畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題 目：建筑室內(nèi)光環(huán)境虛擬仿真實(shí)驗(yàn)研究院（系）：XXX專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化學(xué)生姓名：XXX學(xué) 號(hào)：XXXX指導(dǎo)教師（簽名）：主管院長（主任）（簽名）：時(shí) 間：2016年 5 月 25 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容（含主要技術(shù)參數(shù)）建筑光環(huán)境對(duì)人的心理感受及建筑物使用都有一定影響，建筑光環(huán)境虛擬仿真技術(shù)對(duì)人在建筑環(huán)境中的光作用下通過視覺和舒適感覺所產(chǎn)生的反應(yīng)進(jìn)行仿真，研究通過適宜的技術(shù)措施，調(diào)整建筑物理環(huán)境設(shè)計(jì)，使建筑物達(dá)到特定使用效果。1 了解建筑光環(huán)境的形成原因、評(píng)價(jià)方法和控制手段，了解人類生活和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑室內(nèi)光環(huán)境；

2、2 熟練應(yīng)用建筑環(huán)境虛擬仿真軟件，對(duì)建筑光環(huán)境進(jìn)行模擬仿真；3 以某實(shí)驗(yàn)室為例，研究自然采光和人工照明下室內(nèi)光環(huán)境的照度、照度均勻度、眩光，燈具布置、燈具類型不同對(duì)光環(huán)境的影響；4 研究遮陽板、反光板和百葉窗等對(duì)自然采光的影響和區(qū)域人工照明控制策略。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的具體工作（含圖紙數(shù)量）1 研究總體方案設(shè)計(jì)；2 針對(duì)給定建筑環(huán)境進(jìn)行虛擬仿真；3 研究改變或控制人工環(huán)境的方法；4 撰寫研究論文（報(bào)告）。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程的安排（起訖日期：2016年3月28日至2016年6月24日）序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段任務(wù)日 期備 注1研究總體方案設(shè)計(jì)周2調(diào)查研究及報(bào)告編寫周3建筑環(huán)境虛擬仿真

3、周4人工微環(huán)境控制方法研究周5撰寫研究論文（報(bào)告），準(zhǔn)備答辯周6四、主要參考資料及文獻(xiàn)閱讀任務(wù)（含外文閱讀翻譯任務(wù)）1 建筑物理相關(guān)文獻(xiàn)；2 建筑照明資料；3 光環(huán)境仿真軟件資料；4 綠色照明相關(guān)文獻(xiàn)。建筑室內(nèi)光環(huán)境虛擬仿真實(shí)驗(yàn)研究摘要建筑的光環(huán)境對(duì)建筑物使用和人的心理感受都有一定影響，建筑光環(huán)境的虛擬仿真技術(shù)對(duì)人在建筑環(huán)境中的光作用下通過視覺和舒適感覺所產(chǎn)生的反應(yīng)進(jìn)行理論上的模擬仿真，研究通過適宜的技術(shù)策略，調(diào)整建筑物理光環(huán)境的設(shè)計(jì)，使建筑物的使用效果達(dá)到最佳。本論文主要研究建筑光環(huán)境的形成原因、評(píng)價(jià)方法和控制手段，并應(yīng)用建筑環(huán)境虛擬仿真軟件對(duì)建筑光環(huán)境進(jìn)行模擬仿真。以工科樓附體樓某實(shí)驗(yàn)室為

4、例，利用DIALux軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建模；運(yùn)用軟件中的燈具配置功能，研究實(shí)驗(yàn)室人工照明對(duì)光環(huán)境的影響。其中分別為實(shí)驗(yàn)室配置點(diǎn)光源、線光源、面光源三種不同類型的人工照明方案，經(jīng)過分析照度水平、單位面積平均照度水平、總功率、單位面積中的平均功率等指標(biāo)得出結(jié)論：線光源型燈具的人工照明方案最符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，此方案下符合照度的工作面達(dá)房間面積的93.7%。再運(yùn)用Ecotect軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建模，并用WeatherTool軟件為方案輸入實(shí)驗(yàn)室所在位置的氣象信息。計(jì)算出若干種不同自然采光條件下實(shí)驗(yàn)室光環(huán)境的情況，研究發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間、季節(jié)、太陽位置的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)室光環(huán)境有巨大影響。然后在Ecotect實(shí)驗(yàn)室模

5、型的基礎(chǔ)上為實(shí)驗(yàn)室窗戶建立百葉窗模型，并且分析其遮陽效果以及對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響，發(fā)現(xiàn)通過控制百葉的角度影響室內(nèi)光環(huán)境的變化。綜合室內(nèi)光環(huán)境受自然采光和人工照明的共同影響下，再進(jìn)一步研究實(shí)驗(yàn)室智能化的人工照明控制策略，初步完成人工照明控制器的設(shè)計(jì)。以實(shí)現(xiàn)建筑的綠色化、智能化以及建筑的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：建筑室內(nèi)、光環(huán)境、虛擬仿真、光照影響、控制策略。IV 第 頁Virtual Simulation Experiment of Building Indoor Light EnvironmentAbstractThe building light environment has certain in

6、fluences on the usage of buildings and people's psychological feeling. Virtual simulation technology of building light environment makes the theoretical simulation of peoples reaction produced by visual sense and comfortable feeling under the effect of light in the building environment. It aims

7、to bring about the best using effect of buildings through appropriate technology strategy and adjusting building environment design.This thesis mainly studies the reasons for the formation of building light environment, evaluation methods and control measures, and applied to building environment of

8、virtual simulation software to simulate the building light environment simulation.Taking a laboratory in engineering appendage building as an example, it can make a model of the laboratory by using DIALux software, and use the software configuration function in the lamps to study the effect of labor

9、atory artificial lighting light environment, among which are respectively for three different types of artificial lighting scheme: laboratory configuration point light source, the line light source and the surface light source. After analysing illumination level, average illumination level per unit

10、area, total power and the average power per unit area and many other indicators, it finds that: the line light source type lamps of artificial lighting solutions most conforms to the national standard requirements, under which case there are 93.7% of the room area meet the intensity of illumination

11、of working face.Again using the Ecotect software to laboratory modeling and WeatherTool software for input location of the laboratory of meteorological information. The study finds that as the change of time, seasons, and the sun position, it has a huge impact on laboratory light environment after c

12、alculating light environment in the laboratory under several different natural lighting.Then the study build up the louver model for laboratory windows on the basis of Ecotect laboratory model, and analyze its shading effect and influences on the indoor light environment, found that it can affect in

13、door light environment changes by controlling the shutter Angle affect.In the case of comprehensive indoor light environment affected by the joint of the natural lighting and artificial lighting, and further for laboratory research on intelligent artificial lighting control strategy.The artificial l

14、ighting controller design can be achieved to realize the sustainable development of building green, intelligent and the sustainable development of building.Key Words: building interior, light environment, virtual simulation, lighting effects, the control strategy. 第 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目錄1緒論1 1.1研究的背景與意義1 1.2國

15、內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.2.1國內(nèi)現(xiàn)狀分析2 1.2.2國外研究現(xiàn)狀3 1.3研究內(nèi)容、目標(biāo)42 研究方法與步驟6 2.1研究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路6 2.2基本概念和理論基礎(chǔ)7 2.3我國現(xiàn)行光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)8 2.4論文研究所用主要軟件介紹及其應(yīng)用9 2.4.1主要軟件介紹9 2.4.2模擬軟件的應(yīng)用及其仿真的必要性113實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象及分析12 3.1實(shí)驗(yàn)室光環(huán)境背景資料12 3.2建筑概況12 3.3實(shí)驗(yàn)室狀況實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)12 3.4實(shí)驗(yàn)方案的擬定及模型的建立13 3.4.1方案的擬定13 3.4.2實(shí)驗(yàn)室模型建立的方法134人工照明對(duì)光環(huán)境的影響15 4.1實(shí)驗(yàn)研究的主要方法15 4.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、計(jì)算及分析

16、15 4.2.1方案一 點(diǎn)光源型燈具15 4.2.2方案二 線光源型燈具17 4.2.3方案三 面光源型燈具19 4.3綜合分析215自然光照對(duì)光環(huán)境的影響23 5.1自然光照的研究方法和步驟23 5.2自然光照的研究結(jié)果24 5.3百葉窗對(duì)自然光照度的影響24 5.3.1百葉窗對(duì)自然光照的科學(xué)論證24 5.3.2百葉窗的建立與模擬仿真研究246人工光環(huán)境控制方法26 6.1人工光環(huán)境控制方法的研究26 6.1.1.研究思路26 6.1.2.方法研究26 6.1.3對(duì)比分析26 6.2人工光環(huán)境控制電路的設(shè)計(jì)思路26 6.3電路圖的繪制27 6.4人工光環(huán)境控制的分析與結(jié)論277 總結(jié)29 7

17、.1總結(jié)29 7.2研究展望29致謝31參考文獻(xiàn)32附錄3452 第 頁1緒論1.1研究的背景與意義隨著科技水平的快速發(fā)展及人民生活水平的提高，人們對(duì)城市環(huán)境的要求也逐步從生存型向生活型轉(zhuǎn)變，對(duì)建筑空間的要求則從數(shù)量向質(zhì)量轉(zhuǎn)變，正因如此，對(duì)城市及建筑環(huán)境提出了越來越高的要求。當(dāng)前世界科技發(fā)展趨勢(shì)的核心之一是追求環(huán)境質(zhì)量的改善和未來可持續(xù)的發(fā)展，在衡量一個(gè)國家或地區(qū)的現(xiàn)代化水平時(shí)，很重要的一點(diǎn)就是對(duì)保護(hù)自然環(huán)境及營造綠色人居環(huán)境方面的重視程度。 人工光環(huán)境包括室內(nèi)和室外人工光環(huán)境。室內(nèi)光環(huán)境是建筑內(nèi)部由光的照射而營造的環(huán)境，它是建筑內(nèi)部環(huán)境的一個(gè)組成部分。其功能是滿足物理、視覺、心理及美觀等方面

18、的需求。隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展，以往的只關(guān)注照明設(shè)計(jì)功能或形式的方式向著更全面的方向發(fā)展，照明設(shè)計(jì)面對(duì)的建筑空間形式多樣，且近年來可持續(xù)綠色照明的推廣，對(duì)自然光與人工光照明結(jié)合運(yùn)用的發(fā)展更加深入，在建筑室內(nèi)外、城市規(guī)劃、景園設(shè)計(jì)等方面對(duì)設(shè)計(jì)師提出很高的要求和挑戰(zhàn)。國內(nèi)外開發(fā)的照明設(shè)計(jì)軟件中，使用較為廣泛的有 Radiance、DIALux、AGI32、Relux、Lumen Designer、Ecotect 等，它們從計(jì)算方法、計(jì)算精度、適用范圍方面都各有優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),例如室內(nèi)設(shè)計(jì)渲染用的Lightscape；專業(yè)燈光設(shè)計(jì)與評(píng)估的 DIALux 與 AGI32；日照陰影、室內(nèi)外采光系數(shù)、照度分析

19、軟件 Ecotect。 數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步為各種新型光照、光能技術(shù)的開發(fā)提供了有利條件，與此同時(shí)我國對(duì)于建筑內(nèi)空間與外部環(huán)境的光環(huán)境設(shè)計(jì)在新技術(shù)條件下快速發(fā)展，設(shè)計(jì)的精度在不斷提高，設(shè)計(jì)內(nèi)容與形式俞加多樣化，隨之產(chǎn)生的理論與設(shè)計(jì)方法不僅對(duì)建筑室內(nèi)外光環(huán)境設(shè)計(jì)，在其它學(xué)科領(lǐng)域也產(chǎn)生了積極的影響。我國推行光環(huán)境探索研究與實(shí)踐已有20年，從人們對(duì)空間光環(huán)境認(rèn)識(shí)到重視，發(fā)展到對(duì)綠色照明理念的引入，光環(huán)境無論從質(zhì)量和設(shè)計(jì)方面都得到顯著提高；光污染與光干擾所造成的負(fù)面影響使得人們向著可持續(xù)、人性化的照明方向努力探索，并隨著技術(shù)條件的成熟更趨完善，例如 DIALux、AGI32、Relux、Ecotect

20、等輔助性設(shè)計(jì)軟件，在快速精確設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化解決問題的同時(shí)使光環(huán)境的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出種特有的美感及現(xiàn)實(shí)意義價(jià)值。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外對(duì)光環(huán)境的研究己取得了豐碩的成果，美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家在光環(huán)境領(lǐng)域投入科技力量進(jìn)行深入研究，并豐富完善了一系列的理論與設(shè)計(jì)方法，在提高效率的同時(shí)強(qiáng)調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)，并且向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展；我國在光環(huán)境領(lǐng)域雖然起步較晚，但也已取得很大進(jìn)步和發(fā)展，在國際環(huán)境影響下，理論與技術(shù)交流愈加頻繁，相關(guān)國內(nèi)外輔助性設(shè)計(jì)分析軟件的廣泛運(yùn)用，而且根據(jù)我國實(shí)際情況制定了一系列相關(guān)的政策與法律法規(guī)，在室內(nèi)外空間的光環(huán)境照明設(shè)計(jì)中得以運(yùn)用和實(shí)施，推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與革新。

21、總之，國內(nèi)外對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展正在逐步深入，各類各種功能的模擬仿真軟件數(shù)不勝數(shù)。同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于建筑室內(nèi)的照明系統(tǒng)以及供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)際使用情況都有著重大影響：一方面精準(zhǔn)計(jì)算模擬出室內(nèi)環(huán)境所需照度信息，依此適配所需燈具，大大節(jié)約資源和時(shí)間成本；另一方面利用室內(nèi)模擬出的照明系統(tǒng)配置可直接結(jié)合自然采光情況進(jìn)行采光方案的供配電布置，結(jié)合智能控制方案將照明能耗降到最低?，F(xiàn)今國內(nèi)很多建筑沒有將這一模擬技術(shù)的功能完全發(fā)揮出來，例如公共建筑，教育類建筑，寫字樓等很多建筑的室內(nèi)的照明布置和供配電布置并沒有做好節(jié)能方面的智能控制。1.2.1國內(nèi)現(xiàn)狀分析室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量關(guān)乎人生理與心理的健康，創(chuàng)造良好的光環(huán)

22、境需要理論與技術(shù)的支持，我國從上世紀(jì) 70 年代中期已經(jīng)開始投入有關(guān)工業(yè)照明技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的方面的研究工作，經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，取得了可觀的成果。 肖輝乾、張耀根、王建華等人提出了光環(huán)境在室內(nèi)照明中的評(píng)價(jià)方法-模糊數(shù)學(xué)。 1966 年，胡瑞榮對(duì)教室照度水平進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率會(huì)隨著照度水平的增加而增加，此時(shí)視覺功逐漸得到改善。 1979 年，喻柏林等人發(fā)現(xiàn)視覺的改善在 1.72160Lux 照度范圍內(nèi)逐漸減小，并由此提出照明“收效遞減律”。 1992 年，詹慶旋教授發(fā)現(xiàn)家庭中看電視時(shí)的背景照度宜為 50Lux，如還有其他活動(dòng)時(shí)，可以綜合考慮并調(diào)整照度值。 2000 年，葉

23、海提出了預(yù)測(cè)不滿意百分比 PD 及其計(jì)算公式，通過層次分析的方法證明并用于室內(nèi)辦公光環(huán)境的評(píng)價(jià)中。 2001 年，何方文、朱斌共同對(duì)照明設(shè)計(jì)的目的、意義及設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了闡述，補(bǔ)充完善了照明設(shè)計(jì)理論，成為了建筑室內(nèi)照明設(shè)計(jì)理論的一個(gè)核心內(nèi)容。在同年張紹綱博士對(duì)住宅起居室內(nèi)照明的色調(diào)和照明方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了暖色調(diào)更受喜愛，而從照明的方式與效果來看，間接照明最差，直接照明居中，混合照明最佳。 2006 年，楊公俠提出了不舒適眩光的四種評(píng)價(jià)方法，證明了 UGR 的相關(guān)性與主觀評(píng)價(jià)最高，照度與色溫之間相關(guān)性不大的關(guān)系。 2007 年，吳蒙友著手研究了環(huán)境心理學(xué)，光源的選擇、照明設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論、燈具

24、性能和分類在燈具設(shè)計(jì)中的作用，分析了室內(nèi)照明設(shè)計(jì)方法在不同建筑形式中的應(yīng)用。 2008 年，梁榮生認(rèn)為感知的空間照度和亮度與抽象思維能力有較大的關(guān)系，但缺乏實(shí)驗(yàn)研究論證。 2010 年，曹彬等人發(fā)現(xiàn)北京和上海公共建筑光滿意度的平均照度峰值在 10001200Lux 之間，而同濟(jì)大學(xué)的葉劍軍等通過光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明極值為 947Lux。1.2.2國外研究現(xiàn)狀相比較，國外發(fā)達(dá)國家對(duì)光環(huán)境的研究較為深入。1977年，F(xiàn)lynn 對(duì)將視覺印象進(jìn)行了總結(jié)分類并對(duì)視覺印象進(jìn)行了研究。1979 年，Kanayaet發(fā)現(xiàn)光源的顯色指數(shù)，可以通過照度水平的調(diào)節(jié)能達(dá)到相同的視覺感受。 1989年，國際照明委員會(huì)CI

25、E 的成員Fischer總結(jié)并提出了光環(huán)境的評(píng)價(jià)模型，發(fā)現(xiàn)人的視覺滿意度近似成正態(tài)分布。 1993年，Grünberger 通過研究表明在下午既定的時(shí)間段內(nèi)，500Lux 與 2500Lux 的照度相比，2500Lux 的照度改善了人員的注意力集中的水平。 1995年，JAVeitchPh D和D K Tiller DPhil 研究了照度與亮度均勻度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在照度水平相同時(shí)，亮度對(duì)比強(qiáng)的房間會(huì)讓人感覺房間的立體感和明亮感更強(qiáng)。 2000 年，Cajochen 的研究表明警惕性反應(yīng)與光照對(duì)與褪黑素的抑制程度呈正相關(guān)，即強(qiáng)光能減少困倦感并增強(qiáng)人的警惕性。 2003 年，Simon

26、neaux 通過研究發(fā)現(xiàn)黑暗環(huán)境會(huì)刺激人體合成褪黑激素，而明亮環(huán)境則會(huì)抑制褪黑激素的產(chǎn)生。 2004 年，Tanabe 在 3Lux 和 800Lux 兩種不同照度水平下照度會(huì)對(duì)人員計(jì)算任務(wù)與疲勞度產(chǎn)生影響。研究結(jié)果表明，人員的疲勞程度會(huì)在 3Lux 的光環(huán)境下加劇，而加法計(jì)算任務(wù)并沒有受到影響。 2007 年，Banu Manav 發(fā)現(xiàn)低色溫和高色溫會(huì)讓人感到程度更高的空間感、放松感和舒適感。 2008 年，Gen Clausen 通過設(shè)置最差、50%的改善、50%的受試者可選擇的改善和100%的改善共四個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境室進(jìn)行了對(duì)照度、噪音、視域及空氣清潔度、操作溫度的綜合效果的研究。研究分析發(fā)現(xiàn)

27、 50%的受試者可選擇的改善的效率與 100%的改善的環(huán)境下工作效率大致相同，即人的主觀感覺與意向選擇對(duì)工作效率有著積極的效果。美國從上世紀(jì) 60 年代已經(jīng)開始考慮環(huán)境設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助性技術(shù)的結(jié)合，到70年代開始研發(fā)出相關(guān)輔助性設(shè)計(jì)軟件，是輔助性設(shè)計(jì)研究的最早國家之一，使計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。目前在光環(huán)境設(shè)計(jì)分析領(lǐng)域有德國的 DIALux、美國的AGI32、瑞士的Relux、Autodesk公司的Ecotect與lightscape。國外對(duì)建筑與環(huán)境的模擬研究分析的較早，因此發(fā)展也想對(duì)完善，從上世紀(jì)70年代開始，相關(guān)能耗模擬軟件在綠色建筑行業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用，Ecotect 軟件最初

28、被作為概念化的形式被 Andrew Marsh 博士在西澳大利亞大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院的博士論文中所提出，其中論述建筑的各種指標(biāo)與特性是建筑師在方案構(gòu)思階段首要考慮的因素，而不應(yīng)作為裝飾品在設(shè)計(jì)過程的最后被考慮。Ecotect 從上世紀(jì)90年代中期發(fā)展到現(xiàn)在，在應(yīng)用的深度與廣度方面不斷拓展，自 1997 年第一個(gè)商業(yè)版本2.5版被推出后，后續(xù)推出了3.0版、4.0版、5.0版，發(fā)展到5.2版本時(shí)，在精煉優(yōu)化了一些主要的運(yùn)算法則的基礎(chǔ)上，同時(shí)保持了全面的分析與更快的運(yùn)算，全新 Ecotect Analysis 2011版本成為更全面更具創(chuàng)新的分析軟件，通過3D可視化及仿真提高了現(xiàn)有建筑與新建筑設(shè)計(jì)的

29、性能（圖 1-1）。 圖1-1 Ecotect軟件模擬圖例由于綠色化、節(jié)能型可持續(xù)設(shè)計(jì)逐步受到重視，Ecotect 所展現(xiàn)出的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)受到設(shè)計(jì)人員的關(guān)注，應(yīng)用的廣度深度在不斷增加，而由于軟件的專業(yè)性較強(qiáng)，且只有專業(yè)代理商與研究機(jī)構(gòu)對(duì)其推廣，軟件的普及率還較低。目前國內(nèi)許多院校已開展了軟件的應(yīng)用研究，而從真正意義上對(duì)建筑從方案構(gòu)思、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)的影響還較小，與我國實(shí)際情況結(jié)合的理論、規(guī)范還不夠符合計(jì)算數(shù)值設(shè)置，例如軟件漢化的開發(fā)及氣象數(shù)據(jù)收集整理還需統(tǒng)籌與完善。1.3研究內(nèi)容、目標(biāo)本次研究的內(nèi)容為：通過對(duì)模擬建筑室內(nèi)光環(huán)境的模擬，分析光環(huán)境對(duì)室內(nèi)采光、照明等各方面的影響。進(jìn)行此次課題的研

30、究，首先確定了建筑光環(huán)境的形成原因、評(píng)價(jià)方法和控制手段，再確定人類生活和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑室內(nèi)光環(huán)境以及國家對(duì)于不同類型建筑室內(nèi)照度要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；在熟悉好相關(guān)模擬軟件的操作后，選取實(shí)驗(yàn)室作為研究對(duì)象，測(cè)量實(shí)驗(yàn)室長、寬、高、門、窗等各項(xiàng)參數(shù)，利用幾種軟件相結(jié)合的形式，建立實(shí)驗(yàn)室模型，為實(shí)驗(yàn)室選擇不同燈具不同配置方案進(jìn)行模擬仿真、采樣，再與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比照，選擇出綜合情況下最為優(yōu)秀的照明方案。本次研究的目標(biāo)：利用DIALux、Weathertool和Ecotect分析出人工照明和自然照明分別對(duì)室內(nèi)光環(huán)境有著什么樣的影響。分別分析一年四季、不同時(shí)段、不同天氣等狀況下自然光照對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響

31、。針對(duì)對(duì)自然光照的利用設(shè)計(jì)百葉窗的布置并分析其對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響。根據(jù)自然光照和人工照明對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的綜合影響，進(jìn)一步研究在滿足光環(huán)境要求的條件下室內(nèi)人工照明控制策略，探索綠色照明控制。2 研究方法與步驟2.1研究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是實(shí)驗(yàn)的核心之一，貫穿著整個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟和進(jìn)程，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的安排會(huì)使實(shí)驗(yàn)更為縝密，提高實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，增大實(shí)驗(yàn)研究的效率。此次研究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路緊緊圍繞“建筑室內(nèi)光環(huán)境虛擬仿真實(shí)驗(yàn)研究”這一研究主題來進(jìn)行策劃。首先根據(jù)主題“室內(nèi)光環(huán)境”查找相關(guān)信息，了解并掌握建筑光環(huán)境的形成原因、評(píng)價(jià)方法和控制手段，并且找到人類生活和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑

32、室內(nèi)光環(huán)境。其次是查閱國內(nèi)外對(duì)于室內(nèi)環(huán)境模擬仿真方面的研究成果以及所使用的仿真軟件。熟悉并掌握這些仿真軟件的用途和操作方法，以便于后續(xù)仿真模擬實(shí)驗(yàn)的操作。再次是對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M對(duì)象進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。使用卷尺實(shí)地對(duì)西安建筑科技大學(xué)工科樓附體樓某實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，量出實(shí)驗(yàn)室長寬高，以及影響室內(nèi)光環(huán)境的窗戶的具體位置和尺寸。根據(jù)尺寸數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)室挑選所適宜的燈具，預(yù)計(jì)分別選出點(diǎn)光源、線光源、面光源三種不同光源類型的燈具進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。分別為三種不同光源燈具設(shè)計(jì)三種最為合理的燈具布置方案。再根據(jù)模擬軟件所計(jì)算出來的照度等參數(shù)，結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)室測(cè)量參數(shù)來計(jì)算出照度水平、單位面積平均照度水平、總功率、單位面積中的平均功

33、率等結(jié)果。對(duì)計(jì)算的結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行比照，針對(duì)實(shí)際情況綜合考慮選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。這樣就完成了對(duì)實(shí)驗(yàn)室人工照明的布置和設(shè)計(jì)。分析人工照明對(duì)建筑室內(nèi)的影響后，為實(shí)驗(yàn)室模型添加模擬“窗戶”，再進(jìn)行自然光照對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響，利用ECOTECT軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)室在西安地區(qū)受到一年四季不同季節(jié)、不同天氣、每天不同時(shí)段時(shí)所受自然光照明的影響。考慮到實(shí)驗(yàn)室窗戶周圍受自然光照影響很大，在實(shí)驗(yàn)室模型的基礎(chǔ)上為實(shí)驗(yàn)室窗戶建立百葉窗模型，并且分析其遮陽效果以及對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響。綜合室內(nèi)光環(huán)境受自然光照明和人工照明的共同影響的情況下，在白天期間室內(nèi)受自然光照明就可以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)所要求的平均照度水平，所以為探索更為智

34、能節(jié)能的照明方案，再進(jìn)一步為實(shí)驗(yàn)室研究智能化的人工照明控制策略，為實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)綠色照明控制。以上就是本次研究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，下面對(duì)具體思路和步驟進(jìn)行闡述：（1）.了解建筑光環(huán)境的形成原因、評(píng)價(jià)方法和控制手段，了解人類生活和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑室內(nèi)光環(huán)境；（2）.熟練應(yīng)用建筑環(huán)境虛擬仿真軟件，對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行模擬仿真；（3）.根據(jù)事先測(cè)量出的實(shí)驗(yàn)室尺寸數(shù)據(jù)挑選燈具進(jìn)行照明模擬；（4）.從燈具庫中分別選出：點(diǎn)光源、線光源、面光源三種不同光源類型的燈具進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；（5）.分別為三種燈具設(shè)計(jì)燈具布置方案，根據(jù)：照度水平、單位面積的平均照度水平、總功率、單位面積的平均功率對(duì)照國家標(biāo)準(zhǔn)以及等照度圖來

35、對(duì)方案進(jìn)行具體分析，擇其最優(yōu)。（6）.分析人工照明和自然光照對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響；（7）.分析實(shí)驗(yàn)室在一年不同季節(jié)、不同天氣、每天不同時(shí)段時(shí)所受自然光照明的影響；（8）.建立實(shí)驗(yàn)室模型百葉窗模型，分析其遮陽效果以及對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響；（9）.綜合室內(nèi)光環(huán)境受自然光照明和人工照明的影響，研究智能化的人工照明控制策略，為實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)綠色照明控制。2.2基本概念和理論基礎(chǔ)本次研究課題的主要對(duì)象為“建筑室內(nèi)光環(huán)境”，所以先針對(duì)這一對(duì)象進(jìn)行探索和研究。關(guān)鍵所需要掌握的概念、理論信息有：建筑光環(huán)境、室外自然光、人工照明、照度、建筑光環(huán)境評(píng)價(jià)方法等，還要進(jìn)一步了解的是建筑光環(huán)境的形成原因、評(píng)價(jià)方法和控制手段，了

36、解人類生活和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑室內(nèi)光環(huán)境。最重要的是查閱國家現(xiàn)在執(zhí)行的最新的關(guān)于建筑照明要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，掌握本次研究實(shí)驗(yàn)所需要的教學(xué)用實(shí)驗(yàn)室的平均照度要求和功率、單位面積平均照度等具體要求。下一步要針對(duì)“虛擬仿真”這一部分進(jìn)行研究。熟悉相關(guān)概念，掌握光環(huán)境虛擬仿真軟件的發(fā)展現(xiàn)狀以及光環(huán)境虛擬仿真技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，以及對(duì)此次研究實(shí)驗(yàn)要使用到的虛擬仿真軟件做一個(gè)簡單地介紹。下面對(duì)所必須的基本概念和基礎(chǔ)理論做一闡釋：（1）建筑光環(huán)境光是一種人眼可見的輻射波，通過人眼的視覺特性，對(duì)人體產(chǎn)生一定的感覺效果，從而實(shí)現(xiàn)獲取環(huán)境信息的功能。人會(huì)依靠不同的器官從外界獲得各種信息，其中約有80%來自視覺

37、感官，而光環(huán)境是人眼獲得視覺信息的保障。在人們進(jìn)行生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)的建筑，保持適宜的光環(huán)境，給予建筑內(nèi)各種對(duì)象適宜的光分布，不僅能在視覺和心理上感到舒適滿意，而且充分發(fā)揮人的視覺功效，提高工作效率、減少視覺疲勞。（2）室外自然光室外天然光主要通過采光口影響室內(nèi)光環(huán)境。采光口的功能有采光、通風(fēng)、保溫、隔熱、隔聲等，其中以采光為首要。保證室內(nèi)舒適的光環(huán)境，裝遮光、控光設(shè)備。遮光和控光方式有普通窗簾、(可調(diào)控)百葉窗簾、室內(nèi)外反光板、遮陽蓬等，這些措施可以避免或者減少直射光照射到室內(nèi)，減少眩光產(chǎn)生的能改善室內(nèi)光照度。（3）人工照明光的利用受到時(shí)間和場(chǎng)合的限制或最大限度利用天然光仍無法達(dá)到舒適的光環(huán)境

38、時(shí)，則可以開啟人工照明并加以調(diào)控，營造良好的室內(nèi)光環(huán)境。為創(chuàng)造夜間建筑物內(nèi)外不同場(chǎng)所的光照環(huán)境，補(bǔ)充白晝因時(shí)間、氣候、地點(diǎn)不同造成的采光不足，以滿足工作、學(xué)習(xí)和生活的需求，而采取的人為措施。人工照明除必須滿足功能上的要求外，有些以藝術(shù)環(huán)境觀感為主的場(chǎng)合，如大型門廳、休息室等，應(yīng)強(qiáng)調(diào)藝術(shù)效果。因此，不僅在不同場(chǎng)所的照明（如工業(yè)建筑照明、公共建筑照明、室外照明 、道路照明、建筑夜景照明等）上要考慮功能與藝術(shù)效果，而且在燈具(光源、燈罩及附件之總稱)、照明方式上也要考慮功能與藝術(shù)的統(tǒng)一。（4）建筑光環(huán)境的評(píng)價(jià)方法室內(nèi)光環(huán)境是由天然光和人工光共同組成的，他們都可以用照度水平、照度均勻度、亮度

39、比(眩光)來評(píng)價(jià)。此外，還有天然光用采光系數(shù)、人工光用光源色溫和顯色性等作為其特有評(píng)價(jià)指標(biāo)。采光系數(shù)：采光系數(shù)是室內(nèi)某一點(diǎn)直接或間接接受天空所形成的照度與同一時(shí)間不受遮擋的該天空半球在室外水平面上產(chǎn)生的照度之比；照度水平人眼對(duì)外界環(huán)境明亮差異的知覺，取決于外界景物的亮度，而物體的亮度取決于其所處光環(huán)境的照度水平和自身的反射特性，因此在實(shí)踐應(yīng)用中將照度水平作為光環(huán)境優(yōu)劣的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。不同的照度水平給人眼帶來的視覺效果和主觀感受有所不同，照度過低易導(dǎo)致人眼疲勞;照度過高也會(huì)刺激人眼。對(duì)于人眼視力，存在著最佳光環(huán)境照度。所以室內(nèi)光環(huán)境應(yīng)根據(jù)具體需要調(diào)節(jié)照度水平。（5）建筑光環(huán)境的控制方法影響室內(nèi)光

40、環(huán)境的可控因子包括:照度水平、照度均勻度、眩光；在實(shí)際控制過程中，需要通過控制相關(guān)的被控對(duì)象(建筑設(shè)施)實(shí)現(xiàn)對(duì)可控因子的調(diào)節(jié)，與各可控因子相關(guān)的被控對(duì)象主要包括:1、照度水平可通過控制門窗、遮陽板、百葉窗簾、人工照明實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)；2、照度均勻度可通過控制反光板、人工局部照明實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)；3、眩光可通過控制百葉窗簾、遮陽板實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。2.3我國現(xiàn)行光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)我國于2013年5月1日起施行的建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50033-2013 )是建筑天然采光設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也給出天然采光的評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。采光標(biāo)準(zhǔn)綜合考慮了視覺試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過對(duì)建筑采光現(xiàn)狀進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、采光口經(jīng)濟(jì)性能、我國光氣候特征和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)

41、展等因素的分析，將視覺工作分為I一V級(jí)，附錄1給出了各類民用建筑采光等級(jí)，同時(shí)提出各級(jí)視覺工作要求的天然照度最低值為250lx, 1501x, 1001x, 501x, 251x。將室內(nèi)照度值到標(biāo)準(zhǔn)最低時(shí)的室外照度值，為“臨界照度”，相當(dāng)于可利用天然采光的室外照度下限，若室外照度低于臨界照度，需用人工照明來補(bǔ)充。我國規(guī)范規(guī)定室外臨界照度極限值為5OOOlx。根據(jù)采光系數(shù)公式，將天然采光照度最低值換算為采光系數(shù)最低值，并將其作為采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，見附錄2，保證室內(nèi)各點(diǎn)照度值均高于此值，亮度均勻，有利于視覺工作。我國的建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50034-2013)和民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GBJ133-

42、1990)從照明的數(shù)量和質(zhì)量兩個(gè)方面來規(guī)定室內(nèi)人工照明的標(biāo)準(zhǔn)。由于評(píng)價(jià)照明質(zhì)量最首要的因素就是室內(nèi)光環(huán)境的照度水平。此次模擬仿真實(shí)驗(yàn)的對(duì)象為教學(xué)建筑的實(shí)驗(yàn)室，規(guī)定實(shí)驗(yàn)室參考平面、工作面高度：0.75m；平均照度要求（lx）：300；實(shí)際誤差±10%，即：270-330；實(shí)驗(yàn)室每平米照度：300/63.75=4.70（lx/m²）；實(shí)驗(yàn)室功率密度限值（W/m²）：現(xiàn)行值：9.0 ，目標(biāo)值：8.02.4論文研究所用主要軟件介紹及其應(yīng)用2.4.1主要軟件介紹（1）.DIALux DIALux 是一款功能分析全面的光環(huán)境設(shè)計(jì)軟件，軟件的目標(biāo)是通過高科技與自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良

43、的燈光照明。DIALux 在全球已有數(shù)十萬的用戶利用其進(jìn)行燈光規(guī)劃，每月平均有 23 家的燈具制造商與燈具搜索引擎服務(wù)加入到 DIALux，不斷擴(kuò)充著數(shù)據(jù)庫，使應(yīng)用服務(wù)更加全面便捷，軟件的目標(biāo)是通過高科技與自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的燈光照明。DIALux 在全球已有數(shù)十萬的用戶利用其進(jìn)行燈光規(guī)劃，每月平均有 23 家的燈具制造商與燈具搜索引擎服務(wù)加入到 DIALux，不斷擴(kuò)充著數(shù)據(jù)庫，使應(yīng)用服務(wù)更加全面便捷。DIALux是一個(gè)燈光照明設(shè)計(jì)軟件。此軟件可免費(fèi)獲得，并適用于所有燈具廠家提供的燈具。DIALux是當(dāng)今市場(chǎng)上最具功效的照明計(jì)算軟件，它能滿足目前所有照明設(shè)計(jì)及計(jì)算的要求。簡化照度計(jì)算等復(fù)雜程序

44、，更加具體形象得呈現(xiàn)建筑物室內(nèi)照明系統(tǒng)。軟件里包含所有燈具廠家提供的燈具信息，通過軟件設(shè)計(jì)室內(nèi)燈光照度能夠更加準(zhǔn)確地得到照度信息，以獲得改良方案。DIALux 能夠?qū)Σ煌臒艄鈭?chǎng)景進(jìn)行計(jì)算，在每種場(chǎng)景中又可進(jìn)行燈光的不同調(diào)節(jié)，例如光通量的大小、配光曲線的形式、燈光顏色、燈光模糊值等。軟件操作界面簡潔，最新的總覽表區(qū)增添了更全面的功能，能有效引導(dǎo)用戶進(jìn)行操作。DIALux 視圖界面分為 CAD 窗口、任務(wù)管理器及檢閱區(qū)、總覽表區(qū)三個(gè)主要的工作區(qū)域，能使設(shè)計(jì)者更有效的規(guī)劃照明配置。在每一區(qū)域中點(diǎn)擊相關(guān)的圖標(biāo)或右鍵快捷菜單便可以編輯對(duì)象。 DIALux 對(duì)照明場(chǎng)景的模擬計(jì)算分為室內(nèi)照明、外部照明、道

45、路照明、應(yīng)急照明與日光照明場(chǎng)景，每種類型模式下可進(jìn)行材質(zhì)的選取、對(duì)象的定位、燈具的安裝排列等內(nèi)容，較為實(shí)用的是可以根據(jù)不同的計(jì)算精度設(shè)置計(jì)算面與計(jì)算點(diǎn)。（2）.EcotectEcotect是一個(gè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)及分析的工具。Ecotect 是一種適于設(shè)計(jì)師在方案階段使用的、簡單靈活的分析軟件，Ecotect可對(duì)建筑物理的光學(xué)、熱工、聲學(xué)等方面分析評(píng)估，以使建筑室內(nèi)外環(huán)境得到改善提升。Ecotect 在空間構(gòu)成、體形、外立面形式等其他各種數(shù)據(jù)尚未確定前就可利用簡單體塊對(duì)建筑的多種性能進(jìn)行大致的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，對(duì)不同樣式結(jié)果充分比較，并最終確立方案的一種設(shè)計(jì)過程。在軟件里可以個(gè)性化建立建筑物、房屋模型

46、。它能夠根據(jù)建筑物所在地的實(shí)際情況為建筑進(jìn)行建筑能耗分析，熱工性能，水耗，日照分析，陰影和反射等。通過軟件模擬實(shí)現(xiàn)自然光照對(duì)建筑的模擬照明，以此分析建筑受自然光照的影響，還可以獲得室內(nèi)照度水平的實(shí)時(shí)信息，利用網(wǎng)格分析功能快速繪制出室內(nèi)受照明影響的等照度圖、灰階圖等圖像信息。Ecotect軟件三維 建模界面友好，功能設(shè)置合理，使用方便，如在“calculation”菜單欄中涵蓋了所有的計(jì)算分析命令并加以歸類，與 Skechup、Auto CAD等有一定的兼容性，與 BIM 軟件如 Revit Architecture、Archi CAD 基本可以做到單向的無縫鏈接，軟件還可以存儲(chǔ)為多種專業(yè)分析軟

47、件的格式以便后續(xù)分析使用。 運(yùn)用 Ecotect 能進(jìn)行多方面的建筑性能分析，具體體現(xiàn)在： 分析區(qū)域建筑之間的陰影遮擋關(guān)系與遮陽構(gòu)建的設(shè)置可隨時(shí)調(diào)整，直觀的太陽軌跡圖可顯示一年中各個(gè)時(shí)刻的太陽方位角與高度角的值，以動(dòng)畫的形式演示建筑陰影變化的過程，為之后精確地分析全年日照、遮擋時(shí)間，控制與防止日照不利的影響，利用日照有利的方面提供參考。 室外場(chǎng)地或建筑外表面可進(jìn)行入射太陽輻射、吸收/透過太陽輻射、天空系數(shù)和光合有效輻射的分析，通過正確的設(shè)置氣象數(shù)據(jù)資料能得出一天、一年或某一時(shí)間段的太陽輻射量，根據(jù)結(jié)果可更合理經(jīng)濟(jì)的架設(shè)太陽能電池板、光伏發(fā)電設(shè)備等。 室內(nèi)光環(huán)境通過設(shè)置指定工作面高度和分析網(wǎng)格來

48、計(jì)算任何室內(nèi)空間形式的室內(nèi)采光系數(shù)，計(jì)算時(shí)考慮了玻璃的透射比、室內(nèi)各種材料的反射系數(shù)和對(duì)太陽光線吸收率。支持人工照明的計(jì)算，可在室內(nèi)任何位置設(shè)燈具，并在參數(shù)化變形器下改變燈具的高度、投射方向，對(duì)于精確的光輸出模擬可以導(dǎo)入 IES 外部文件予以實(shí)現(xiàn)。 建筑熱環(huán)境可以在軟件中進(jìn)行模擬，但模型的精度要求較高，需明確物體間的繼承關(guān)系，空間區(qū)域的閉合、相鄰表面材質(zhì)設(shè)定、熱量區(qū)域的開關(guān)都要符合要求，之后再輸入相應(yīng)材料的比熱、密度、導(dǎo)熱系數(shù)等熱工參數(shù)值以及正確的氣象數(shù)據(jù)，便可以有效的控制誤差，正確地解讀模擬結(jié)果。 聲環(huán)境中的早期反射聲與混響時(shí)間的改善與控制是聲學(xué)設(shè)計(jì)的重要方面，Ecotect 根據(jù)不同的計(jì)算

49、公式、材料設(shè)定、空間形式、人員數(shù)量等因素完成聲學(xué)分析，軟件還可從空間任何位置引出聲線來確定反射物的角度和位置，當(dāng)發(fā)聲體與空間形式改變時(shí)，反射聲線隨即更新。（3）.WeatherToolWeatherTool是一個(gè)氣象模擬軟件。軟件中包含了大部分經(jīng)常使用的逐時(shí)天氣和氣象參數(shù)。此軟件所模擬的晝夜變化和天氣變化是本次研究中的關(guān)鍵變量?？梢詮能浖蝎@得模擬的外界太陽光照度、天氣、晝夜等模擬信息，以及全年的日照、太陽輻射分布及大小等信息，可以更直觀的認(rèn)識(shí)建筑所在區(qū)域的氣候天氣情況，對(duì)某地的實(shí)時(shí)天氣情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，使設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)化、人性化。2.4.2模擬軟件的應(yīng)用及其仿真的必要性（1） DIALu

50、x照明模擬應(yīng)用在現(xiàn)代室內(nèi)外環(huán)境照明設(shè)計(jì)中，隨著光環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)方案設(shè)計(jì)提出了更高的要求，如何快速且科學(xué)化的完成照明設(shè)計(jì)任務(wù)將是設(shè)計(jì)師所面臨的問題。DIALux 能在一個(gè)設(shè)計(jì)案中建立多個(gè)空間或場(chǎng)景，為它們輸入不同的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了在同一項(xiàng)目下不同方案與場(chǎng)景的快速比對(duì)，大幅度地節(jié)省了時(shí)間，使方案的修改與優(yōu)化的過程性、針對(duì)性更強(qiáng)。（2）DIALux仿真計(jì)算的必要性現(xiàn)代建筑光環(huán)境從設(shè)計(jì)和規(guī)劃初期就扮演著重要角色，它從一些方面體現(xiàn)著建筑可變性與建筑智能化的特點(diǎn)，而空間與材質(zhì)需透過良好的照明得到詮釋與辨認(rèn)，創(chuàng)造出的光環(huán)境能響應(yīng)空間的運(yùn)用與人的心理層面。DIALux 作為高性能的照明設(shè)計(jì)輔助

51、工具能夠合理有效的規(guī)劃室內(nèi)與戶外的燈光，以逼真可視的影像將設(shè)計(jì)結(jié)果展現(xiàn)出來，為使用者提供完整的照明解決方案。照明計(jì)算中的照度、均勻度、眩光值等在軟件中不僅能夠進(jìn)確地進(jìn)行計(jì)算輸出，而且對(duì)可用空間的設(shè)定、建筑物的強(qiáng)調(diào)、氣氛的營造、焦點(diǎn)凝聚等因素同樣可被設(shè)計(jì)與模擬出來。 DIAlux 所特有的燈具在線目錄能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供最新的燈具文件，這些燈具數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)案中能以真實(shí)的立體模式顯示，并通過參數(shù)化的輸入調(diào)整燈具的位置、旋轉(zhuǎn)角度、配光曲線分布形式等。為了更進(jìn)一步的把控照明中的細(xì)節(jié)，縮短照明規(guī)劃師的工作流程，DIALux 還提供了燈泡插件的服務(wù)，使燈泡的各種光譜細(xì)節(jié)與參數(shù)都能被精確掌控，其中還包含了燈具規(guī)劃

52、的維護(hù)系數(shù)，它直接影響了電力與能效的評(píng)估，這樣就為一些特殊的場(chǎng)景的設(shè)計(jì)提供了便利條件。另外燈具還能通過比色溫度、濾色器等輸出極為真實(shí)的彩色光，這些濾色器與比色溫度數(shù)據(jù)都在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試，可以說只要運(yùn)用得當(dāng)，任何復(fù)雜形式的燈光環(huán)境都能被創(chuàng)造出來。3實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象及分析3.1實(shí)驗(yàn)室光環(huán)境背景資料對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的光環(huán)境來說，是一個(gè)涉及多方面內(nèi)容的復(fù)雜系統(tǒng)，良好的光環(huán)境能創(chuàng)造明亮輕松的實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)、工作環(huán)境，保證師生的學(xué)習(xí)、工作要求，保護(hù)視力健康并提高學(xué)習(xí)、工作效率。另外，光環(huán)境還涉及到環(huán)境氛圍的營造，并影響到人的心理感受和情緒反應(yīng)，而這些都需要合適的亮度、均勻度、優(yōu)良的光源顯色性、控制照明眩光等要求。

53、 實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)耗電量適中的空間，對(duì)于人工照明來說，需要選擇光效較高的光源，并采取一定的控制照明手段予以調(diào)節(jié)；對(duì)于自然光來說應(yīng)采取必要的措施加以充分的利用，而這成為了降低照明能耗的關(guān)鍵。 對(duì)實(shí)驗(yàn)室光環(huán)境進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)是一個(gè)綜合性的問題，通過運(yùn)用輔助性設(shè)計(jì)工具對(duì)建成項(xiàng)目或照明規(guī)劃方案進(jìn)行客觀的光環(huán)境評(píng)價(jià)，有助于空間的合理使用并創(chuàng)造出舒適、節(jié)能的光環(huán)境。 3.2建筑概況研究實(shí)驗(yàn)所選對(duì)象為西安建筑科技大學(xué)校本部工科樓附體樓三樓306實(shí)驗(yàn)室。西安建筑科技大學(xué)校本部位于陜西省西安市，東經(jīng)107°40109°49和北緯33°3934°45之間。實(shí)驗(yàn)室所在工科大樓附體樓

54、位置位于學(xué)校東部，如圖2-2所示。建筑層數(shù)為4層，所屬地區(qū)氣候?qū)儆跍貛Т箨懶詺夂?，春季多風(fēng)少雨，雨量年際間分布不均，且多集中在 69 月份，約占全年降雨量的 65%以上。建筑物位置為學(xué)校最東，西面綠化區(qū)和網(wǎng)球場(chǎng)，南鄰其他學(xué)院教學(xué)樓和停車場(chǎng)，北鄰其他用地。工科大樓附體樓立面設(shè)計(jì)從實(shí)用性功能出發(fā)，采用淺色貼面，并配以通透玻璃窗的形式，建筑外墻以實(shí)體為主，局部以玻璃幕墻加活動(dòng)玻璃窗體系填充，滿足了建筑節(jié)能的要求。3.3實(shí)驗(yàn)室狀況實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)量儀器：卷尺測(cè)量對(duì)象：西安建筑科技大學(xué)工科樓附體樓306實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法：直接測(cè)量測(cè)量數(shù)據(jù)：（1） 門數(shù)量：1、窗戶數(shù)量：2；（2） 長：8.50m、寬：7.50m、

55、高：2.60m；（3） 實(shí)驗(yàn)室面積：63.75m²；（4） 窗高：1.30m、窗寬：1.60m；（5） 門高：2.10m、門寬：1.1m 。房間南北為長、東西為寬。門位于房間東側(cè)，窗位于房間西側(cè)，兩窗間隔為：2.5m，房間內(nèi)有部分拐角忽略不計(jì)。房間模擬平面圖如圖3-1所示圖3-1 實(shí)驗(yàn)室模型平面圖3.4實(shí)驗(yàn)方案的擬定及模型的建立3.4.1方案的擬定研究對(duì)象選擇工科樓附屬樓407實(shí)驗(yàn)室為例建立模型。首先先對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，測(cè)量具體結(jié)果如下，平面：長：8.50m、寬：7.50m、高：2.60m，實(shí)驗(yàn)室面積：63.75m²。并對(duì)影響自然照明的窗戶進(jìn)行測(cè)量，實(shí)際測(cè)量情況如下，窗

56、戶離地面的高度為：1.3m，窗寬：1.6m，窗高：1.3m。分別利用模擬軟件DIALux建立模型。3.4.2實(shí)驗(yàn)室模型建立的方法利用DIALux軟件的繪制功能，輸入實(shí)地測(cè)量的實(shí)驗(yàn)室參數(shù)，建立實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)模型。根據(jù)所選燈具在模型中進(jìn)行布置即可模擬出實(shí)驗(yàn)室光環(huán)境受人工照明的影響。再在ECOTECT軟件中建立建筑物模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所在地理位置在WEATHERTOOL軟件中找尋西安的氣象信息。輸入進(jìn)ECOTECT軟件中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室一年四季不同季節(jié)、不同天氣、每天不同時(shí)段時(shí)所受自然光照明的影響進(jìn)行分析。（1）在 DIALux 中建立三維平面圖進(jìn)行建模，為模型空間所處的位置選擇合適的地理位置，并輸入準(zhǔn)確的經(jīng)緯度值；（2）根據(jù)測(cè)量實(shí)際數(shù)值輸入的天花、地板、墻壁的反射系數(shù)，并對(duì)某些反射率、粗糙度不同的物體單獨(dú)調(diào)整；設(shè)置玻璃的透明度與反射率，這兩組數(shù)值的和為 100%，且 DIALux 對(duì)反射率 Rho 的極限值設(shè)定在 90%，因此在材質(zhì)的賦予時(shí)應(yīng)遵循這一規(guī)則。（3）分別選取點(diǎn)光源、線光源、面光源三種不同光源類型的燈具，分別為燈具進(jìn)行合理的燈位布