建筑光学第七章天然采光-课件

第七章 天然采光 健康、舒适、安全、节能、环保，对实施可持续发展有重大的意义。第一节、光气候和采光标准 一、光气候一、光气候室外照度状况以及影响它变化的气象因素室外照度状况以及影响它变化的气象因素天然光的组成和影响因素天然光的组成和影响因素 组成组成:直射光直射光 无云无云 90%90%全云全云 0 0 产生阴影产生阴影 扩散光扩散光 无云无云 10%10%全云全云 100%100%不产生阴影不产生阴影 晴天晴天:云量为云量为0303级级,此时室内采光状况不稳定此时室内采光状况不稳定 由立体角投影定律知，室内某点的照度取决于从这点通过窗口所看由立体角投影定律知，室内某点的照度取决于从这点通过窗口所看到的那到的那 一块天空的亮度。一块天空的亮度。第一节、光气候和采光标准 一、光气候一、光气候室外照度状况以及影响它变化的气象因素室外照度状况以及影响它变化的气象因素天然光的组成和影响因素天然光的组成和影响因素 全云天全云天天空亮天空亮度相对稳定度相对稳定 地面照度取决于：地面照度取决于：n n太阳高度角太阳高度角n n云状云状n n地面反射能力地面反射能力n n大气透明度大气透明度第一节、光气候和采光标准 一、光气候一、光气候室外照度状况以及影响它变化的气象因素室外照度状况以及影响它变化的气象因素天然光的组成和影响因素天然光的组成和影响因素 全云天全云天 天顶亮度与地面照度的数量关系式：天顶亮度与地面照度的数量关系式：第一节、光气候和采光标准 我国光气候概况我国光气候概况Pg167Pg167图图8-68-6 类气候区类气候区 K K值值 0.85 0.90 1.0 1.1 1.20.85 0.90 1.0 1.1 1.2室外临界室外临界 照度值照度值 6000 5500 5000 4500 40006000 5500 5000 4500 4000二、采光标准 采光系数采光系数C C 定义定义:室内给定水平面上某一点的由全云天天空漫射光所产室内给定水平面上某一点的由全云天天空漫射光所产生的照度和同一时间、同一地点、在室外无遮挡水平面上由生的照度和同一时间、同一地点、在室外无遮挡水平面上由全云天天空漫射光所产生的照度的比值。全云天天空漫射光所产生的照度的比值。公式公式:第一节、光气候和采光标准 采光系数标准值采光系数标准值 （1 1）视觉工作分为）视觉工作分为共五级共五级 （2 2）有关采光系数的标准值）有关采光系数的标准值 Pg166Pg166表表8-2 8-2 和和 Pg167 Pg167表表8-48-4三、采光质量采光均匀度采光均匀度n n采光不均匀的缺点：采光不均匀的缺点：易使人眼疲劳；视功能下降；影响工作效率。易使人眼疲劳；视功能下降；影响工作效率。n n顶部采光时，采光均匀度不得小于顶部采光时，采光均匀度不得小于0.70.7防止眩光防止眩光n n减少窗口眩光的措施：减少窗口眩光的措施：1)1)作业区应减少或避免直射阳光；作业区应减少或避免直射阳光；2)2)工作人工作人员的视觉背景不宜为窗口；员的视觉背景不宜为窗口；3)3)可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少窗的视域；少窗的视域；4)4)窗结构的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。窗结构的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。合适的光反射比合适的光反射比防止紫外线的进入防止紫外线的进入主要指博物馆、美术馆等。主要指博物馆、美术馆等。第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口一、侧窗房间外墙上开的采光口房间外墙上开的采光口第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口一、侧窗房间外墙上开的采光口房间外墙上开的采光口分类分类（1 1）按位置分：）按位置分：一般（高度约为一般（高度约为1m1m）高侧窗（窗底提高到离地高侧窗（窗底提高到离地2m2m以上）以上）（2 2）按形状分：）按形状分：正方形窗口（采光量最高）正方形窗口（采光量最高）竖长方形窗口（采光量次之，进深方向均匀性好）竖长方形窗口（采光量次之，进深方向均匀性好）横长方形窗口（采光量最少，宽度方向照度均匀性好）横长方形窗口（采光量最少，宽度方向照度均匀性好）由立体角投影定律知，室内某点的照度取决于从这点通由立体角投影定律知，室内某点的照度取决于从这点通过窗口所看到的那一块天空的亮度。过窗口所看到的那一块天空的亮度。第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口一、侧窗房间外墙上开的采光口房间外墙上开的采光口第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口采光均匀性的调整：采光均匀性的调整：（1 1）纵向调整可利用窗位置的高低；）纵向调整可利用窗位置的高低；第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口采光均匀性的调整：采光均匀性的调整：（2 2）横向调整可利用窗间墙；）横向调整可利用窗间墙；第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口采光均匀性的调整：采光均匀性的调整：（2 2）横向调整可利用窗间墙；）横向调整可利用窗间墙；第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口采光均匀性的调整：采光均匀性的调整：（2 2）横向调整可利用窗间墙；）横向调整可利用窗间墙；第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口采光均匀性的调整：采光均匀性的调整：（3 3）喇叭口。）喇叭口。第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口其它方法：其它方法：例如：玻璃、玻璃砖等扩散透光材料例如：玻璃、玻璃砖等扩散透光材料第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口应用实例一：应用实例一：某办公室采光方案某办公室采光方案第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口应用实例二：应用实例二：某医院病房某医院病房第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口应应用用实实例例三三：微微型型百百页页简简图图第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口应用实例四：房屋布置对室内采光的影响房屋布置对室内采光的影响第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口三、天窗单层房屋中出现的顶部采光形式单层房屋中出现的顶部采光形式矩形天窗矩形天窗最常见的天窗形式。一般可开启，兼有通风最常见的天窗形式。一般可开启，兼有通风的作用。其中梯形天窗的室内采光均匀度高，但存在容易积的作用。其中梯形天窗的室内采光均匀度高，但存在容易积尘，污染严重，且构造复杂，阳光易射入等缺点，选取时应尘，污染严重，且构造复杂，阳光易射入等缺点，选取时应慎重考虑。慎重考虑。第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口三、天窗单层房屋中出现的顶部采光形式单层房屋中出现的顶部采光形式矩形天窗矩形天窗最常见的天窗形式。一般可开启，兼有通风最常见的天窗形式。一般可开启，兼有通风的作用。其中梯形天窗的室内采光均匀度高，但存在容易积的作用。其中梯形天窗的室内采光均匀度高，但存在容易积尘，污染严重，且构造复杂，阳光易射入等缺点，选取时应尘，污染严重，且构造复杂，阳光易射入等缺点，选取时应慎重考虑。慎重考虑。第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口三、天窗单层房屋中出现的顶部采光形式单层房屋中出现的顶部采光形式横向天窗横向天窗造价便宜而采光效果与矩形天窗相似。但因构造造价便宜而采光效果与矩形天窗相似。但因构造的原因，不适宜用于跨度的原因，不适宜用于跨度较小的车间。较小的车间。锯齿形天窗锯齿形天窗 造造价高价高 平天窗平天窗 光效果光效果比矩形天窗高比矩形天窗高2 23 3倍，但倍，但较垂直窗容易污染，在多较垂直窗容易污染，在多雨地区使用较好。雨地区使用较好。井式天窗井式天窗第二节、采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口在建筑物上，装有透光材料的孔洞统称为采光口几种天窗的采几种天窗的采 光效率比较光效率比较第三节、采光设计一、采光设计一、采光设计的任务的任务 根据房屋的视觉根据房屋的视觉工作特点所提出的各工作特点所提出的各项要求，正确地选择项要求，正确地选择采光口形式，确定必采光口形式，确定必须的采光口面积，以须的采光口面积，以及它们的位置，使室及它们的位置，使室内获得良好的采光环内获得良好的采光环境，保证视觉工作顺境，保证视觉工作顺利进行。利进行。第三节、采光设计二、采光设计的步骤收集资料收集资料 （1 1）了解设计对象对采光的要求了解设计对象对采光的要求 n n房间的工作特点及精密度房间的工作特点及精密度 n n工作面位置工作面位置 n n工作对象的表面状况工作对象的表面状况 n n工作中是否允许直射阳光进入房间工作中是否允许直射阳光进入房间 n n工作区域工作区域 （2 2）了解设计对象其它要求了解设计对象其它要求n n采暖、通风采暖、通风 、泄爆、泄爆选择采光口形式选择采光口形式 确定采光口位置及可能开设窗口的面积确定采光口位置及可能开设窗口的面积 估算采光口尺寸估算采光口尺寸 布置采光口布置采光口 第三节、采光设计三、中小学教室采光设计三、中小学教室采光设计 教室光环境要求教室光环境要求 （1 1）足够和均匀的照度条件；足够和均匀的照度条件；（2 2）合理地安排教室环境的亮度分布，消除眩光；合理地安排教室环境的亮度分布，消除眩光；（3 3）较少的投资和较低的经常维持费用较少的投资和较低的经常维持费用教室采光设计教室采光设计 （1 1）设计条件设计条件n n满足采光标准要求，保证必要的采光系数满足采光标准要求，保证必要的采光系数 n n均匀的照度分布均匀的照度分布n n注意对光线方向和阴影的要求。注意对光线方向和阴影的要求。（习惯上光线应从左侧上方射来）（习惯上光线应从左侧上方射来）n n避免眩光避免眩光 （2 2）几个重要问题几个重要问题 n n室内装修室内装修 n n黑板黑板 n n梁和柱的影响梁和柱的影响 n n窗间墙窗间墙 第三节、采光设计三、中小学教室采光设计 教室剖面形式教室剖面形式 第三节、采光设计三、中小学教室采光设计 教室剖面形式教室剖面形式 第三节、采光设计三、中小学教室 采光设计 教室剖面形式教室剖面形式 第三节、采光设计两种采光设计效果比较两种采光设计效果比较 第四节、采光计算简介一、目的验证设计是验证设计是否符合采光标准中规定否符合采光标准中规定的各项指标的各项指标 二、方法：公式法公式法 图表法图表法 三、计算步骤 侧窗采光计算侧窗采光计算 第四节、采光计算简介(a)(a)矩形天窗矩形天窗 (b)(b)锯齿形天窗锯齿形天窗(c)(c)平天窗平天窗 第四节、采光计算简介天窗采光计算天窗采光计算 第四节、采光计算简介天窗采光计算图例天窗采光计算图例 第四节、采光计算简介例例8-18-1、北京某机械厂机械加工车间，长为、北京某机械厂机械加工车间，长为102m102m，三个跨度均为，三个跨度均为18.0m18.0m，屋架下弦标高，屋架下弦标高8.2m8.2m，尺寸见下图。室内浅色粉刷，尺寸见下图。室内浅色粉刷，一般污染，钢屋架，窗的朝向为东（西）向，窗外无遮挡物，一般污染，钢屋架，窗的朝向为东（西）向，窗外无遮挡物，试设计需要的天窗和侧窗。试设计需要的天窗和侧窗。END