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6 采光計算6，0 1、為便于在方案設(shè)計階段估算采光口面積、按建筑規(guī)定的計算條件，計算并規(guī)定了表6,0,1的窗地面積比。此窗地面積比值只適用于規(guī)定的計算條件、如不符合規(guī)定的條件。需按實際條件進行計算。建筑師在進行方案設(shè)計時、可用窗地面積比估算開窗面積,這是一種簡便,有效的方法、但是窗地面積比是根據(jù)有代表性的典型條件下計算出來的、適合于一般情況,如果實際情況與典型條件相差較大。估算的開窗面積和實際值就會有較大的誤差、因此,本標準規(guī)定以采光系數(shù)作為采光標準的數(shù)量評價指標。即按不同房間的功能特征及不同的采光形式確定各視覺等級的采光系數(shù)標準值。在進行采光設(shè)計時,宜按采光計算方法和提供的各項參數(shù)進行采光系數(shù)計算,而窗地面積比則作為采光方案設(shè)計時的估算 原 建筑采光設(shè)計標準，GB.T。50033，2001對各種采光形式和各采光等級的窗地面積比進行了計算、將計算結(jié)果與我國已頒布的各類建筑設(shè)計規(guī)范中推薦的窗地面積比進行比較、除,級采光標準。Cmin。3 的設(shè)計，繪圖室需要較大的開窗面積外、級采光標準兩者推薦的窗地面積比比較接近、表46。表46,窗地面積比的比較.本標準將民用建筑和工業(yè)建筑的窗地面積比規(guī)定為統(tǒng)一值，其理由是通過多年來采光標準的應(yīng)用,從使用功能上并沒有根本的區(qū)別。而且從心理和生理需求上也逐漸趨于一致.故沒有必要規(guī)定兩種值、本標準規(guī)定窗地面積比時保留了原、建筑采光設(shè)計標準,GB、T，50033，2001的側(cè)窗和天窗、原標準中的平天窗,的規(guī)定.側(cè)窗采光的窗地面積比基本上對應(yīng)原。建筑采光設(shè)計標準 GB.T 50033，2001的民用建筑窗地面積比、只是.級略有減少,級略有增加。此窗地面積比除了考慮使用功能外，還考慮，級開窗面積過大會引起室內(nèi)過熱、級略有增加同時也考慮了健康、舒適的需求、天窗采光的窗地面積比基本上對應(yīng)原標準的工業(yè)建筑窗地面積比 比民用建筑取值略高也是合理的，因為窗地面積比值相差均不大。而且通常還要考慮遮陽，本標準所規(guī)定的窗地面積比既要考慮到能滿足天然采光的要求.同時也要考慮到對建筑圍護結(jié)構(gòu)能耗的限制 側(cè)面采光時、在控制采光有效進深的情況下、對房間的窗地面積比和對應(yīng)的窗墻比進行分析計算 結(jié)果窗墻比基本上在0 2，0。4之間.符合建筑節(jié)能標準的要求，頂部采光多為大跨度或大進深的建筑，如果開窗面積過大,包括大面積采用透明幕墻的場所。本標準對采光材料的光熱性能提出了要求 對于側(cè)面采光,根據(jù)模擬計算、統(tǒng)計出與各采光等級相對應(yīng)的采光有效進深,如表47所示,表47、采光有效進深統(tǒng)計結(jié)果注 采光有效進深未考慮室外遮擋。表中采光有效進深是在常規(guī)開窗條件下，控制窗寬系數(shù)，不包括高側(cè)窗，的計算統(tǒng)計結(jié)果。同時編制組還選取窗地面積比為1、5和1、10的典型房間進行實驗、測量所得結(jié)果表明 當(dāng)采光系數(shù)達到標準值時 采光有效進深分別在2,5。3。0和4 0。4,5之間 實驗也驗證了標準中給出的有效進深是合理的，本標準給出側(cè)面采光的有效進深對方案設(shè)計階段指導(dǎo)采光設(shè)計 控制房間采光進深和采光均勻度具有實際意義.同時可對大進深采光房間的照明設(shè)計和采光與照明控制提供參考依據(jù)，對于實際使用較少的矩形天窗和鋸齒形天窗。比較原標準中的窗地面積比數(shù)據(jù)?？傻娩忼X形天窗和矩形天窗的窗地面積比分別為平天窗的1,47倍和2、04倍。6,0.2、采光計算,1.側(cè)面采光 采光系數(shù)平均值的計算方法是經(jīng)過實際測量和模型實驗確定的.早在20世紀70年代就有國外學(xué)者在大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)的整理基礎(chǔ)上提出了采光系數(shù)平均值的計算公式。1979年,Lynes針對矩形側(cè)面采光空間的平均天然采光系數(shù)總結(jié)出了如下的計算表達式,式中，ADF。采光系數(shù)平均值.Ag。窗的凈表面面積。At.包括窗在內(nèi)的室內(nèi)表面總面積。τ0.采光材料。玻璃,的透射比、θ。天空遮擋角、ρ 室內(nèi)表面平均反射比、但Lynes所表示的采光系數(shù)平均值是針對所有室內(nèi)表面而言的、不同于我們現(xiàn)在所指的室內(nèi)參考平面上的采光系數(shù)平均值,提出經(jīng)過經(jīng)驗數(shù)據(jù)得出的衡量室外遮擋因素的天空遮擋角參數(shù)。也是該表達式的一個重要意義.在隨后的研究過程中,有關(guān)采光系數(shù)平均值的公式出現(xiàn)了多個修正版本。1984年Crisp和Littlefair在他們的論文中對Lynes的公式進行了修正，通過人工天空下的模型實驗.他們發(fā)現(xiàn)Lynes的公式低估了模型空間內(nèi)的采光系數(shù)平均值的實際情況 而且公式計算值與實測值總是偏差10.左右。基于新的研究數(shù)據(jù),Crisp和Littlefair將Lynes的公式修正為、這個公式的計算結(jié)合同模型實驗中的測量值更加吻合，并最終在北美照明工程學(xué)會。IESNA.和其他很多版本的規(guī)范中得到肯定和應(yīng)用 哈佛大學(xué)的CF、Reinhart在他近期的研究論文中展示了利用計算機模擬工具Radiance對上述兩種采光系數(shù)平均值表達式的驗證評估,驗證結(jié)果如圖3所示、圖3.簡化公式與軟件計算結(jié)果對比、圖3為修正公式求值和Radiance模擬值的比較結(jié)果.右圖為Lynes原始公式和模擬值的比較結(jié)果，前者的吻合度可以歸納為函數(shù)y、1 1323x.后者的吻合度可以用函數(shù)y、0.813x表示，綜合早期的模型試驗、實際測量和后期的計算機模擬可以發(fā)現(xiàn)、有關(guān)采光系數(shù)平均值的理論公式計算結(jié)果、實測值和模擬值三者數(shù)據(jù)之間基本吻合，該驗證工作是我們在標準修訂過程中得以將公式計算和模擬結(jié)果綜合應(yīng)用的重要根據(jù) 結(jié)果表明、模擬計算結(jié)果與簡化公式計算的結(jié)果比較吻合，2.頂部采光,本計算方法引自北美照明手冊的采光部分 該方法的計算原理是,流明法.計算假定天空為全漫射光分布、窗安裝間距與高度之比為1、5 1.計算中除考慮了窗的總透射比以外，還考慮了房間的形狀。室內(nèi)各個表面的反射比以及窗的安裝高度,此外，還考慮了窗安裝后的光損失系數(shù)、本計算方法具有一定的精度，計算簡便、易操作,為配合標準的實施可建立較完善的數(shù)據(jù)庫,利用計算機軟件可為設(shè)計人員提供方便 快捷的采光設(shè)計.3、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)是一種新型的屋頂采光技術(shù)系統(tǒng)、由于在天然光采集,傳輸以及末端漫射部分.采用了光學(xué)元件和技術(shù).從而顯著提高了天然光的利用效率和建筑內(nèi)部利用的可能,該技術(shù)在2003年被美國門窗幕墻分級協(xié)會NFRC增補為新的采光產(chǎn)品門類，并被定義為、通過利用導(dǎo)光管將天然光從屋頂傳導(dǎo)至室內(nèi)吊頂區(qū)域的采光裝置，該裝置包含耐候的外窗體。內(nèi)壁為高反射材料的光學(xué)傳輸管道和室內(nèi)閉合裝置，2007年美國建筑標準協(xié)會CSI將其列為新增產(chǎn)品目錄，目前該技術(shù)也已經(jīng)在國內(nèi)出現(xiàn).并在一些建筑中得到了良好的應(yīng)用。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的計算原理是。流明法、與頂部采光類似,采用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)時.相鄰漫射器之間的距離不大于參考平面至漫射器下沿高度的1 5倍時可滿足均勻度的要求,由于導(dǎo)光管采光系統(tǒng)采用了一系列光學(xué)措施 晴天條件下采光效率和光分布同陰天有所不同.因此在晴天條件計算時需要考慮系統(tǒng)的平均流明輸出以及相應(yīng)的利用系數(shù)。有些廠家可以提供光強分布IES文件.利用通用計算機軟件，實現(xiàn)逐點的照度分析計算、對于因受結(jié)構(gòu)和施工條件限制的地下室,無窗.大進深或不宜開窗的空間宜采用導(dǎo)光管系統(tǒng)進行采光。其采光不足部分可補充人工照明,本計算方法未對混合采光做出規(guī)定.對兼有側(cè)面采光和頂部采光的房間?？蓪⑵浜喕癁閭?cè)面采光區(qū)和頂部采光區(qū) 分別進行計算。6、0、3,對于大型復(fù)雜的建筑和非規(guī)則的采光形式。或需要逐點分析計算采光時可采用具有強大功能的通用計算機軟件進行計算，同時還可以作節(jié)能分析和計算光污染.