07-04 DeST中的采光模拟分析方法在线视频

同学们好

前面两个小节我们给大家介绍了

建筑光环境 窗与遮阳

以及DeST软件中的遮阳计算

以及日影分析方法

在这一小节里

我们将继续给大家介绍

DeST软件中

采光能耗模拟分析方法

下面我们先介绍一下采光原理

通常在采光的能耗分析中

我们把天光定量的分解为

直射光和散射光

就是分别考虑它们俩的分别计算

然后再把它叠加

我们看一下典型日的

天空照度分布图

我们看出上面那个实线是总照度

它是由下面散射光照度

和直射光照度叠加起来的

那么看出散射光的照度的特点

是什么呢

它是在早晚太阳的高度角

比较小的时候

它的照度的变化比较快

那到中午太阳角比较高的时候

它的变化比较小

那么直射光的特点

它是有一定方向性

它会照在那个被物体

背后形成的阴影部分它会产生

其辐射照度

随着太阳角的高度而增大

那通常在采光设计的时候

我们只考虑那些最不利的条件

就是全阴天条件

也就是只有散射光

那么对于室内的采光计算

我们就分别的对室内的每一个窗

进行采光计算

也就是说对每一个窗

分别计算太阳的直射光

和天空散射光然后再叠加

从而形成室内的光影与光环境

那我们看下面这个图

这个图里头我们看到室内有阴影

然后还有些光环境叠加结果

这就是采光及计算的基本原理

第二个我们来介绍一下

我国的光照度分布情况

那么我们看一下这张图

这是2013年

国家建筑采光设计标准

给出的我国的光气候分布图

我们看出它是按年平均总照度

就是单位是千勒克司分为五类

我们看一下

那么第一类它是在

大于45千勒克司的

那么到第五类

小于30千勒克司的

那么看出第一类地区

我们看那个图的左下

就是西藏高原地区

平均总照度是最高

所以它大于45千勒克司

那么最低的就是第五类地区

一般是四川盆地 重庆 贵州等

它们的平均照度是最低的

那么北京地区属于第三类地区

平均总照度是在35到40千勒克司

这样把我们光气候让大家有了解

希望大家根据这个光气候分布

较好的开展建筑设计

还有能耗分析等工作

第三个部分

我们介绍一下采光系数

因为在采光计算中

我们用的是采光系数法

来计算室内照度

所以说我们先介绍一下这个概念

那么采光系数的定义是这样

室内某一点的天然光照度EN

它与同一时间的

室外天空照度EW的比值

就C等于EN除以EW再乘上100%

这是采光系数的定义

那目前那么我们的国家标准中

对于不同的建筑空间

它有不同的采光标准值

那也就是说照度

和采光系数不同的

比如说医院的诊室

学校的教室

还有办公室在设计时等

要求比较高

那采光系数也要求比较高

像走廊 卫生间等这样的照度

要求比较低

所以我们看下面这个表

那么标准中把所有采光

分了五个等级

第一个等级是采光系数是5

它的照度就是室内的

天然光照度是750这样

那么它这个750指的是什么呢

是在室内的

参考平面上的采光照度

参考平面通常就是

我们的工作平面的一个平均照度

比如桌子这样的工作平面

那么等级下第五个等级的时候

我们采光系数是给的1

它的照度是150

这样的一个表

那么在这个采光的

这个强制性条文里头

还有一个说明

那么这是以下这么三条

那么第一个就是

室内的天然采光照度标准值

是参考平面上的平均值

那么参考平面就是我们工作平面

那么它的平均值

比如说我们桌子

就是平时工作的桌子

或者设计台 就是参考平面

那么第二个强制性条文

就是住宅建筑的卧室

起居室 厨房

都应该有直接采光

第三个强制条文

就是住宅 建筑

卧室 起居室的采光

不应该低于第四级的标准

也就是它的采光系数

是不能低于2

然后天光那个照度

不能要低于300

这个软件中

我们通常也设的300

这就是采光系数的情况

第四个部分

我们要给大家概要的介绍一下

这个CIE

也就是国际照明委员会的

天空实物总亮度的模型

这个模型是用于计算

天空每个单元的亮度

它是2003年发布的

那么我们看一下这个图

这个里就给出了

这个天空源的一些定义

那么天空这个

单元的这个亮度定义之前

先给了一个X的

一个天空源的位置

它的公式1

其中z和zs分别是天空元素

到和天体之间的角距离

以及太阳到天体之间的角距离

那么α和αs分别是天空源

和太阳的方位角

那么给了这个天空源的位置以后

那么天空源的亮度

lr它给出这样一个比例

那么它和天空亮度的比值

是表达式的2

那么其中z是我们吸收函数

fx是散射指标函数

那么吸收指数函数

有参数是a和b

那么散射指数函数

它的参数是cde散射函数

那么这样用这两类的参数

ab和cde两类参数

就刻画了整个的天空亮度模型

那么ab是亮度的梯度参数

cde是散射参数

所以它就给出了

这样15种天空模型参数

我们建下面的表1

表1是cie给出的15种

亮度分布模型的参数

它这些参数是基于东京

伯克利 悉尼三个主要地方的

大量的天空扫描测量亮度数据

而确定的

它这些参数刻画了梯度和散度

它前五个是给出了

五种阴天的这个模型参数

那中间这五个

是给了过渡天空的模型参数

最下面的11到15这五种情况

是给出了五种晴天的

这个模型参数

它考虑了大气的漫散射

和实射阳光的影响

它覆盖了全球大多数的

气候条件范围

这样可以使得我们计算

不同气候条件下的天空亮度

和室内外照度

这就是cie给出的

15种标准天空亮度的计算公式

第五个部分

我们就来介绍一下

我们DeST软件中

采光分析的功能

那么这些功能我们归为四类

大家看四类

它第一个它是功能可以算出

建筑的各房间

全年的逐时采光系数

全年就8760小时的采光系数

第二个它可以计算出

各房间全年逐时的

天然采光的室内照度

那这个照度可以供采光设计

或者采光能耗分析来使用

第三个功能就是它给出了

全年逐时的照明灯具的开启情况

以及照明的能耗

和照度的满意实数

最后我们说这样的

所有的逐时照度

它可以作为房间的温度

系统符合的计算的输入

下面这张图是宏观的给出了

一个采光的模拟结果

看图我们看出

横坐标是24小时 一天24小时

纵坐标是采光的照度

那么这个房间

那么这个黑色

和浅蓝色两条线

是给出了冬季的实际建筑模型

与参考建筑模型的照度对比

那么红色线和蓝色线

是给出了夏季的实际建筑模型

和参考模型的照度比

那么我们看直观的看出

两者的差别

那么第六部分我们来讲一下

DeST软件中的采光照度模型

及处理流程

那么采光的照度流程

那么首先第一个

我们先在建筑模型

采光参数都要设置

设置好之后

我们再给出采光的最低照度

然后第二框我们要进行阴影计算

那就给出房间的

各个窗户的阴影面积

然后我们在根据

全年的逐时气象数据

计算房间的采光系数

进而计算出来

房间的逐时室内平均照度

照明功率

以及这个照明的开启情况

还有这个照度的满意实数

那最后我们把这些计算结果

保存起来

那么其中房间的平均照度计算

我们看右边这个框图

房间的照度我们看最下面

返回上面那个框图

它是由散射照度

和直射照度的这个加和

这回我们要先（计算）散射照度

再算直射照度

那么我们看开始以后

第一个这个框图就是散射照度

室内的散射照度

它是要先算出采光系数

然后再算出天空的散射照度

然后由采光系数和散射照度

又利用采光系数法

算出室内的散射照度

太阳的直射照度也类型

也是先算出采光系数

再算出太阳的直射照度

然后我们再算出室内的直射照度

最后把散射照度加上直射照度

就最后得到房间照度

这是我们这个DeST软件里的

这个模型和处理过程

最后我们看一个

DeST采光照度的

一个计算的示例

这个例子我们看一下平面图

建筑包含了七个空间的

一个办公建筑

其中有四个是办公室

有一个是会议室

就是1-N-5会议室

然后还有一个休息室

就最右侧的修饰室

那么北边有一个走廊

就是1-N-7走廊

下面我们就要算一下

它的这个各房间的照度

对比一下

那么我选定的地区是北京市

典型气象年的气象数据

然后我们在DeST的这个界面上

菜单上选模拟计算

以及建筑采光计算

这样就开始做

这个建筑采光计算

它的结果自动的

就保存在数据库里

那么它的报表见

018这个报表

下面这两个图

就是我们的计算结果

我们看一下

那么左下图我们给出的是这样

1月1号的那么会议室

就是南侧这一个房间

和走廊

也就是北侧那个房间的照度情况

我们看一下可见

南侧会议室的照度

就这个蓝线

远远的大于北侧走廊的照度值

因为南侧阳光好 差了很多

那么下面这个左下图里这个绿线

就是我们典型气象年的直射辐射值

那么右下图我们看一下

给出的是能耗

那么是1月1号

那么建筑的逐时能耗

那么这个结果

是在我们的报表037表里

我们看这个样

可见看这个蓝色线

蓝色线是不考虑自然采光的

就是说室内都靠人工照明

那么它用的这个电耗就很大

那么白天几乎都在点灯

那个照明电耗

然后红的我们看

它就是考虑了自然采光

所以只有早晚有照明

那么中午都是关灯

所以能耗相差很大

我们再看看这个各个房间

我们这个七个房间的

这个照明的能耗这个统计表

我们还是037这张表

我们看看这个表

里边那个右侧的那个紫框

一个是不考虑自然采光的

全年的照明电耗

一个是考虑的

那我们看出那么右侧这一栏

就倒数第二栏

那么它有明显的这个电耗的降低

都降低了到100到200度

所以说我们看出

自然采光对照明的影响比较大

那么最后一列

是自然采光那个照度的满意实数

那么就是说人们在设定

比如说设定300勒克司的时候

这个全天达到300勒克司的

小时数的一个统计量

那么这个小时数

我们可以来指导 评价

我们建筑设计的

这个采光设计的情况

对于这部分讲解的内容

我们给一小结

一 本小节主要介绍了

采光原理 光气候分区

采光系数及标准

cie亮度模型

以及DeST软件中

采光模拟分析方法

二 可以看出

在采光能耗模拟分析中

考虑采光因素

可以极大的降低照明能耗

同时可以依照采光满一小时数

来指导评价采光和照明设计

本课程讲解了三部分内容

首先我们给大家介绍了

建筑光环境窗与遮阳

以及它们对建筑能耗的影响

然后我们讲解了

DeST软件中的遮阳计算

与日影分析方法

最后我们给大家介绍了

DeST软件中

采光能耗模拟分析

要求同学们能够全面的掌握

建筑采光遮阳

及其能耗模拟分析方法

掌握DeST软件中的

采光遮阳模块

开展建筑能耗模拟分析

并可以依据采光满意小时数

来指导评价采光设计方案

今天就讲到这里 谢谢大家