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6 《采光:计,。算
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6.0—.1:。 , 为便于《在方案设计阶段估】。。算采:光口面积按建筑规】定的计算条件计【算并规定了表—6.0.1》的窗地面积比—此窗地面积比—值只适?用,于,规定的计算条件【如不符合规定的条】件需按实《际条件?进行计算《
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—。 建筑师》在进行?方案:设,计时可?用,窗地面积比估算开窗!面积这是一种简便、!有效的方法但是【窗地面积《比是:根据有代表性的典型!条件下计算出—来,的,适合:于,一般情?况如果实际情况与典!型条件相差较大估算!的开窗面积》和实际值就会有【较,。大的:误,差因此本《标,准规:定以采?光系数作为采光标】准的数量评价指标】即按不同《房间的功《能特征?及不同的采光—形式确定各视觉【。等级的采《光系数标准》值在进行采光—设计时宜按》采光计算方法和提】供的:。各项:参数进行《采光系数计》算而窗地面积比【则,作为:。采光方?案设计时的估—算
》
原【建筑:采,光设计标准GB/】T, 50033-【2001对各种采】光形式和各采光【等级的窗《地面积比进行—了计算将《计算结果《与我:国已颁布的各类建】筑设计规《范中推荐的》窗,地面积比进行比较】除Ⅱ级?采光标?准(Cmin=3%!)的设计、绘图室需!要较大的开窗面积外!。。Ⅲ~Ⅴ级采光标【准两者推荐的窗地】面积比比《。较,接近(表46)【
》
表46 窗地面】积比的比较
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》 , :本标准将民用建【筑和工业建筑的窗】地面积比规定为统】一值其理《由是通过多》年来采光标准—的应用从使用功能】上并:没有根本的区别【而且:从心理和生理—。需,求上也逐渐趋于一致!故没:有必要规定》两种值
】
: , 本标准规定窗】地面积比《时保留了原建筑采】光设计?标准GB/T— 50?033-2001的!侧窗和天窗(原标】准中的平天》窗):的,规定侧窗采光的窗地!面积比基本上对应原!建筑采光设计标准G!B/T 5》0033-2—001的民》。用建筑窗《地面积比《只是Ⅰ、《Ⅱ级:略有减少《Ⅳ,、,Ⅴ级略?。有增加此窗》地面积比除了—考虑使用功》能外还?考虑Ⅰ、Ⅱ级开窗】面,积过大会《引起室?内过热Ⅳ、Ⅴ级略】有增加同时也考虑】了健康、《舒,适,的需求天窗》采光的窗地面积【比基:本上对应原标准的工!业建筑窗地》面积:比比民用建筑取【值,略高也是合》理的因?为窗地面积比值【相差均不《大而且?通常还要考虑遮阳】
【 本标》准所规定的窗地面积!比既要考虑到能【满,足天:然采:光的要?求同:时也要考虑到对建筑!围护结构能耗的限】制侧面?采光时在控制采光】有效进深《的情况下对房—间的窗地面积比【和对应的窗墙比【。进行分析计算结果窗!墙比基?本上在0.2~0】.4之间符合—。建筑节能标》准的要求顶》部采光多为大跨度或!大进深的建筑—如果开窗面积过大包!括大面积采用透明幕!墙的场?所本标准对采光材】料的光热性能提出了!要求
》
? 对于—侧面采光根据模【拟计算统计出与各】采,光等:级相对应的采光有效!进深如表47所示】
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《
表:。47: 采光有《效进:深统计结《果
】
》注采光有效进—深未考虑室》外遮挡
!。。 表》中采光有《效,进深:是在常规开窗—条件下?控制窗宽《系数(不包括高侧窗!。)的计算统计结果同!时编制组还选取【窗地面积比》为1/5和1/1】0的典型房间进行】实验测量所得结果表!明当采光系数—达到标准值时采【光有效进深分别在2!.5~3.》0和4.0~—4.:5之间实验也验【证了标准《中给:出的有效《进深是?合理的本《标,准给出侧面采光【的有:效进深?对方案设计》阶段:指导采光设》计,控制房?间采光进深和采光均!。匀度具?有实际意《义同时可对大进【深采光房《间,的,照明设计《和采光与照明控制提!供参考依《据
》
对于】实际使用较少的矩形!天窗和锯齿形天窗】比较原标准》中的窗地《面积比?数据可得锯齿形天】窗和矩形天窗的窗】。地面积比分别为平】天窗的1.47【倍和:2.04倍
】
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6:.0.2 采光】计算
》
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: : 1 侧面采【光
》
—采光系数平均值【的计算方法是—经,过实际测量和模型实!验确定的早在2【0世纪70》年代就?有国外学者在大量】经验数据的》整理基础上提出了采!光系数平均值的计】算公:式1979年L【yne?s针对矩形侧面采】光,空间的平均天然采光!系数总结出了—如下的?计算表?。达式
?。
》
》
式:中
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》 : ADF采光系【数,平均值;
】
: : , Ag窗的净表面】面积;?
《
,
? At包括窗【。在,内的:室内表面总面积;
!
!τ0采光《材料(玻《璃)的透射比;【
,
:
— θ天?空遮:挡角;
》
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》ρ室内表面》平均反?射比
《
,
【但Lyne》s所表示的采光系】数平均值是针对所】。有室内表面而言的不!同于我们现》在所:指的室内参考平面上!的采光系数平均值】提出经过经》验数据得《。出的衡量室》。外,遮挡因素的天空遮】挡角参数也》是该表达式》的一个重要意义在】随后的研究过程中】有关采光系数平【均,值的公式《出现了多《个修正版本》。
【 1984【年Cr?isp和Lit【。tlefair【在,他们的论文中对Ly!nes的公》式进:行了修?正通过人工天空下的!模型实验他们发现L!ynes的公式低估!了模:型空间内的采光系】数平:均值的实际情况【而,且公式?计算值与实测—值总是偏差》1,0%左右基于新【。的研究数据Cri】sp和Li》ttl?efair将Lyn!es的公《式修正为《
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》
这!个公式的计算结【合同模型实》验中的测量值—。更加吻合《并最终在北美照【明工程学会(IE】SNA)和其—他很多版本》的规范中得到肯定和!应用
《
》 哈佛》大学的CF Rei!nhart在—他近期的研究论文中!展示了利用计算机】模拟工具Ra—dia?n,ce对?上,述两种采光》系数平均值》表达式的验证评【估验:证,结果如图3所示
】
!。
图3 简化公】式与软件计算结果对!比
《
图3!为,修正公式求值—和R:a,dia?nce模《拟值的比《。。较结:果右:图为Ly《ne:s原始公式和—模拟值的比较—。结果;前者》的吻合度可以归【。纳为函?数y=1.1—323x后者—的吻合度可以用函数!。y=0?.8:13x表示》。综合早期的模—型试验、《。实际测量和》后,期的计算机》模拟可以发现有【关采光系数平均值的!理论公式计算—结果、实测值—和模拟?值三者数据之间基本!吻合该验证工—作是:。我们:在标准?修订过?程中得以将公式计算!和模拟结《果,综合应用的重要根据!
》
, 结果表明】。模拟计?算结果与《简化公式计算的【结,果比较吻合
】。
2】 顶?部采光
《
— : 本计算方法—引自:北美照明手册—的采光部分该方法】的计算原理是—“流明?法”
】 ? ,计算假定天空—为全漫?射光分布窗》安装间距与高—度之比为1.5【。1计:算,中除考虑了窗的总透!射比以外还考—虑了房间的形状、室!内各个表面的反射比!以及窗的安装—高,度此:外还考?虑了:窗安装后的》光损失系数
】
:。
: 本计算方【法具有一《。定的精度计算—。简便:易操作为配》合标准的《实施可建立》较完善的数据—库利用计算机软【件可为设计人员【提供方?便快捷的采光设计
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!。3 导《光管采光系统是一】种新型的屋顶采光】技术系统由于在【天然光采《集传输以及末端漫】射部分采用了光【学元:。件,和技术从《而显著提高》了天然光《的利用效率和建筑】内部利用的可能该技!术,。在20?03年被美国—。门窗幕墙分级—协,会NFRC增补为新!的采光产品门类并被!定义为通过》利用导光《。管将:天然:光从屋顶传导至室内!吊顶区域的采光【装置:该装置?包,。。含耐候的《外窗体?内壁为高反射材料】的光学传输管道和室!内闭合装置20【07年美国建筑【标准协会C》SI将其列为新增产!品目录目前该技术】。。也已经在国内出【现并在一些建—筑中得到了》良好的应用
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!导光管?采光系统的计算原】理是“?流明法?”与顶部采光类似采!用导光管采光系统】时,。相邻漫射器之间【的距离不《。大,于参考?平,面,至漫:射器下沿高度的【1.5倍时可满足均!匀度的要求由—于导光管采光—系统采用了》一系列光学措—施晴天?条件下采光效率和】光分布同阴》天有所不同因此在晴!天,条件计算时》需要考虑《系统的?平均流明输》出以及相应的—利用:系数有些厂家可【以提供光强分布IE!S文件利用》通用计算机软件实】现逐点的照度分【析,计算
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对于【因受:结构和?施工条件限制的【地下室、《无窗、大进》深或不宜开窗—的空间宜采用导光】管系统进行采光【其采光不足部分可补!充人工照明
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本!。计算方法《未对混合采光—做出规定对》兼有侧面《采光和顶部采光【的房间可将其简化为!侧面采光区和顶【部采光区分别—进行计算
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6.0.3 】对于大型《复杂的建筑和非规】则的采光形式—或需:要逐点分析计—算采光时《。可采用具有强大功】能,的通用计《算机软件进行计算】同时还可《。以,。作节能分《析和计算《光污染
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