《天然采光》PPT課件(I)

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1、第七章天然采光第一節(jié)光氣候與采光標(biāo)準(zhǔn)一、光氣候（一）、天然光的組成和影響因素1、天然光的組成：太陽直射光和天空擴(kuò)散光太陽直射光－形成的照度高，并具有一定的方向，在被照射物體背后出現(xiàn)明顯的陰影。天空擴(kuò)散光－形成的照度低，沒有一定方向，不能形成陰影。2、影響因素：兩種光線所占的比例不同，地面的總照度值不一樣。(1)晴天——云覆蓋天空的面積占0一3／10(2)多云天一云占4／10一7／l0；(3)全陰天——云占8／l0一1．晴天時(shí)，地面照度主要來自直射日光；隨著太陽高度角的增大，直射日光照度在總照度中占的比例也加大．全陰天則幾乎完全是天空擴(kuò)散光照明。多云天介于二者之間，太陽時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，照度很不穩(wěn)

2、定．(二)、天空亮度分布為了在采光設(shè)計(jì)中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的光氣候數(shù)據(jù)，國際照明委員會(huì)(CIE)根據(jù)世界各地對天空亮度觀測的結(jié)果，提出了全陰天空亮度分布的數(shù)學(xué)模型，供設(shè)計(jì)時(shí)選擇．這種天空在同一高度的不同方位上亮度相等，但是從地平面到天頂?shù)牟煌叨壬嫌幸韵碌牧炼茸兓?guī)律：從上式推算，天頂亮度約為地平線附近天空亮度的3倍CIE標(biāo)準(zhǔn)全陰天空適用于最低限度條件的采光設(shè)計(jì)．它符合世界各地對實(shí)際全陰天空觀測的結(jié)果，數(shù)學(xué)表達(dá)式簡單，應(yīng)用廣泛．我國也采用這類天空作為采光設(shè)計(jì)的依據(jù)．這時(shí)地面照度（以勒克斯為單位）在數(shù)量上等于高度角為42度處的天空亮度（以阿熙提為單位）即：E地（lx)＝L42(asb)或者E地（lx

3、)/π＝L42(cd/m2)因此可導(dǎo)出天頂亮度與地面照度的關(guān)系為：E地（lx)＝7π/9Lz(cd/m2)（三）、我國光氣候概況影響天然光變化或變動(dòng)的一些氣象因素稱為光氣候，例如太陽高度角、云量、云狀、大氣透明度等，都屬于光氣候的范圍。這里所述的變化含有靜態(tài)的、概念的意義．變動(dòng)則含有動(dòng)態(tài)的、時(shí)間的意義。天氣指陰晴的瞬間狀態(tài)。氣候指某個(gè)地區(qū)較長時(shí)間的陰晴等的狀態(tài)。氣象指大氣中的現(xiàn)象、主要是陰晴、風(fēng)雨、雪雹等。日照率指太陽實(shí)際出現(xiàn)時(shí)間和可能出現(xiàn)時(shí)間之比．也是光氣候中的主要內(nèi)容。我國地域遼闊，從日照率來看，由北、西北往東南方向逐漸減少，東北、華北、新疆高，華中居中，東南沿海次之，四川、貴州低。

4、從云量來看，從北向南逐漸增多，新疆南部、華北、東北少，華中較多，華南最多，四川、貴州極多。從云狀來看、南方以低云為主，向北逐漸以高、中云為主。根據(jù)這些氣象因素來考慮，在天然光照度中，南方以天空擴(kuò)散光照度較大，北方和西北以太陽直射光為主。將全國光氣候劃分為5個(gè)分區(qū)．編制出全國光氣候分區(qū)圖及全國年平均總照度分布圖。全國總照度的分布特點(diǎn)如下：(1)全國各地夏季總照度最大，冬季總照度最小，春季總照度大于秋季總照度。(2)春、秋、冬和全年的總照度的高值和低值中心位于北緯25。一30。的地帶，高值中心位于青藏高原南部，低值中心位于四川盆地。夏季總照度值增大，高值中心出現(xiàn)在青藏高原東北部，低值中心在四

5、川盆地和貴州東部。(3)全國東部北緯40。以北地區(qū)，春、秋、冬和全年總照度值從東北往西南遞增，夏季由于受云天和水汽的影響，總照度值從東往西呈徑向增大的趨勢。(4)新疆地區(qū)各季和全年的總照度值從北往南隨緯度減少而遞增，夏、秋季總照度在北疆和南疆分別出現(xiàn)閉合低值中心；在南疆的低值中心明顯，在北疆的低值中心則不明顯。三、采光標(biāo)準(zhǔn)(一)室外臨界照度：室內(nèi)天然光照度等于采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的室外照度稱為“臨界照度”，即開始需要采用人工照明時(shí)的室外照度值。采光設(shè)計(jì)的基本原則是：對應(yīng)于無遮擋的情況下室外照度的最低值能在室內(nèi)得到需要的最小照度。但是。確定室外照度最低值是很不容易的。這要根據(jù)地區(qū)、季節(jié)、

6、時(shí)刻、國民經(jīng)濟(jì)情況及節(jié)能要求等因素來確定。在國外，認(rèn)為室外照度最低值在4000－60001x之間為適當(dāng)。我國采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定室外臨界照度為50001x，重慶及其附近地區(qū)可取4000lx。(二)采光系數(shù)（C):采光系數(shù)是指室內(nèi)某一點(diǎn)的天然光照度（Ei)和同一時(shí)間的室外全云天水平面天然光照度（E0)的比值。是采光設(shè)計(jì)中采光量的評價(jià)指標(biāo)。我國于1979年頒布了《工業(yè)企業(yè)采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(TJ33—79),《標(biāo)準(zhǔn)》中將視覺標(biāo)準(zhǔn)分為5級，它們對要求的最低值分別為250、150、100、50、15lx及其對應(yīng)的采光系數(shù)。需要指出的是，頂部采光時(shí)，室內(nèi)照度分布不均勻，采光系數(shù)采用平均值；側(cè)面采光時(shí)，室內(nèi)

7、光線變化大，采光系數(shù)則用最小值。(三)照度均勻度：室內(nèi)照度最低值與室內(nèi)照度平均值之比稱為照度均勻度，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在Ⅰ～Ⅳ級視覺工作區(qū)，對頂部采光而言，其照度均勻度應(yīng)在0.7以上。對其他情況，未作明確規(guī)定。第二節(jié)采光口采光方式是確定采光口構(gòu)造和進(jìn)行采光計(jì)算的基礎(chǔ)。按照窗子所處的位置，將窗分為側(cè)窗和天窗兩大類。(一)側(cè)面采光由室內(nèi)側(cè)面豎向采光口入射的光稱為側(cè)面光。采入側(cè)面光的方式稱為側(cè)面采光、它的優(yōu)點(diǎn)是有利于開啟、防雨、通風(fēng)、隔熱、施