《結構采光》課件

建筑結構的采光設計合理的采光設計對于建筑的舒適性和能源效率至關重要。本節(jié)將介紹相關的設計原則和技術要點。課程目標掌握基本采光概念了解什么是采光、天然光和人工光的特點及其優(yōu)缺點。分析影響采光的因素理解方位角、高度角、窗戶尺寸和位置、玻璃類型等對采光的影響。學習采光設計原則掌握最大化采光、遮陽隔熱、照明均勻等建筑設計準則。應用采光系統(tǒng)評估學習采光測量方法和模擬軟件,評估建筑物的能源效率。什么是采光?自然光照射采光是指通過建筑物的窗戶、天窗等設置,讓自然光進入室內,滿足建筑物內部照明的需求。室內照度采光可以提供充足的室內照度,確保建筑物內部有良好的視覺環(huán)境和舒適的使用體驗。節(jié)能減排合理利用自然采光,可以減少對電力等人工照明的依賴,從而達到節(jié)能環(huán)保的目標。采光的重要性營造舒適環(huán)境充足的自然光線可以營造亮朗、通透的空間氛圍,提升人體舒適感。改善心理健康自然光有助于激發(fā)人體內分泌,提升情緒和注意力。節(jié)約能源消耗善用自然采光可以減少人工照明的使用,從而降低能耗。突出建筑美學合理的采光設計可以凸顯建筑物的空間感和層次感。天然光和人工光天然光照明天然光照明通過窗戶、天窗等建筑設計元素引入自然光線,為室內營造明亮舒適的光環(huán)境。人工照明人工照明依賴電力驅動的照明設備,如燈具、燈管等,可以提供靈活可調的照明效果,適應不同使用需求。天光與電照并用結合天然光和人工照明系統(tǒng),可以根據環(huán)境條件和使用需求進行優(yōu)化調配,達到更佳的照明效果。天然采光的優(yōu)缺點優(yōu)點天然采光使用太陽能作為能源,是一種綠色環(huán)保且可再生的方式。它提供了充足的光照,有助于創(chuàng)造良好的室內環(huán)境。缺點天然采光的強度和方向隨時間和氣候條件變化,難以完全控制和調節(jié)。它可能會帶來過度照明、眩光和熱量負荷等問題,需要合理設計。人工采光的優(yōu)缺點能源效率高LED等新型人工照明技術可以大幅提高能源使用效率,減少建筑物的能耗。可控性強人工照明系統(tǒng)可以精準控制光照強度、色溫、照明角度等參數,滿足各種空間需求。靈活性高人工照明設備易于安裝和調整,可以適應空間變化,為設計師提供更多創(chuàng)意空間。維護成本高人工照明系統(tǒng)需要定期維護和更換燈具,維護成本較高,且可能造成短暫照明中斷。影響采光的因素建筑位置和朝向建筑物的具體位置、朝向以及周圍環(huán)境會對采光產生重要影響。窗戶設計窗戶的大小、形狀、位置等直接決定了室內的采光效果。玻璃材料不同類型和顏色的玻璃會對光線的透射和反射產生影響。季節(jié)變化建筑物周圍植被的變化會導致采光條件在不同季節(jié)有所不同。方位角和高度角方位角和高度角是判斷陽光照射角度的兩個重要參數。方位角指的是太陽相對于正北方向的夾角,而高度角則是太陽相對于地平線的夾角。這兩個參數隨時間的變化而不斷變化,直接影響到建筑物內部的自然采光效果。了解方位角和高度角的變化規(guī)律,對于合理設計采光系統(tǒng)、選擇窗戶位置和尺寸等非常關鍵。此外,科學測量這兩個參數也是開展自然采光分析的基礎。窗戶尺寸和位置窗戶尺寸窗戶高度、寬度和面積大小影響采光性能。一般來說,較大的窗戶可以帶來更多的自然光。窗戶位置窗戶位于建筑物的哪一面,會決定其接受到的陽光方向和時間。合理的窗戶位置可以優(yōu)化采光效果。窗戶的尺寸和位置是影響建筑物采光效果的關鍵因素。設計時應根據不同空間的使用需求,綜合考慮這兩個要素,達到最佳的采光效果。玻璃類型和顏色透明玻璃最常見的透明玻璃可以最大限度地引入自然光,營造開闊明亮的空間感。彩色玻璃彩色玻璃可以增加裝飾效果,并通過顏色濾鏡調節(jié)光線,營造不同的光影氛圍。特殊玻璃隔熱玻璃、防反射玻璃等特殊處理的玻璃能提高能效,改善采光體驗?；y玻璃花紋玻璃可以產生柔和的光線效果,同時增加視覺趣味性。設計原則:采光最大化1空間設計合理規(guī)劃室內空間,盡可能減少遮擋物,最大化自然采光。選擇合適的窗戶位置和尺寸,利用反射等技術增強采光效果。2材料選擇選擇高透光率的玻璃材料,并配合合適的涂層,可顯著提高采光效率。同時注重窗框的尺寸設計,減少阻擋光線。3燈光設計充分利用自然光,并輔以適量的人工照明,在保證采光效果的同時,也可達到更好的節(jié)能目標。設計原則:遮陽和隔熱遮陽通過設置合理的窗戶大小、位置和外部遮陽設施,有效控制室內過度曝曬,減少熱量進入室內。隔熱選用隔熱性能良好的玻璃和建材,能夠降低建筑物的熱量傳遞,提高整體的能源效率。被動式設計利用建筑物的朝向、窗戶的位置以及合理的遮陽裝置,實現自然通風和采光,降低對機械制冷的依賴。照明均勻1避免暗區(qū)均勻的照明可以防止建筑內出現陰暗角落2提高視覺舒適度一致的亮度能讓人更輕松地活動3增強安全感良好的整體照明可以提升建筑的安全性建筑照明的均勻性是實現視覺舒適、安全環(huán)境的關鍵因素。通過合理布局光源和采用恰當的照明設備,可以避免出現明暗反差過大的情況,提高整體亮度的協調性,為使用者營造更加安全、舒適的空間體驗。住宅采光案例分析優(yōu)質的住宅采光能為居民創(chuàng)造舒適、健康的生活環(huán)境。合理的窗戶設計、玻璃類型選擇和合理的遮陽裝置,可以最大限度地提高室內自然采光,并減少人工照明的能耗。同時,還要注意照明的均勻性,避免出現陰暗區(qū)域或強光照射。辦公樓采光辦公樓作為現代城市建筑的代表,采光設計尤為重要。良好的采光不僅能提高辦公效率,還可以增加工作環(huán)境的舒適性和健康性。同時,科學的采光設計還能有效節(jié)約能源,提高建筑的能源效率。設計師需要全面考慮辦公樓的方位、窗戶尺寸和位置、玻璃類型等因素,采用自然光和人工光的有機結合,實現采光最大化、遮陽隔熱、照明均勻等目標,為員工營造一個舒適、健康、節(jié)能的辦公環(huán)境。商業(yè)建筑采光案例分析商業(yè)建筑的采光設計需要考慮到高效利用自然光,同時還要滿足工作和營業(yè)所需的照明需求。以下案例展示了一些采光優(yōu)秀的商業(yè)建筑。這座現代化的購物中心利用玻璃帷幕墻最大限度地引入自然光,營造明亮舒適的購物環(huán)境。同時,合理布置天窗和采光井,確保各個區(qū)域采光均勻。采光系統(tǒng)的選擇自然采光系統(tǒng)建筑設計中常用的自然采光系統(tǒng)包括窗戶、天窗、采光管等。這些系統(tǒng)依靠自然光源,可以為室內提供舒適的照明環(huán)境。人工采光系統(tǒng)電燈、筒燈、吊燈等人工照明系統(tǒng)可根據建筑功能需求靈活調整亮度和照射角度,滿足不同場景的用光需求?；旌喜晒庀到y(tǒng)結合自然光和人工光的混合采光系統(tǒng)可以最大化利用日光,并在不足時補充人工照明,實現能源高效利用。智能控制系統(tǒng)采用傳感器和控制系統(tǒng),可根據室內外光照情況自動調節(jié)采光系統(tǒng),提高使用效率和節(jié)能效果。自然采光的測量方法1現場測量使用照度計直接測量室內外的光照水平2模擬軟件分析利用建筑設計軟件模擬不同時間的光照情況3計算分析根據建筑參數計算預期的自然采光效果自然采光的測量可采用現場勘測、模擬軟件分析和計算分析等方法。現場測量利用照度計直接測量光照水平;模擬軟件可模擬不同時間的光照情況,提供更全面的分析;計算分析則通過建筑參數預測自然采光的效果。這些方法各有優(yōu)缺點,設計師需結合實際情況選擇合適的測量方法。自然采光的模擬軟件1Radiance一款專業(yè)級的光照模擬軟件,可以進行物理上精準的光線追蹤,模擬真實的日光照明效果。2Daysim基于氣象數據的動態(tài)日照模擬,可以預測建筑物在不同時間的自然光利用情況。3VeluxDaylightVisualizer針對天窗設計的分析工具,可視化日光進入室內的效果,幫助優(yōu)化采光方案。4EcotectAnalysis集成建筑設計和環(huán)境分析的軟件,提供全面的自然采光和陽光分析功能。能源效率和可持續(xù)性能源效率采光設計應盡量利用自然光,減少對電力照明的依賴,提高能源利用效率。這不僅能降低建筑物的運行成本,也有助于減少碳排放,實現更可持續(xù)的發(fā)展?？沙掷m(xù)性一個良好的采光設計應考慮建筑物全生命周期內的能源消耗和環(huán)境影響。選擇高效、環(huán)保的材料和技術,讓建筑物在使用過程中做到節(jié)能減排,達到可持續(xù)發(fā)展的目標。建筑物整體采光策略整體規(guī)劃建筑物的整體采光策略需要從設計的初期就開始考慮,包括建筑朝向、窗戶位置、玻璃選用等多個因素,讓自然光貫穿整個空間。模擬分析使用專業(yè)軟件進行全方位的采光模擬分析,可以優(yōu)化采光效果,確保達到理想的照明水平。動線優(yōu)化通過合理安排建筑物的動線,引導自然光進入到需要照明的區(qū)域,提高整體采光效果。夜間照明和節(jié)能1節(jié)能燈具采用高效LED燈和智能照明控制系統(tǒng),可大幅降低夜間照明的能耗。2自然采光結合利用白天的自然采光,適當調整照明,可以在夜間進一步減少用電量。3智能調控系統(tǒng)感應式照明控制,根據實際需求自動調節(jié)亮度,達到有效節(jié)電的目標。4可再生能源太陽能電池板和風力發(fā)電機等可再生能源可為夜間照明提供綠色電力。采光系統(tǒng)的維護和管理定期檢查定期檢查采光系統(tǒng)的狀況,及時發(fā)現并修復故障,確保系統(tǒng)持續(xù)高效運行。清潔維護保持窗戶、反光板等采光元件的清潔,可最大限度地提高采光效率。性能優(yōu)化根據季節(jié)變化、使用需求對系統(tǒng)進行調整和優(yōu)化,確保能提供最佳的采光效果。能源管理結合人工照明系統(tǒng),采取分區(qū)控制等措施,提高能源利用效率。結構采光的未來發(fā)展智能化采光系統(tǒng)通過傳感器和智能控制,未來的建筑采光系統(tǒng)將能更智能地適應環(huán)境變化,提高能源效率?？沙掷m(xù)發(fā)展采光設計將更注重環(huán)境保護和能源節(jié)約,結合可再生能源技術實現更環(huán)保的建筑。創(chuàng)新技術應用新材料、新工藝和新技術將被應用于未來的采光系統(tǒng),提升性能和美學效果。采光設計的注意事項光線質量確保采光系統(tǒng)提供柔和、均勻的自然光線,避免強烈的陰影和反光。能源效率優(yōu)化采光設計,最大化自然采光的利用,降低電力照明的需求。室內舒適性考慮采光對溫度、濕度和通風的影響,確保室內環(huán)境舒適宜人。隱私和安全適當配置窗戶位置和尺寸,平衡采光和隱私需求,確保建筑物安全。采光設計的經典案例我們來看幾個采光設計的經典案例。這些建筑物善于利用自然光,為使用者營造出舒適、明亮的空間環(huán)境。比如哥本哈根歌劇院大廳采用半圓頂設計,讓自然光自然滲透進室內;芝加哥現代藝術博物館利用玻璃幕墻設計,在保證采光