2022年建筑物理天然采光重点总结 .pdf

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1、第八章天然采光第一节光气候和采光标准1、光气候：所谓光气候就是由太阳直射光、天空光和地面反射光形成的天然光平均状况。2、天然光的组成和影响因素：太阳是天然光的光源。日光在通过地球大气层时被空气中的尘埃和气体分子扩散，结果，白天的天空呈现出一定的亮度，这就是天空光。天然光是直射日光与天空光的总合。3、地面照度来源于日光和天空光，其比例随太阳高度与天气而变化。通常，按照天空中云的覆盖面积将天气分为三类：a 晴天云覆盖天空的面积占 00.3；b 多云天云占 0.3 0.7；c 全阴天云占 0.81 4、晴天时，地面照度主要来自直射日光；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。全阴

2、天则几乎完全是天空扩散光照明。多云天介于二者之间，太阳时隐时现，照度很不稳定。5、晴天天空的亮度与太阳高度和方位两个因素有关。晴天同阴天相反，除去太阳附近的天空最亮以外，通常在地平线附近的天空要比天顶亮；与太阳相距约-90高度角的对称位置上，天空亮度最低。6、全云天：天空全部为云所遮盖，看不见太阳。室外天然光全部为扩散光，物体后面没有阴影。这时地面照度取决于：a 太阳高度角；b 云状；c 地面反射能力；d 气透明度。7、全云天天空在同一高度的不同方位上亮度相等，但是从地平面到天顶的不同高度上有以下的亮度变化规律：L：仰角为的天空的亮度（cd/m2）；Lz：天顶亮度（cd/m2）；：计算天空亮度

3、处的高度角（仰角）。8、天顶亮度约为地平线附近天空亮度的3 倍。由于阴天的亮度低，亮度分布相对稳定，而且朝向对室内照度影响小，因而使室内照度较低，照度分布也较稳定。这时，室外地面照度（以lx 为单位）在数值上等于高度角为42o处的天空亮度（以asb 为单位），即：E 地(lx)L42(asb)9、由立体角投影定律可以导出天顶亮度与地面照度在数量上的关系为：同样方法还可导出阴天的室外垂直面照度为：E 垂E地0.396 10、我国光气候概况：从日照率来看，由北、西北往东南方向逐渐减少，而以四川盆地为最低；从云量来看，大致是自北向南逐渐增多，新疆南部最少，华北、东北少，长江中下游较多，华南最多，四川

4、盆地特多；从云状来看，南方以低云为主，向北逐渐以高、中云为主。综上：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光为主。11、采光系数：采光系数（C）是室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度（En）与同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度（Ew）之比。两个照度值均不包括直射日光的作用。即12、用采光系数这一概念，就可根据室内要求的照度换算出需要的室外照度，或由室外照度值求出当时的室内照度，而不受照度变化的影)3sin21(zLL)(972mcdL(lx)Ez地%100wnEEC文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J

5、8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ

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9、0F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN

10、9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C

11、9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10响，以适应天然光多变的特点。13

12、、采光系数标准值：采光标准综合考虑了视觉试验结果、已建成建筑物的采光现状、采光口的经济分析、我国光气候特征、以及我国国民经济发展等因素，将视觉工作分为级，提出了各等级视觉工作要求的天然光照度最低值为250、150、100、50、25lx。我们把室内完全利用天然光进行工作时的室外天然光照度最低值称为“临界照度”，也就是室内开始需要采用人工照明时的室外照度值。14、经过不同临界照度值对各种费用的综合比较，还考虑到开窗的可能性，我国的采光标准规定临界照度值为5000lx。标准规定：采光系数标准值的选取，应符合下列规定:1应取采光系数的最低值Cmin；2 顶部采光应取采光系数的平均值 Cav；3 对兼

13、有侧面采光和顶部采光的房间，可将其简化为侧面采光区和顶部采光区，并应分别取采光系数的最低值和采光系数的平均值。15、采光标准按不同的采光口类型，分别提出不同的要求。顶部采光时，室内照度分布均匀，采光系数采用平均值。侧面采光时，室内光线变化大，故采光系数采用最低值。16、光气候分区：采光标准将全国划分为个光气候区。在建筑采光设计标准 中所列采光系数标准值适用于类光气候区。其它地区应按它所在不同的光气候区，选择相应的光气候系数。各区具体的采光系数标准值，为采光标准各表所列采光系数标准值乘上各区的光气候系数。17、照度均匀度：要求房间内的照度分布有一定的均匀度（在假定工文档编码:CD4T1W6R10

14、C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD

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21、：采光系数最低值/平均值；也可认为是室内照度最低值/室内照度平均值）。18、顶部采光时，级采光等级的采光均匀度要求不得小于0.7。侧面采光时，由于室内照度不可能做到均匀，以及顶部采光时，级视觉工作需要的开窗面积小，较难照顾采光均匀度，故此时对均匀度未作规定。19、眩光限制：在侧窗采光房间里，窗口位置较低，对于视线处于水平的工作场所极易形成不舒适眩光。标准提出可采取以下措施来减少窗口眩光：a 作业区应减少或避免直射阳光；b 工作人员的视觉背景不宜为窗口；c 可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少窗的视域；d 窗结构的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。20、控制眩光具体方法：a 窗台做成斜面；

22、b 高反射率的顶棚，并且利用室外反射提高顶棚亮度，减小对比；c 用半透明百叶减小高天空亮度区（2）；d 利用人工照明照亮窗周围的墙面。第二节采光口A 侧窗1、单侧窗：在进深不大，仅有一面外墙的房间，普遍利用单侧窗采光。主要优点：光线自一侧投射，光流有显著的方向性，使人的容貌和立体物件形成良好的光影造型。2、当工作位置与有窗的外墙相垂直布置时，有效地避免了光幕反射和不舒适眩光。此外，通过侧窗还能直接看到室外景物，窗子的构造文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10

23、文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10

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29、0F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10简单，维修方便，价格也便宜。3、影响单侧窗采光效果因素：a 室内一点获得的天空直射光数量是由该点透过窗子“看”到的天空面积大小决定的，离窗子愈远，“看”

30、到的天空面积愈小；b 全阴天空时，天顶要比地平线附近的天空亮得多；c 由窗子投射来的光线与受光平面的夹角越大，照度越高，投射角越小，照度越低（余弦定律）；d 室外景物对天空视域的遮挡。4、双侧窗：在相对两面侧墙上开窗能将采光进深增加一倍，同时缓和实墙与窗洞间的亮度对比。相邻两面墙上都开侧窗，在缓和墙与窗的对比上效果更显著，但采光进深增加有限。5、侧窗的采光特点是照度沿房间进深下降很快，分布很不均匀，虽可用提高窗位置的办法来解决一些，但这种办法又受到层高的限制，故这种窗只能保证有限进深的采光要求，一般不超过窗高的二倍。更深的地方宜采用人工照明补充。B 天窗1、矩形天窗：在单层工业厂房中，矩形天窗

31、应用很普遍。在各类天窗中，它的采光效率（进光量与窗洞面积的比）最低，但眩光小，便于组织自然通风。2、天窗跨度bk：对照度水平和照度均匀度都有影响。在一定范围内加大 bk能提高平均照度并改善均匀度；但超过限度会造成邻跨间天窗的互相遮挡，效果适得其反。合适的比例应为bk=0.40.6b（b 为建筑跨度或一列天窗分属的建筑宽度）。3、天窗位置的高低与天窗间距：天窗下沿至工作面的高度hx愈高则文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7

32、HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1

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35、K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8

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37、4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R1

38、0C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10照度愈低，但均匀度变好；天窗低，效果正相反。一般以 hx/dc0.450.70 为宜。当每跨仅有一列天窗时，dcb，hx/b 0.450.70。多跨厂房中的矩形天窗能受到相互交叉照射，天窗

39、位置高低对采光均匀度的影响不很显著。4、窗子的倾斜度：窗子仰面倾斜设置能加大受光立体角，从而增大采光量，但是它的构造复杂，容易积尘积雪，射进日光，所以要根据具体情况权衡得失。5、普通矩形天窗是在屋架上架起一列天窗架构成的，窗子的方向与屋架相垂直，称为纵向矩形天窗。天窗屋架增加了建筑高度，也加大了结构荷载（特别是风荷载），从而提高了建筑费用。6、横向下沉式天窗：将屋面板隔跨分别架设在屋架上弦和下弦位置，窗扇立在屋架外侧，紧贴屋架，称为横向矩形天窗，也称下沉式天窗。这种天窗省去了天窗架，但施工复杂一些。它的横向采光均匀度好，自然通风效果显著改善，对一些热车间很适用。7、锯齿形天窗：锯齿形天窗的特点

40、是屋顶倾斜。可以充分利用顶棚的反射光。采光效率比矩形天窗约高15%至 20%。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，因此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。大面积的轧钢车间或轻型机加工车间、超级市场及体育馆也有利用锯齿形天窗采光的实例。8、单层的进深不大的房间、或多层楼房的顶层，常设单列的斜顶天窗增加采光进深，或提高墙面的垂直照度，形成特殊的采光效果。斜文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K

41、10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 Z

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46、0文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F1

47、0Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10顶天窗在采光上的特点同锯齿形天窗类似。9、平天窗：形式很多，共同点是采光口位于水平面或接近水平面，因此，它们比所有其他类型的窗子采光效率都高得

48、多，约为矩形天窗的 225 倍。小型的采光罩更有布置灵活、构造简单、防水可靠等优点，近年在民用建筑中也用的越来越多了。10、平天窗采用透明的窗玻璃材料时，日光很容易长时间照进室内，不仅产生眩光，而且夏季强烈的热辐射会造成室内过热，所以，热带地区使用平天窗一定要采取措施遮蔽直射日光，加强通风降温。11、大面积采光顶棚：主要目的是形成一个接近大自然的全天候室内空间，采光质量无关重要，安全、防水、维修等问题是设计首先考虑的因素。12、带形或板式天窗：多数是在屋面板上开洞，覆以透光材料构成的。采光口面积较大时则设三角形或锥形钢框架，窗玻璃斜置在钢架上。屋面采光板，是我国目前应用较多的一种采光形式，在工

49、业建筑中多以大型屋面板为模数，分散地或成带形布置。13：采光罩：用有机玻璃、聚丙烯塑料或玻璃钢整体压铸的采光构件，有圆穹形、扁平穹形、方锥形等各种形状。采光罩的尺寸较小，一般为 1m2左右。在构造上分固定式和开启式。14、开启式可以自然通风，但是开关比较复杂。为了保温隔热，有的采光罩做成双层透光罩，中间为空气间层或填充保温材料。采光罩的特点是重量轻，构造简单，防水可靠，布置灵活。文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9

50、T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R10C7 HQ9T4C9H3J8 ZN9F10Y7K10F10文档编码:CD4T1W6R