

导光管日光照明:

 

导光管系统工作原理是通过采光罩采集自然光线,经过导光管传输后,由漫射装置把自然光线照射到室内需要的地方。系统由屋面采光罩及防雨装置、导光管和室内漫射器三部分组成。目前广泛应用于地下室、大进深公共建筑等空间。


▲导光管采光效果

 

导光管系统利用自然光,光源稳定显色性好,节约能源,并隔绝紫外线和红外线的不利影响。导光管传输效率高,材料全反射率达 99.7% ,传输距离最大可达20 m,还可以改变光照方向; 室内照度均匀,无眩光与频闪。

 

采光天窗系统:

 

采光天窗一般指建筑顶面天窗,基于建筑造型需求有各种形状———小到民居中的老虎窗,大到公共建筑中庭的采光顶。


▲天窗采光效果

 

天窗具有采光效率高、体现自然光影变化、与外界景观互通、以及可设开启扇等优势。近年来采光天窗的技术更新主要包括智能化控制、密封性能提升、以及玻璃材料的优化等。

 

采光原理:

 

采光天窗是光线的直射,与进入建筑内部的光线角度、范围,开口大小,结构和覆土的高度以及太阳高度角有关。开窗宽度越大,入射范围越大; 覆土和结构的总厚度越大,入射范围越小; 太阳高度角变化,入射光线也会随之变化。

 

对于系统,光线经多次折射由漫射器进入室内,光线照射角度与漫射器的自身性能有关,不受覆土及结构高度和太阳高度角变化的影响。

 

特性对比表:

 

结语:

 

导光管系统与采光天窗同属天然光导光系统,是基于采光需求不同分异的技术措施。在某些情况下,导光管系统取代了采光天窗,解决需要采光但可开洞面积小,需要均匀采光效果,或覆土较深不利于采用天窗等一系列问题。

 

而采光天窗在通透感,结构轻薄、通风功能等方面的特点,则是导光管系统不能取代的。二者在应用中各有所长,适用空间也略有区别。

 

二者相比,采光天窗在建筑设计中介入地更早,往往作为设计内容的一部分出现在造型设计阶段; 而导光管的介入相对后置,是解决能耗增加的一种节能方案,这也是二者在参与设计过程时的最大区别。

 

天然光采光系统的应用是与空间需求和设计概念相匹配的。

 

采光天窗的应用在设计阶段就要予以考虑,要兼顾与整体空间造型上的虚实结合,以及通风采光需要。

 

导光管在体现节能贡献的同时,解决顶面环境紧凑、结构高大或覆土较深等带来的问题,且满足光源均匀的功能需求。

 

导光管系统更偏向于节能为导向的细部设计,采光天窗更多与空间开敞性能相关,但两者都不仅是博眼球的噱头或是拿来主义的强塞,而是基于建筑设计的一种适应性技术措施。