当前课程知识点：建筑室内热环境模拟及应用 > 第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作 > 07-04 DeST中的采光模拟分析方法 > 07-04 DeST中的采光模拟分析方法
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
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
--Video
-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
--Video
-02-06-室外气象参数的取值方法
--Video
-02-07-录屏：DeST围护结构的设定
-02-08-录屏：DeST建筑全局设定
--Video
-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
--Video
-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏：建筑参数设定（1）
-04-06-录屏：建筑参数设定（2）
-04-07-录屏：建筑参数设定（3）
-04-08-录屏：建筑参数设定（4）
-04-09-录屏-报表解读（1）
-04-10-录屏-报表解读（2）
-04-11--录屏-报表解读（3）
-04-12--录屏-报表解读（4）
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏：DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏：DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访：空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访：分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏：冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏：其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏：经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境：窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏：VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏：DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏：DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏：阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏：遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
--Video
-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用（1）
-08-05 人行为建模与实际应用（2）
-08-06 录屏：DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业
