建筑物理天然采光

1、第二篇 光 環(huán) 境第 8 章 天 然 采 光8.1.光氣候8.2.采光標(biāo)準(zhǔn)8.3.采光口特性8.4.采光設(shè)計(jì)及計(jì)算光氣候:是指影響室內(nèi)光照度的室外各種因素的總稱。8.1.光氣候8.1.1晝光光譜晝光光源及其光譜外大氣層:吸收短波和紫外線熱電離層:吸收中波和紫外線中大氣層:吸收長(zhǎng)波和紫外線同溫層: 對(duì)流層: 大氣對(duì)光的吸收藍(lán)色天空的行成-瑞利散射到達(dá)地面的晝光光源光譜晝光在大氣中的變化晝光的組成:直射光和擴(kuò)散光(天空光).直射光照度高,會(huì)形成陰影,變化很快，在采光計(jì)算中不考慮。天空光相對(duì)穩(wěn)定，是建筑采光的主要光源。8.1.2晝光組成8.1.3影響晝光的因素(1)太陽(yáng)高度角(2)大氣透明度(3)相

2、對(duì)于太陽(yáng)的位置A.晴天條件下(無(wú)云或03級(jí))太陽(yáng)位置與天空亮度CIE晴天天空亮度分布CIE晴天天空亮度的計(jì)算與天頂亮度有關(guān),與三個(gè)角度Z0、有關(guān)(1)太陽(yáng)高度角(2)大氣透明度(3)云狀(4)地面反射B.全陰天條件下CIE全陰天天空亮度的計(jì)算CIE標(biāo)準(zhǔn)全陰天空 適用于最低限度條件的采光設(shè)計(jì) L=Lz(1+2sin)/3 cd/m2均勻天空亮度分布適用于簡(jiǎn)化的采光設(shè)計(jì)8.1.4我國(guó)光氣候概況日照率、云量、云狀晝光分析中太陽(yáng)軌跡繪制方法1.5晝光遮擋分析圖太陽(yáng)軌跡的另一種描述天空半球模擬直射光和天空亮度的原理全陰(均勻)天空模型8.2.采光標(biāo)準(zhǔn)（1）充分利用自然資源（2）保護(hù)視力和提高生產(chǎn)率（3）

3、對(duì)于節(jié)能有重要意義8.2.1天然采光的意義8.2.2天然采光標(biāo)準(zhǔn)制定所考慮因素A.考慮視覺(jué)要求:保護(hù)視力和提高工作效率。B.考慮工作時(shí)間: 考慮到我國(guó)大部分地區(qū)是早晨8點(diǎn)至下午6點(diǎn)間上班,以保證10小時(shí)的白天采光來(lái)確定開(kāi)窗大小。C.考慮最不利的情況:不考慮直射光,以冬季全陰天的照度為采光基準(zhǔn)來(lái)考慮。最不利時(shí)能滿足要求,其他天氣狀況也能滿足要求。D.考慮開(kāi)窗的大小: 在同一地區(qū),室外照度一定的情況下,開(kāi)窗的大小直接影響室內(nèi)照度;窗大意味著可開(kāi)燈的時(shí)間短;窗小意味著要開(kāi)燈的時(shí)間長(zhǎng).以保證10小時(shí)的白天采光來(lái)確定開(kāi)窗大小.采光設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是要確定窗的大小。E.考慮室外照度對(duì)室內(nèi)照度的影響:在窗開(kāi)口相同時(shí)

4、，室外水平照度越大,室內(nèi)照度也越大，兩者的比值是相對(duì)穩(wěn)定的，即 Ei/Eo為定值；這意味著要保證室內(nèi)所需的照度Ei，則必需某一水平的室外照度。為了保證白天10小時(shí)不開(kāi)燈，對(duì)于室外照度大的地區(qū)，窗可開(kāi)小些，反之則要大一些。F.用規(guī)定采光系數(shù)的方法以間接規(guī)定窗的大小.采光系數(shù):陰天室內(nèi)某點(diǎn)照度與同一時(shí)刻室外水平照度之比。C=En/Ew100%臨界照度:室內(nèi)需要開(kāi)燈時(shí)的室外照度，對(duì)某一地區(qū)，用10小時(shí)不開(kāi)燈確定臨界照度。確定了早晨8：00和下午18：00室外臨界照度, 就可保證10小時(shí)室內(nèi)照度En。標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)規(guī)定采光系數(shù),從而規(guī)定開(kāi)窗大小。臨界照度的確定方法: 我國(guó)光氣候分區(qū)。 區(qū)為標(biāo)準(zhǔn),取，5000

5、lx,其他區(qū)，用修正的方法修正，從、分，別為0.85、0.9、1.0、1.1、1.2。8.2.3天然采光標(biāo)準(zhǔn)8.3.采光口及采光特點(diǎn)8.3.1側(cè)窗的形式及采光特點(diǎn)（1）側(cè)窗的類型:單側(cè)窗雙側(cè)窗低側(cè)窗高側(cè)窗（2）優(yōu)點(diǎn)視野良好構(gòu)造簡(jiǎn)單施工方便造價(jià)低廉b隨形狀而變化c隨位置而變化（3）采光特點(diǎn)a有方向性，隨縱深減小 d 隨窗臺(tái)位置而變化e隨窗長(zhǎng)度而變化f.隨陰晴天和朝向而變化g.易受外界物體和墻厚遮擋h.隨采光玻璃而變化i易產(chǎn)生眩光8.3.2天窗的類型及采光特點(diǎn)(1)矩形天窗:由屋架上的天窗架和窗扇組成影響采光因素: A.天窗跨度bmo:影響平均照度和均勻度. 0.5b B.天窗位置的高低hx:位置

6、高,均勻性好,平均值下降.0.350.7bC.天窗間距bd: 越小,均勻度越好,但不能太密.4hxD.相鄰天窗玻璃間距bg:太小,有互相遮擋，4hc.E.跨數(shù)影響.F.玻璃面積:窗地面積比一般為35%,最大采光系數(shù)不超過(guò)5%特點(diǎn):照度較均勻,不易有眩光,一般用于中等精密工作和有一定通風(fēng)要求的房間.南北向布置為好.(2)梯形天窗:玻璃傾斜的矩形天窗特點(diǎn):采光量明顯增加,均勻度下降。玻璃易積塵,構(gòu)造復(fù)雜,易有眩光。(3)橫向天窗:利用屋架的上下部分,省去天窗架,降低建筑高度。造價(jià)為矩形天窗62%,采光效果和特性與矩形天窗差不多。施工稍麻煩，屋架桿斷面大小對(duì)采光有影響；長(zhǎng)軸南北向布置,用于跨度較大的廠房。 (4)井式天窗:用于需通風(fēng)的熱車(chē)間,一般不設(shè)窗扇,需作多排擋雨板和屋面挑檐,采光效果差,C1%;用透明玻璃作擋雨板可改善采光效果,但存在清屑瀉問(wèn)題。(5)鋸齒形天窗:特點(diǎn):充分利用頂棚的反射光；采光效果較矩形天窗好可達(dá)7%；相同采光系數(shù)下可較矩形天窗省玻璃1520%；朝向北面以避免眩光；照度較均勻。適合于恒溫恒濕車(chē)間,如紡紗、織布、印染等；滿足精密車(chē)間工作要求。 鋸齒形天窗具有高側(cè)窗特點(diǎn)，有一定方向性。 窗可做成斜式（6）平天窗 特點(diǎn)： 直接設(shè)在屋面上；無(wú)需天窗架，施工方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)