07-01 建筑光环境：窗和遮阳在线视频

同学们好

这一讲我们来学习建筑采光遮阳

及能耗模拟分析方法

通过这一讲的学习

希望大家能够全面的掌握

建筑采光遮阳

及能耗模拟分析方法的相关技术

使大家可以进一步深入的开展

建筑采光的辅助设计

能耗分析和评价工作

第一节我们先概括介绍

建筑光环境窗和遮阳

首先我们看一下光环境问题

为什么要研究室内光环境

光环境又对人与建筑有什么影响

我们重点强调以下四点

一光环境是由天然光发出的光与颜色

在室内建立的生理和心理环境

它与房间形状相关

也就是说不同的房间形状

会产生不同的光环境

对人有不同的影响

那么天然光是产生光环境的重要因素

它还有许多好的特点

天然光具有发出光辉光色自然

通过窗户能产生

投射 反射 折射 漫射等特点

另外天然光是清洁能源

它取之不尽用之不竭

充分的利用天然光

是实现照明节能

空调节能的重要技术措施

所以充分的利用天然光

具有很大的节能潜力

第四点就是适宜的采光设计和利用

可以减少视觉疲劳增强人体健康

室内光过高过低人都是不舒适的

只有适宜的利用

才能提高人的学习工作等行为效率

由这四点可见光环境对人与建筑

有很大的影响

现在我们看一下建筑窗

看看建筑窗的功能

以及它对室内采光的影响

另外我们还要看一下

它有什么不利因素

建筑窗的功能我们归结为四点

一就是采光与通风

那人们在室内生活工作中

采光与通风是不可缺少的

采光可以改善人的室内光环境

那么通风可以调节室内的空气流动

第二就是视野与瞭望

人们在室内可以看室外的视野与瞭望

满足心里的一些要求

第三就是隔热保温与防燥

作为一个完整的结构组件

窗户可以隔断外面的热量

保护室内温度

另外它可以防止外面的街道的车

人的噪声 避免干扰

第四个就是窗起到了安全和装饰作用

那么作为一个建筑整体的一部分

那么窗的安全是很重要的

另外窗的设计

不管是室内还是室外

那它都有一个装饰效果

这是窗的自功能

我们再看看窗对室内建筑的影响

从采光能耗模拟中

我们关注以下的三点

第一个就是太阳光通过窗

在室内产生不同的形状位置的动态光影

第二个那么它的光影的大小

以及它的面积

它直接了室内的太阳得热

第三个就是直接的影响了室内的照度

日照时间和室内温度

那么窗有什么不利因素

一就是太阳通过窗产生不舒适的眩光

比如人们在工作中他的桌面或屏幕

就会直射的反射 影响人们的工作

第二那么窗 有了窗以后

就降低了空间的私密性

这样外边就可以通过窗

看到人在室内的活动

第三个太阳通过窗户

就增加了室内的辐射热

特别是夏天就使得室内温度升高

使人不舒适

就增加了冷负荷

所以窗对人的生活

及室内采光有重大影响

它有许多益处

同时它也有不利的一方面

因此要充分的利用其特点克服弱点

我们再来看一下建筑遮阳

那么由于窗有很多不利因素

因此就产生了遮阳构件

各种遮阳产品就应运而生

那么遮阳产品总类大概有这么几种

主要有窗室外的遮阳

有窗本身遮阳

有室内的窗口遮阳内遮阳

固定外遮阳

包括有水平遮阳垂直遮阳

遮阳板等形式

那么活动的外遮阳

包括活动的卷帘 活动百叶遮阳棚等

中置式的遮阳

就是位于双层玻璃的中间遮阳

比如说中间那个百叶

这个通常是厂家一体化生产而成的

那么窗户的对应的玻璃

本身有自遮阳

常见的玻璃遮阳有吸热玻璃

热反射玻璃 低辐射玻璃等

那么室内的窗内遮阳

就是我们大家经常常见的了

比如说活动的窗帘卷帘百叶窗等

这是窗口遮阳的主要的种类

那么建筑遮阳的功能主要是什么呢

我们最关注的是两点

第一点就是对能耗的影响

那么夏季遮阳那个遮挡

热辐射它减少了室内的温度的升高

降低了空调能耗

冬天使室内温度增高

减少了采暖的负荷

第二个就是遮阳可以调节

室内光环境避免眩光

增强舒适感

它平衡了视野需求与私密性的要求

讲完了光环境 窗与遮阳

我们讲一下采光节能设计的五点原则

第一个就是要充分利用天然光

那么这样可以节约照明用电

减少空调负荷

有利于整个建筑能耗

第二个就是要利用有利的朝向

比如南向采光最佳

采光与采暖要光热兼得

对于北向 光线虽然弱但稳定

所以北向比较适宜非常炎热的地区

第三个原则就是对于大跨度

或者大径深的建筑

要有效利用天窗中庭导光管反光板等

采光措施

第四就是采用适宜的窗口大小

窗口的大小直接影响室内采光和得热

所以在能耗模拟的时候

要综合的考虑

第五条就是我们要尽量用内外遮阳

百叶窗等遮阳措施

这样可以调节采光的光亮和能耗

所以我们在采光节能设计时

要充分考虑需求和能耗

这五条就是我们的原则

第五部分我们就要强调一下

采光节能模拟分析的重要性

我们知道能耗模拟

不仅能给出能耗的结果

还能定量的揭示各种因素对能耗的影响

它是辅助设计优化设计

与评价的重要技术手段

那我们采光能耗和其他能耗一样

也要分析各种采光因素

要定量分析对能耗的影响

那我们可以分析不同工况下

光环境的要求

以及准确的把握

照明系统的运行情况及性能

那么目前国内外流行的能耗模拟软件

我们介绍一下

我们把它分为三类

第一类是建筑能耗模拟软件类

它们主要有DOE-2 EnergyPlus eQUEST

这样的美国软件

还有我国的能耗分析软件Dest

还有英国的ESP-r、IES

以及欧洲的TRNSYS

这都是著名的建筑能耗模拟软件

它们都包含采光模拟的模块

第二类软件是采光设计分析软件

如Radiance

它是美国LBNL实验室开发的

还有加拿大和德国共同开发的Daysim

还有我国的建筑日照分析软件Sunshine

以及德国的DIALux

DIALux主要终于照明设计

那第三类是面向设计师的综合设计软件

那如著名的澳大利亚开发的EcoTect

还有欧洲的LT Method 3.0

它们都用于生态建筑设计

我们看一下一个窗的例子

来看看窗对能耗的影响

那么大家看这个平面图

这是一个上海某八层住宅楼

这个图中看出

每一层有两个门洞四个住户

每户面积大约80平米左右

那么其外墙屋面外窗等

维护参数的见下表

如外墙的材料是混凝土墙

它的传热系数是2.9

那么比如外面的窗

它是普通的6毫米单层玻璃

它的传热系数设为5.7

遮阳系数是0.85

现在我们就分析一下

四个外窗面积的不同方案

对这个建筑的全能总能耗的影响

那么初始方案

南窗北窗的窗墙比都取0.6

那方案一我们把北窗缩小

窗墙比变成0.4

方案二是把南窗窗墙比缩小为0.4

那么方案三是把南窗北窗

窗墙比都改为0.4

这样对于四种不同尺寸的窗

我们看一下建筑的全年总能耗情况

经过能耗模拟分析的这个计算

我们这个结果看这张柱状图

图中左边的四根立柱是采暖的能耗

右边是空调的能耗

那么每个柱子的数量

代表的是全年每平米上的电耗

那么我们看一下这个采暖

那么第一根白柱子

是原来窗户的窗墙比都是0.6的情况

那么第二根红色柱子

是我们方案一的结果

它把北面的窗墙比降了0.4

北面的小窗口减少了采暖能耗

那么第三根蓝柱子是方案二

它把南面的窗墙比减小

这样就使得室内的（太阳得）的减少

所以它的采暖能耗就大了

而空调采暖 空调的负荷

对这四种方案没有大的变化

所以综合采暖和空调

我们看出方案一的能耗是最小的

也就是说经过模拟分析

上海地区这座住宅

南北窗大小的四种方案中

那么以能耗最小为选择的话

方案一是最好的

也就是说北窗小一点

由此可见模拟分析手段是非常重要的

这一讲内容就讲到这儿

我们做一小结

一首先我们介绍了建筑光环境

及光环境对人与建筑的影响

二我们概括的介绍了

窗和遮阳的功能与特点

以及采光能耗的设计原则

还介绍了采光模拟分析的作用

及目前国际上流行的软件特点

第三我们最后以窗因素为例

来定量模拟分析能耗

给出了能耗最小的窗墙比方案

进一步说明了采光因素的

定量模拟分析的重要性

这一讲就讲到这儿 谢谢大家