3、天然光环境(一)--昼光光源与采光.ppt
第三讲：天然光环境第三讲：天然光环境（一）（一）-昼光光源与采光昼光光源与采光1本讲主要内容：3.1天然光环境概述天然光环境概述3.2光气候与采光标准光气候与采光标准3.2.1、光气候、光气候3.2.2、采光标准（采光设计标准）采光标准（采光设计标准）-天然光环境的质量评价天然光环境的质量评价3.3 采光口（采光窗）采光口（采光窗）3.3.1、侧窗、侧窗3.3.2、天窗、天窗 3.3.2.1、矩形天窗、矩形天窗 3.3.2.2、横向天窗、横向天窗 3.3.2.3、锯齿形天窗、锯齿形天窗 3.3.2.4、平天窗、平天窗 2太太阳阳是是生生命命之之源源，它它以以无无尽尽的的光光和和热热哺哺育育大大地地。是是 一一 种种 巨巨 大大 的的 安安 全全 的的 清清 洁洁 光光 源源。3.1天然光环境天然光环境-概述概述 早早在在古古人人学学会会建建造造房房屋屋时时起起，他他们们就就掌掌握握了了在在屋屋顶顶或或墙墙壁壁上上开开洞洞收收集集天然光天然光照明的方法。照明的方法。古古罗罗马马万万神神庙庙巨巨大大穹穹顶顶上上直直径径近近9m的的圆圆洞洞和和我我国国民民居居常常用用的的面面积积不不到到一一尺尺见见方方的的亮亮瓦瓦，都都显显示示了了前前人人采采光光的智慧的智慧 近近代代著著名名的的建建筑筑大大师师，如如莱莱特特、勒勒柯柯布布西西埃埃、路路易易斯斯康康等等人人的的许许多多作作品品，更更是是运运用用昼昼光光照照明明和和渲渲染染气气氛氛的杰作。的杰作。3罗马的万神庙罗马的万神庙 哈德良皇帝于公元哈德良皇帝于公元120年年公元公元124年在意大利罗马兴建了万神庙，作为奉年在意大利罗马兴建了万神庙，作为奉祀诸神的神殿。这座显示了古罗马人卓越工程技术的建筑物，给人们留下了深祀诸神的神殿。这座显示了古罗马人卓越工程技术的建筑物，给人们留下了深刻的印象。刻的印象。万神庙穹顶直径万神庙穹顶直径43米的记录直到米的记录直到20世纪还未被打破。如此规模的穹顶通世纪还未被打破。如此规模的穹顶通常需要一些支撑物，但古罗马人精通如何建造拱形屋顶而不需要柱子支撑的技常需要一些支撑物，但古罗马人精通如何建造拱形屋顶而不需要柱子支撑的技术。虽然古罗人不是拱门的首创者，但他们是最早认识拱门用途的人。术。虽然古罗人不是拱门的首创者，但他们是最早认识拱门用途的人。穹顶的圆眼（一直径为穹顶的圆眼（一直径为8.2米的采光圆孔米的采光圆孔泽注）使阳光泻入万神庙。泽注）使阳光泻入万神庙。庙内的地面和墙壁均用色彩鲜明的大理石建成。庙内的地面和墙壁均用色彩鲜明的大理石建成。天然光环境天然光环境-概述概述4金贝尔美术馆金贝尔美术馆-路易斯路易斯康康 美术馆是一个将天然采光设计和美术馆是一个将天然采光设计和空间造型相结合的经典范例空间造型相结合的经典范例！5七七十十年年代代以以来来，节节能能的的紧紧迫迫性性和和重重视视环环境境设设计计的的新新观观念念，对对采采光光科科学学技技术术有有很很大大的的推推动动。现现在在人人们们已已经经能能够够几几乎乎任任意意地地控控制制天然光。天然光。我我们们可可以以用用巨巨大大的的玻玻璃璃顶顶棚棚将将一一个个中中庭庭或或大大厅厅覆覆盖盖起起来来，模模拟拟晴晴日日当当空空、四四季季如如春春的的大大自自然然；也也可可以以借借助助随随太太阳阳运运行行轨轨迹迹自自动动控控制制的的遮遮阳阳装装置置完完全全遮遮蔽蔽阳阳光光，造成光线柔和宜人、照度稳定的工作环境造成光线柔和宜人、照度稳定的工作环境。前前几几年年曾曾经经有有人人设设想想，用用集集日日镜镜将将日日光光收收集集起起来来通通过过光光导导纤纤维维输输送送到到地地下下或或建建筑筑物物深深处处的的采采光光装装置置；目目前前，这这种种设设想想已已经经成成为为现现实实，它它预预示示着着建建筑筑采采光光技技术术在在不久的将来会有更快的发展。不久的将来会有更快的发展。天然光环境天然光环境-概述概述6建筑物充分利用昼光照明的意义建筑物充分利用昼光照明的意义:近年来的许多研究表明，太阳的全光谱辐射，是人们近年来的许多研究表明，太阳的全光谱辐射，是人们在生理上和心理上长期感到舒适满意的关键因素，不仅可在生理上和心理上长期感到舒适满意的关键因素，不仅可以以获得较高的视觉功效，节约能源和费用，而且很可能还获得较高的视觉功效，节约能源和费用，而且很可能还是一项长远的保护人体健康的措施。是一项长远的保护人体健康的措施。另外，另外，多变的天然光又是表现建筑艺术造型、材料质感，多变的天然光又是表现建筑艺术造型、材料质感，渲染室内环境气氛的重要手段。渲染室内环境气氛的重要手段。所以，无论从环境的实用性、还是美观的角度，都要所以，无论从环境的实用性、还是美观的角度，都要求建筑师对昼光的利用做认真的规划，掌握设计天然光环求建筑师对昼光的利用做认真的规划，掌握设计天然光环境的知识和技巧。境的知识和技巧。天然光环境天然光环境-概述概述7昼光的组成昼光的组成v日光日光 变化很快，在变化很快，在采光计算中不考虑。采光计算中不考虑。v天空光天空光相对稳定，建相对稳定，建筑采光的主要光源。筑采光的主要光源。在在采采光光设设计计中中，我我们们提提到到昼昼光光（天天然然光光）往往往往指指的的是是天天空空光光它是建筑采光的主要光源它是建筑采光的主要光源。直直射射日日光光强强度度极极高高，变变化化很很快快，为为防防止止眩眩光光或或避避免免房房间间过过热热，工工作作房房间间常常需需要要遮遮蔽蔽日日光光，所所以以在在采采光光计计算算中中一一般般不不考考虑虑直直射射日日光光的的奉奉献献。不不过过，室室内内照照进进直直射射日日光光也也有有积积极极的的作作用用，变变化化不不定定的的光光束束会会增增添添室室内内环环境境的的情情趣趣，使使人人有有接接触触大大自自然然的的感感受受，给给人人以时间的信息以时间的信息83.23.2光气候与采光标准光气候与采光标准v在天然采光的房间里，室内的光线随着室外天气的变化而改变在天然采光的房间里，室内的光线随着室外天气的变化而改变，要设计好室，要设计好室内采光，保证光需要，就需了解内采光，保证光需要，就需了解光气候知识光气候知识。v3.2.1、光气候：、光气候：v是由是由太阳直射光太阳直射光、天空扩散光天空扩散光和和地面反射光地面反射光形成的形成的天然光平均状况天然光平均状况。1、天然光的组成、天然光的组成 a、太阳直射光：太阳光穿过大气层时，直接透过射到地面的光。太阳直射光：太阳光穿过大气层时，直接透过射到地面的光。直射光直射光照度大、有方向，在物体背后形成阴影。照度大、有方向，在物体背后形成阴影。b、天空扩散光：太阳光穿过大气层时，碰到大气层中的空气分子、灰尘、天空扩散光：太阳光穿过大气层时，碰到大气层中的空气分子、灰尘、水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光。水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光。天空扩散光使天空具有一天空扩散光使天空具有一定的亮度，在地面上形成的照度较小，无方向、不形成阴影。定的亮度，在地面上形成的照度较小，无方向、不形成阴影。全云天时只有天空扩散光；全云天时只有天空扩散光；晴天时室外天然光有太阳直射光和天空扩散光两部分组成。晴天时室外天然光有太阳直射光和天空扩散光两部分组成。92、不同天气室外光气候的变化、不同天气室外光气候的变化地面照度来源于日光和天空光地面照度来源于日光和天空光，其比例随太阳高度与天，其比例随太阳高度与天气（天空中的云和云是否将太阳遮住）而变化，通常，气（天空中的云和云是否将太阳遮住）而变化，通常，按照天空中云的覆盖面积将天气分为三类：按照天空中云的覆盖面积将天气分为三类：晴天晴天-云覆盖天空的面积占云覆盖天空的面积占03/10 多云天多云天-云占云占4/107/10 全阴天全阴天-云占云占8/1010晴天地面照度主要来自直射日光晴天地面照度主要来自直射日光，随着太阳高度角的增，随着太阳高度角的增大，直射日光照度在总照度中占的比例也加大。大，直射日光照度在总照度中占的比例也加大。全阴天则几乎完全是天空扩散光照明全阴天则几乎完全是天空扩散光照明。多云天介于二者。多云天介于二者之间，太阳时隐时现，照度很不稳定。之间，太阳时隐时现，照度很不稳定。10全云天气地面照度较低。全云天气地面照度较低。地面照度取决于：地面照度取决于：（1）太阳高度角）太阳高度角。阴天中午仍然比早晚的照度高。阴天中午仍然比早晚的照度高。（2）云状）云状。不同的云成分不同，对光线的影响也不同。不同的云成分不同，对光线的影响也不同。低低低低云云云云（如下雨时的云）云层厚，主要有水蒸气组成，遮挡和吸（如下雨时的云）云层厚，主要有水蒸气组成，遮挡和吸收大量的光线，使天空的亮度降低，地面照度小。收大量的光线，使天空的亮度降低，地面照度小。高云高云高云高云有冰有冰晶组成，反光能力强，使天空亮度达到最大，地面照度也高。晶组成，反光能力强，使天空亮度达到最大，地面照度也高。（3）地面反射能力）地面反射能力。光在云层和地面间多次反射，使天空。光在云层和地面间多次反射，使天空亮度增加，地面上的扩散光照度也提高，积雪地面，扩散光亮度增加，地面上的扩散光照度也提高，积雪地面，扩散光照度比无雪时提高照度比无雪时提高1倍以上。倍以上。（4）大气透明度）大气透明度。工业区烟尘使大气杂质增加，大气透明。工业区烟尘使大气杂质增加，大气透明度降低，室外照度大大降低。度降低，室外照度大大降低。113、天空亮度分布、天空亮度分布 国际照明委员会（国际照明委员会（CIE）根据世界各地对天空亮度观测根据世界各地对天空亮度观测的结果，提出的结果，提出三种天空亮度分布三种天空亮度分布的数学模型，供设计人员在采光设计中使用。的数学模型，供设计人员在采光设计中使用。均匀天空亮度分布均匀天空亮度分布 天空各方向亮度一致。天空各方向亮度一致。这是一种假想的、理论上的天空状况，只在简这是一种假想的、理论上的天空状况，只在简化的采光设计中才考虑。化的采光设计中才考虑。CIE标准全阴天空（全云天）标准全阴天空（全云天）CIE标准全阴天空适合于标准全阴天空适合于最低限度条件的采光设计。最低限度条件的采光设计。它符合世界各地它符合世界各地对实际全阴天空观测的结果，数学表达式简单，应用广泛，我国也采对实际全阴天空观测的结果，数学表达式简单，应用广泛，我国也采用这类天空作为采光设计的依据。用这类天空作为采光设计的依据。12从左式推算：天从左式推算：天顶亮度约为地平顶亮度约为地平线附近天空亮度线附近天空亮度的的3倍。倍。CIE标准全阴天空（全云天）标准全阴天空（全云天）这种天空在同一高度的不同方位上亮度相等，但从地平面到天顶的不同高度这种天空在同一高度的不同方位上亮度相等，但从地平面到天顶的不同高度上有以下的亮度变化规律：上有以下的亮度变化规律：13晴天天空亮度分布晴天天空亮度分布：是随大气透明度、太是随大气透明度、太阳和计算点在天空中的相阳和计算点在天空中的相对位置而变，最亮处在太对位置而变，最亮处在太阳附近，离太阳愈远，亮阳附近，离太阳愈远，亮度愈低。度愈低。另外，晴天同阴天相另外，晴天同阴天相反，除去太阳附近的天空反，除去太阳附近的天空最亮以外，通常在地平线最亮以外，通常在地平线附近的天空要比天顶亮；附近的天空要比天顶亮；与太阳相距约与太阳相距约90度高度角度高度角的对称位置上，天空亮度的对称位置上，天空亮度最低。最低。CIE晴天天空晴天天空144、我国光气候概况：我国光气候概况：影响影响室外地面照度室外地面照度的因素：太阳高度、云量、云状、日照率等的因素：太阳高度、云量、云状、日照率等。日照率日照率日照率日照率（太阳出现的时数和可能出现的时数之比），由北、西北往东太阳出现的时数和可能出现的时数之比），由北、西北往东南方向逐渐减少，四川盆地一带为最低。南方向逐渐减少，四川盆地一带为最低。云量云量云量云量，由北向南逐渐增多，由北向南逐渐增多，新疆南部最少，华北、东北少，长江中下游较多。新疆南部最少，华北、东北少，长江中下游较多。云状云状云状云状，南方低云，南方低云，向北逐渐以高、中云为主。向北逐渐以高、中云为主。天然光照度天然光照度天然光照度天然光照度中，南方以天空扩散光照度较大，北方和西北以太阳直射中，南方以天空扩散光照度较大，北方和西北以太阳直射光为主。光为主。全国年平均总照度分布图全国年平均总照度分布图：各地光气候的分布趋势，全年平均总照度：各地光气候的分布趋势，全年平均总照度最低值在四川盆地，因为该地区全年日照率低、云量多、低云所致。最低值在四川盆地，因为该地区全年日照率低、云量多、低云所致。15全国年平均总照度分布图全国年平均总照度分布图(Klx)163.2.23.2.2、采光标准（采光设计标准）采光标准（采光设计标准）-天然光环境的质量评价天然光环境的质量评价v 采光设计标准是评价天然光环境的质量准则，也是进行采光设计标准是评价天然光环境的质量准则，也是进行采光设计的主要依据。采光设计的主要依据。v 2001-07-31由国家建设部和质检局联合发布的建筑采由国家建设部和质检局联合发布的建筑采光设计标准（光设计标准（GB/T500332001)，是在国家标准是在国家标准GB50033-91的基础上，总结了居住和公共建筑采光的经验，的基础上，总结了居住和公共建筑采光的经验，通过实测调查，并参考了国内外的建筑采光标准而制订的通过实测调查，并参考了国内外的建筑采光标准而制订的v天然光照明质量评价的主要内容：天然光照明质量评价的主要内容：-采光标准采光标准 1、采光系数：、采光系数：是室内某一点是室内某一点直接或间接接受天空光所形直接或间接接受天空光所形成的照度成的照度与同一时间不受遮挡的该与同一时间不受遮挡的该天空半球在室外水平面上天空半球在室外水平面上产生的照度产生的照度之比。之比。两个照度值均不包括直射日光的作用。两个照度值均不包括直射日光的作用。在利用天然光照明的房间里，室内照度随着室外照度而时在利用天然光照明的房间里，室内照度随着室外照度而时刻变化着，因此在确定室内天然光照度水平时，必须把它同刻变化着，因此在确定室内天然光照度水平时，必须把它同室外照度联系起来考虑。室外照度联系起来考虑。17采光系数的符号为采光系数的符号为 C C采光设计中引进采光系数的概念很有好处采光设计中引进采光系数的概念很有好处。因为，在给定的天空亮度分。因为，在给定的天空亮度分布下，计算点和窗子的相对位置、窗子的几何尺寸确定以后，布下，计算点和窗子的相对位置、窗子的几何尺寸确定以后，无论室外无论室外照度如何变化，计算点的采光系数总保持不变。照度如何变化，计算点的采光系数总保持不变。如想知道某一采光系数如想知道某一采光系数在室内达到多高照度，只要把采光系数乘以当时的室外天空漫射光照度在室内达到多高照度，只要把采光系数乘以当时的室外天空漫射光照度就行了。就行了。2、采光系数标准值、采光系数标准值 不同情况的视看目标不同情况的视看目标要求不同的照度，而照度在一定范围内是愈高愈要求不同的照度，而照度在一定范围内是愈高愈好，照度越高，工作效率越高。但高照度投资大、费用高，故好，照度越高，工作效率越高。但高照度投资大、费用高，故照度的确照度的确定需考虑视觉工作的需要，又要顾经济上的可能性和技术上的合理性定需考虑视觉工作的需要，又要顾经济上的可能性和技术上的合理性。18 采光标准采光标准：将视觉工作分为将视觉工作分为级，级，提出了各级视觉工作要求的天然光照度最低值提出了各级视觉工作要求的天然光照度最低值为为250、150、100、50、25Ix。采光系数标准值（采光系数标准值（采光系数标准值（采光系数标准值（GB/T500332001GB/T500332001）见见见见P6-7P6-7页页页页 表表表表8-28-2本表适用于我国本表适用于我国本表适用于我国本表适用于我国类光气候区类光气候区类光气候区类光气候区表中由于侧面采光房间故采光系数标准用表中由于侧面采光房间故采光系数标准用最低值最低值 。顶部采光室内的天然。顶部采光室内的天然光照度能达到相当好的均匀度，采光系数取光照度能达到相当好的均匀度，采光系数取平均值平均值 作为标准。作为标准。19临界照度临界照度：临界照度是临界照度是人为设定的一个照度值人为设定的一个照度值。当室外照度高于临界照度时，。当室外照度高于临界照度时，才考虑室内完全用天然光照明，当等于或小于临界照度时，室内要开才考虑室内完全用天然光照明，当等于或小于临界照度时，室内要开始采用人工照明。始采用人工照明。室外的有效照度室外的有效照度，或，或室内天然光照度等于采光标准规定的标准值时室内天然光照度等于采光标准规定的标准值时的室外照度的室外照度叫临界照度。叫临界照度。采光标准规定临界照度值为采光标准规定临界照度值为5000Ix（适合适合类光气候区）类光气候区）。确定这确定这一值后就可将室内天然光照度换算成采光系数（见表一值后就可将室内天然光照度换算成采光系数（见表8-2）。）。3、光气候分区、光气候分区我国地域辽阔，各地光气候有很大区别，在采光设计中不可能采用同一我国地域辽阔，各地光气候有很大区别，在采光设计中不可能采用同一标准，标准，GB/T500332001 GB/T500332001 将全国划分为将全国划分为将全国划分为将全国划分为类光气候区，不同的光气候类光气候区，不同的光气候类光气候区，不同的光气候类光气候区，不同的光气候分区有不同的分区有不同的分区有不同的分区有不同的光气候系数光气候系数光气候系数光气候系数KK,见表见表见表见表8-38-3。20光气候系数光气候系数 K分 区K 值0.850.901.01.11.2表8-3各光气各光气候分区候分区的采光的采光系数标系数标准值：准值：=表表8-2所列值所列值K值值光气候分区图214、照度均匀度、照度均匀度 视野内照度分布不均匀，易使人眼疲劳，视功能下降，影响工作效视野内照度分布不均匀，易使人眼疲劳，视功能下降，影响工作效率。率。照度均匀度以工作面上的照度均匀度以工作面上的 对于站立的工作人员水平面距地对于站立的工作人员水平面距地0.90m，坐着的人是坐着的人是075m(或或0.8m)最低照度与平均照度之比表示最低照度与平均照度之比表示（或采光系（或采光系数最低值与平均值之比），不得低于数最低值与平均值之比），不得低于0.7。CIE建议的数值是建议的数值是0.8。此外，此外，CIE还建议工作房间内还建议工作房间内交通区域交通区域的平均照度一般不应小于的平均照度一般不应小于工作工作区平均照度的区平均照度的1/3。相邻房间的平均照度相差不超过。相邻房间的平均照度相差不超过5倍。倍。5、眩光限制、眩光限制 当直接或通过反射看到灯具、窗户等亮度极高的光源，或者在视野当直接或通过反射看到灯具、窗户等亮度极高的光源，或者在视野中出现强烈的亮度对比时（先后对比或同时对比），就会感受到眩光。中出现强烈的亮度对比时（先后对比或同时对比），就会感受到眩光。眩光可以损害视觉，也能造成视觉上的不舒服感。眩光可以损害视觉，也能造成视觉上的不舒服感。当侧窗位置较低，当侧窗位置较低，对于工作视线处于水平的场所极易形成不舒服眩光。故标准提出了侧对于工作视线处于水平的场所极易形成不舒服眩光。故标准提出了侧窗不舒适眩光评价标准，见表窗不舒适眩光评价标准，见表8-4。顶部采光口位置高，常处于视野之顶部采光口位置高，常处于视野之外，不易引起眩光，标准未作限制。外，不易引起眩光，标准未作限制。223.3 3.3 采光口（采光窗）采光口（采光窗）v窗是建筑物的主要采光设备。窗是建筑物的主要采光设备。窗的功能窗的功能：第一是引进天：第一是引进天然光，第二是沟通室内外的视线联系，第三是用于控制然光，第二是沟通室内外的视线联系，第三是用于控制自然通风。自然通风。窗的形式窗的形式采光设计的核心是窗的设计采光设计的核心是窗的设计v按照窗所处的位置，可将窗分为按照窗所处的位置，可将窗分为侧窗侧窗和和天窗天窗两大类，采两大类，采光分为光分为侧面采光和顶部采光侧面采光和顶部采光。有的建筑同时兼有侧窗和。有的建筑同时兼有侧窗和天窗，其采光称为天窗，其采光称为混合采光混合采光。3.2.1、侧窗、侧窗 是在是在房间的一侧或两侧墙上开的采光口房间的一侧或两侧墙上开的采光口，由于，由于侧窗构造简单、维修侧窗构造简单、维修方便、光线具有明确的方向性，有利于形成阴影，使人的容貌和立体方便、光线具有明确的方向性，有利于形成阴影，使人的容貌和立体物件形成良好的光影造型，并可扩大视野物件形成良好的光影造型，并可扩大视野，故是最常见的采光形式。，故是最常见的采光形式。侧窗一般放置在侧窗一般放置在1m左右高度，窗台提高到左右高度，窗台提高到2m以上时称高侧窗。以上时称高侧窗。23窗的形式窗的形式采光设计的核心是窗的是设计采光设计的核心是窗的是设计采光设计的核心是窗的是设计采光设计的核心是窗的是设计 采光量采光量采光量采光量（室内各点照度总和）（室内各点照度总和），在采光口面积相等，窗低标高一致时，在采光口面积相等，窗低标高一致时，正正方形窗最大，竖长方形次之，横长方形最少方形窗最大，竖长方形次之，横长方形最少。照度均匀度照度均匀度照度均匀度照度均匀度，竖，竖长方形窗在房间长方形窗在房间进深方向进深方向上好，上好，横长方形窗在房横长方形窗在房间间宽度方向上宽度方向上较较均匀。均匀。24RADIANCE Images 252627窗位置的高低窗位置的高低窗位置的高低窗位置的高低-影响房间进深方向上的采光均匀影响房间进深方向上的采光均匀影响房间进深方向上的采光均匀影响房间进深方向上的采光均匀度度度度图中，曲线表示工作面上不同点的采光系数，同一曲线的采光系数相图中，曲线表示工作面上不同点的采光系数，同一曲线的采光系数相同。低窗时，近窗处照度很高，往里迅速下降，在内墙处照度很低。同。低窗时，近窗处照度很高，往里迅速下降，在内墙处照度很低。当窗位置提高后，近窗处照度下降，远离窗口处照度提高，均匀性改当窗位置提高后，近窗处照度下降，远离窗口处照度提高，均匀性改善很大。善很大。窗窗的的不不同同位位置置对对室室内内采采光光的的影影响响28减少窗面积的方式不同，室内采光量有不同的变化。减少窗面积的方式不同，室内采光量有不同的变化。减少窗面积的方式不同，室内采光量有不同的变化。减少窗面积的方式不同，室内采光量有不同的变化。窗上沿高度不变，提高窗台减少面积，近窗处照度明显下降，室内窗上沿高度不变，提高窗台减少面积，近窗处照度明显下降，室内深处变化不大。深处变化不大。窗台高度不变，上沿高度变化减少面积，近窗处照度变小，离窗远窗台高度不变，上沿高度变化减少面积，近窗处照度变小，离窗远处照度下降逐渐明显。处照度下降逐渐明显。29 阴天时，窗口朝向对室内采光状况无影响；阴天时，窗口朝向对室内采光状况无影响；阴天时，窗口朝向对室内采光状况无影响；阴天时，窗口朝向对室内采光状况无影响；晴天时，不同朝向的房间，室内采光状况不同。晴天时，不同朝向的房间，室内采光状况不同。晴天时，不同朝向的房间，室内采光状况不同。晴天时，不同朝向的房间，室内采光状况不同。a、晴天窗口朝阳时的室内照度分布；晴天窗口朝阳时的室内照度分布；b、阴天时的室内照度分布；阴天时的室内照度分布；c、晴天窗口背阴时的室内照度分布。晴天窗口背阴时的室内照度分布。a、晴天时双侧窗口对着亮度不同的天空，晴天时双侧窗口对着亮度不同的天空，室内两侧照度不对称；室内两侧照度不对称；b、阴天双侧窗照度按中间对称分布。阴天双侧窗照度按中间对称分布。30北方地区，北方地区，北方地区，北方地区，外墙较厚，挡光较大，为了减少挡光，将靠窗的墙做成喇外墙较厚，挡光较大，为了减少挡光，将靠窗的墙做成喇叭口，能较少遮挡，而且斜面上的亮度较外墙内表面亮度增加叭口，能较少遮挡，而且斜面上的亮度较外墙内表面亮度增加-过过渡平面，可改善室内的亮度分布，提高采光质量。渡平面，可改善室内的亮度分布，提高采光质量。侧窗只能保证有限深度的采光要求，深度不超过窗高的二倍。更深的地侧窗只能保证有限深度的采光要求，深度不超过窗高的二倍。更深的地方已采用人工照明补充，方已采用人工照明补充，注意注意注意注意：31克服侧窗采光照度变化剧烈，提高房间深处的照度的措施：克服侧窗采光照度变化剧烈，提高房间深处的照度的措施：克服侧窗采光照度变化剧烈，提高房间深处的照度的措施：克服侧窗采光照度变化剧烈，提高房间深处的照度的措施：1、提高窗位置，可提高房间深处的照度，均匀性能得到很大改善。提高窗位置，可提高房间深处的照度，均匀性能得到很大改善。2、采用乳白玻璃、玻璃砖等扩散透光材料，或采用将光线折射至顶棚的、采用乳白玻璃、玻璃砖等扩散透光材料，或采用将光线折射至顶棚的折射玻璃，提高房间深度的照度，利于加大房间进深，降低造价。折射玻璃，提高房间深度的照度，利于加大房间进深，降低造价。32天然光的控制与调节天然光的控制与调节333、采用倾斜顶棚采用倾斜顶棚，接受更多的天然光，提高顶棚亮度，使顶棚成为，接受更多的天然光，提高顶棚亮度，使顶棚成为照射房间深处的第二光源。照射房间深处的第二光源。4、在多层建筑中，、在多层建筑中，侧窗位置较低时，将上面几层往里收，增加一些侧窗位置较低时，将上面几层往里收，增加一些反射屋面反射屋面，当屋面刷白时，对上一层室内采光效果明显。，当屋面刷白时，对上一层室内采光效果明显。5、在晴天多的地区，朝北、在晴天多的地区，朝北房间采光不足，将对面建房间采光不足，将对面建筑（南向）立面处理浅色，筑（南向）立面处理浅色，使墙面成为一个亮度高的使墙面成为一个亮度高的反射光源，增加北向房间反射光源，增加北向房间的采光量。的采光量。34大进深办公楼采用倾斜顶棚的实例大进深办公楼采用倾斜顶棚的实例办公室采光方案办公室采光方案35侧窗位置较低，人眼很易见到明亮的天空，形成眩光侧窗位置较低，人眼很易见到明亮的天空，形成眩光，为了减少，为了减少侧窗的眩光，可采用水平挡板、窗帘、百页、绿化等办法减少眩光。侧窗的眩光，可采用水平挡板、窗帘、百页、绿化等办法减少眩光。医医院院病病房房，成成功功的的采采光光设设计计方方案案36373839403.3.2、天窗、天窗：采光系数最高值一般在跨中，最低值在柱采光系数最高值一般在跨中，最低值在柱子处。子处。由于天窗布置在屋顶上，位置较高，由于天窗布置在屋顶上，位置较高，处在视野范围外，不易形成眩光；另外，处在视野范围外，不易形成眩光；另外，便于组织自然通风。便于组织自然通风。3.3.2.1、矩形天窗、矩形天窗在单层工业厂房中，矩形天窗应用很普遍，在单层工业厂房中，矩形天窗应用很普遍，它它实质上相当于提高位置的成对高侧窗。实质上相当于提高位置的成对高侧窗。41v 矩形天窗的采光效率（矩形天窗的采光效率（进光量与进光量与窗洞面积的比）窗洞面积的比）决定于决定于窗子与窗子与房间剖面尺寸的关系房间剖面尺寸的关系：1）、天窗宽度（）、天窗宽度（b mo）（天窗跨度）天窗跨度）：对照度水平和照度均匀度都有影：对照度水平和照度均匀度都有影响，在一定范围内加大跨度能提高响，在一定范围内加大跨度能提高平均照度并改善均匀度；平均照度并改善均匀度；但超过限但超过限度会造成邻跨间天窗的互相遮挡。度会造成邻跨间天窗的互相遮挡。合适的比例应为合适的比例应为 b mo=0.40.6b2）、天窗位置的高度（）、天窗位置的高度（h x）:天窗下沿至工作面的高度。天窗下沿至工作面的高度。h x 愈高则照度愈愈高则照度愈低，但均匀度变好；天窗低，效果正相反。从采光角度来看，一般以低，但均匀度变好；天窗低，效果正相反。从采光角度来看，一般以之间。之间。Bd-天窗间距天窗间距423）、天窗间距（）、天窗间距（bd）:指天窗轴线间距离。从照度均匀性来看，它愈指天窗轴线间距离。从照度均匀性来看，它愈小愈好，但这样天窗数量增加，构造复杂，不能太密。小愈好，但这样天窗数量增加，构造复杂，不能太密。一般小于天一般小于天窗位置高度的窗位置高度的4倍以内。倍以内。4）、相邻天窗玻璃间距（）、相邻天窗玻璃间距（b g）:若太近，则相互挡光，影响室内照若太近，则相互挡光，影响室内照度，其值一般度，其值一般取相邻天窗高度和的取相邻天窗高度和的1.5倍倍。5）、窗子的倾斜度）、窗子的倾斜度：窗子仰面倾斜设置能增大采光量。：窗子仰面倾斜设置能增大采光量。与水平面成与水平面成60度的度的“梯梯”形天窗，比相等面积的矩形天窗，可提高工作面照度形天窗，比相等面积的矩形天窗，可提高工作面照度4060%，但易积尘积雪，射进日光，要根据情况权衡得失。，但易积尘积雪，射进日光，要根据情况权衡得失。以上几种尺度是相互影响的，在设计以上几种尺度是相互影响的，在设计时应综合考虑。时应综合考虑。对于矩形天窗，对于矩形天窗，窗面积和地板面积的窗面积和地板面积的比值（称窗地比）增加到比值（称窗地比）增加到35%时，室时，室内照度不再增加。内照度不再增加。这种天窗常用于中这种天窗常用于中等精度工作，以及车间内有一定通风等精度工作，以及车间内有一定通风要求时采用。要求时采用。433.3.2.2、横向天窗（横向矩形天窗）、横向天窗（横向矩形天窗）横向矩形天窗横向矩形天窗是将屋面板隔跨分是将屋面板隔跨分别设在屋架上弦和下弦位置，窗扇立别设在屋架上弦和下弦位置，窗扇立在屋架外侧，紧贴屋架，也成下沉式在屋架外侧，紧贴屋架，也成下沉式天窗。这种天窗省去了天窗架，但施天窗。这种天窗省去了天窗架，但施工复杂。工复杂。横向采光均匀度好，自然通横向采光均匀度好，自然通风效果好，适合热车间。风效果好，适合热车间。据有关资料介绍，据有关资料介绍，横向天窗的造价仅为矩形天窗的横向天窗的造价仅为矩形天窗的62%，而采光效果则和矩形天窗差不多。而采光效果则和矩形天窗差不多。横向天窗不宜用于跨度较小的车间。横向天窗不宜用于跨度较小的车间。为了减少直射阳光射入车间，为了减少直射阳光射入车间，应使车间的长轴朝向南北应使车间的长轴朝向南北，这样，玻璃面也就朝向南北，有利于防止阳光直射。这样，玻璃面也就朝向南北，有利于防止阳光直射。443.3.2.3、锯齿形天窗、锯齿形天窗锯齿形天窗的特点是屋顶倾斜，可以利用顶棚的反射光锯齿形天窗的特点是屋顶倾斜，可以利用顶棚的反射光，采采光效率比矩形天窗约高光效率比矩形天窗约高1520%。当窗口朝北布置时，完全接。当窗口朝北布置时，完全接受北向天空漫射光，光线稳定，直射日光不会照进室内，因而受北向天空漫射光，光线稳定，直射日光不会照进室内，因而减小了室内温湿度的波动及眩光减小了室内温湿度的波动及眩光。锯齿形天窗非常适于在纺织车间、美术馆等建筑使用。锯齿形天窗非常适于在纺织车间、美术馆等建筑使用。多垮的大面积锯齿形天窗都从单一方向进光，多垮的大面积锯齿形天窗都从单一方向进光，光的方向性强，光的方向性强，面向天窗和背向天窗的垂直面照度有较大的差异面向天窗和背向天窗的垂直面照度有较大的差异，为此，为此，一方一方面要尽量提高顶棚反射率，增加反射光强度，另一方面，机器面要尽量提高顶棚反射率，增加反射光强度，另一方面，机器设备、货架等要与天窗方向成设备、货架等要与天窗方向成90度布置度布置,避免与天窗平行避免与天窗平行.天窗间距应不超过天窗下沿高度的天窗间距应不超过天窗下沿高度的22.2倍，以保证工作面的倍，以保证工作面的昼光照度均匀。昼光照度均匀。45l l锯齿形天窗锯齿形天窗锯齿形天窗锯齿形天窗 充分利用顶棚充分利用顶棚充分利用顶棚充分利用顶棚 的反射光的反射光的反射光的反射光天窗间距应不超过天窗天窗间距应不超过天窗下沿高度的下沿高度的22.2倍，倍，463.3.2.43.3.2.4平天窗平天窗平天窗平天窗 这种天窗是在屋面直这种天窗是在屋面直接开洞，铺上透明材接开洞，铺上透明材料（如料（如钢化玻璃、夹钢化玻璃、夹丝平板玻璃、玻璃钢、丝平板玻璃、玻璃钢、塑料等）。塑料等）。平天窗用于平天窗用于坡屋面坡屋面，也可用于坡度较小的也可用于坡度较小的屋面上。屋面上。可做成可做成采光罩、采光罩、采光采光板、板、采光带采光带。构造上。构造上比较灵活。比较灵活。47平天窗结构简单，施工方便，平天窗结构简单，施工方便，其造价仅为矩形天窗的其造价仅为矩形天窗的2137%。平天窗的玻璃接近水平，它平天窗的玻璃接近水平，它在水平面的投影面积（在水平面的投影面积（S b）比同样面积的垂直窗的投影比同样面积的垂直窗的投影面积（面积（S a）大。大。平天窗平天窗布置在布置在屋面中部偏屋脊处屋面中部偏屋脊处（如（如b）均匀性和采光系数平均值较均匀性和采光系数平均值较好。好。天天窗间距（窗间距（d c）最好保持在窗位置最好保持在窗位置高度（高度（h x）的的2.5倍的范围内，倍的范围内，以保以保证必要的均匀性。证必要的均匀性。48由于防水和安装采光罩的需要，在平天窗开口周围都需设由于防水和安装采光罩的需要，在平天窗开口周围都需设置一定高度的肋，置一定高度的肋，称为井壁称为井壁。井壁高度和井壁高度和井口面积的比井口面积的比例影响采光口例影响采光口的采光效率。的采光效率。井口面积相对井口面积相对于井壁高度愈于井壁高度愈大，则进光愈大，则进光愈多。多。将井壁做成倾斜的办法，不仅能将井壁做成倾斜的办法，不仅能增加采光量，还能改善采光均匀增加采光量，还能改善采光均匀度度49平天窗玻璃一般做成固定，在需要通风的车间，应另设平天窗玻璃一般做成固定，在需要通风的车间，应另设通风屋脊或通风孔，通风屋脊或通风孔，通风孔和采光口离远一点较好通风孔和采光口离远一点较好，以减，以减少由通风口气流中的灰尘在玻璃上堆积。少由通风口气流中的灰尘在玻璃上堆积。热带地区使用平天窗热带地区使用平天窗，日光很容易长时间照射室内，不，日光很容易长时间照射室内，不仅产生眩光仅产生眩光,而且夏季强烈的热辐射使室内温度过热，要而且夏季强烈的热辐射使室内温度过热，要采用遮阳，加强通风降温。采用遮阳，加强通风降温。北方寒冷地区，北方寒冷地区，冬季在玻璃内表面会出现凝结水，冬季在玻璃内表面会出现凝结水，应将玻应将玻璃倾斜成一定角度璃倾斜成一定角度，使水滴沿着玻璃面流到边沿，滴到特，使水滴沿着玻璃面流到边沿，滴到特制的水沟里。制的水沟里。也可用双层玻璃也可用双层玻璃以提高玻璃内表面温度，既以提高玻璃内表面温度，既可避免冷凝水，又可减少热损耗可避免冷凝水，又可减少热损耗50515253 谢谢！谢谢！54
