天然采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).docx

天然采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)天然采光設(shè)計(jì)是以太陽(yáng)為光源的建筑環(huán)境采光設(shè)計(jì)。天然光不僅照亮環(huán)境，使我們看清并認(rèn)知周圍的環(huán)境，獲得80%人類賴以生存的環(huán)境信息，而且日光的晝夜更迭，明暗變化，支配著人體的生物鐘，控制著生活起居周期和生命節(jié)律。陽(yáng)光還制造維生素和諸多營(yíng)養(yǎng)物，使人們保持身心健康。而且，人眼在天然光條件下比在人工光下具有更高的視覺功效因此，搞好天然光環(huán)境設(shè)計(jì)，具有十分重要的意義。它有利于節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，并可為建筑環(huán)境增“光”添“彩”。一、天然采光基本知識(shí)天然光特性（又稱光氣候特征）1.天然光的組成和影響因素天然光源可分為直射日光和天空光兩類：（1）直射日光：太陽(yáng)光穿過大氣層，射到地面，稱為直射日光。由于地球與太陽(yáng)相距很遠(yuǎn)，可認(rèn)為直射日光是平行射到地面的。直射日光照度大，具有方向性，會(huì)在被照物體后形成陰影；（2）天空光：又稱天空擴(kuò)散光，是部分陽(yáng)光經(jīng)過大氣層上空氣分子、灰塵、水蒸氣微粒等多次反射，在天空形成的具有一定亮度的天然光源。天空光照度較低，無一定方向，不能形成陰影；（3）地面反射光：直射日光和天空光經(jīng)地面反射及地面和天空之間多次反射，使地面照度和天空亮度有所增加，這部分光源稱地面反射光。一般在采光設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮地面反射光的影響；（4）光氣候：指由直射日光、天空光和地面反射光形成的天然光平均狀況。（5）晴天：云量占天空30%以下的無云或少云天氣。晴天地面照度由直射日光和天空光疊加形成。直射日光占90%，天空光占10%.天空最亮處在太陽(yáng)附近，太陽(yáng)亮度達(dá)20萬(wàn)熙提（sb）（1熙提=104cd/），天空亮度一般為0.22.0熙提。離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，亮度越低，最低值在與太陽(yáng)呈90o角處。因此，建筑物朝向?qū)Σ晒庥绊懞艽蟆３?yáng)房間面對(duì)太陽(yáng)所處的半邊天空亮度較高，室內(nèi)照度也較大；（6）全云天（陰天）：天空全部為云所遮蓋的天氣。這時(shí)，無直射日光，只有天空擴(kuò)散光。全云天天空的亮度分布，可按式（2-25）計(jì)算：式中Lz天頂亮度，cd/，它是接近地平線處天空亮度的3倍；Lo仰角為的天空亮度，cd/；計(jì)算天空亮度處的高度角（仰角）。國(guó)際采光協(xié)會(huì)命名這樣的天空為CIE全陰天空。采光設(shè)計(jì)與計(jì)算都假定天空為全陰天空。在全陰天空下，地平面的照度Ew用下式計(jì)算：式中Ew地面照度，lx；Lz天空亮度，cd/.2.影響天然光的因素影響天然光的因素有：太陽(yáng)高度角、云量、云狀、日照率、地理緯度以及海拔高度等。3.采光標(biāo)準(zhǔn)（1）采光系數(shù)：采光系數(shù)C是指室內(nèi)給定水平面上某一點(diǎn)由全陰天天空光所產(chǎn)生的照度（En）與同一時(shí)間同一地點(diǎn)，在室外無遮擋水平面上由全陰天天空光所產(chǎn)生的照度（Ew）的比值，即利用采光系數(shù)，可根據(jù)室內(nèi)照度標(biāo)準(zhǔn)換算出所需的室外照度，或由室外照度求出室內(nèi)照度。（2）采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值采光標(biāo)準(zhǔn)將視覺工作分為IV級(jí)，并規(guī)定各等級(jí)天然光照度最低值分別為250，150，100，50及25lx.定義室內(nèi)完全利用天然光工作時(shí)的室外天然光最低照度為“臨界照度”，其值為50001x.根據(jù)臨界照度值，可將室內(nèi)天然光照度換算成采光系數(shù)。由于不同采光口類型在室內(nèi)形成不同的光分布，故采光標(biāo)準(zhǔn)依照不同采光口類型，提出不同的要求。頂部采光時(shí)，采用平均值。側(cè)面采光時(shí)，室內(nèi)光線變化大，故規(guī)定用采光系數(shù)最低值。注：1.兼有側(cè)窗和天窗的混合采光，側(cè)窗取采光系數(shù)最低值Cmin（%），天窗取采光系數(shù)平均值Cav（%）；2.計(jì)算點(diǎn)的確定，單側(cè)窗取窗對(duì)面距內(nèi)墻1m的點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)；矩形天窗當(dāng)為單跨或邊跨時(shí)取距外墻內(nèi)面lm處的點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)，其余情況按民用建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的附錄B確定；3.亮度對(duì)比小的、級(jí)視覺作業(yè)，其采光等級(jí)可提高一級(jí)采用。4.光氣候分區(qū)我國(guó)各地光氣候有很大區(qū)別，如采用同一采光標(biāo)準(zhǔn)顯然是不合理的。因此，采光標(biāo)準(zhǔn)將我國(guó)劃分為IV個(gè)光氣候區(qū)，用光氣候系數(shù)與相應(yīng)室外臨界照度表示各區(qū)天然光照度的高低，見圖213與表2-3.其中，天然光最豐富的地區(qū)是西北和北部地區(qū)，向南逐步降低，四川盆地最低。各區(qū)具體的采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為采光標(biāo)準(zhǔn)所列的采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值乘上光氣候系數(shù)。二、采光口形式及特性（一）采光口形式1.采光口室內(nèi)裝有玻璃等透光材料的孔洞統(tǒng)稱為采光口。采光口可分為側(cè)窗和天窗兩種。二者兼有的室內(nèi)采光，稱為混合采光。2.側(cè)窗側(cè)窗是在房間外墻上開的采光口。其中窗底離地面2m以上的側(cè)窗，稱為高側(cè)窗。側(cè)窗采光的優(yōu)點(diǎn)是光線的方向性好，有利于形成陰影，適于觀看立體感強(qiáng)的物體，并可觀看室外景觀。缺點(diǎn)是照度分布不均勻，近窗處照度高，離窗遠(yuǎn)處水平照度下降很快。當(dāng)采光面積相等且窗底標(biāo)高相同時(shí)，正方形窗口采光量（指室內(nèi)各點(diǎn)照度總和）最大，豎長(zhǎng)方形次之，橫長(zhǎng)方形最小。但從照度均勻性看，豎長(zhǎng)方形沿進(jìn)深方向均勻性最好，橫長(zhǎng)方形沿寬度方向較均勻。影響室內(nèi)橫向采光均勻性的主要因素是窗間墻。窗間墻愈寬，橫向均勻性愈差。側(cè)窗的朝向?qū)κ覂?nèi)光分布也有較大影響。晴天南向側(cè)窗采光量大，但不穩(wěn)定，有直射光；東西兩側(cè)窗采光量不穩(wěn)定，早晚有直射光；北向單側(cè)窗采光量小，但穩(wěn)定。側(cè)窗分單側(cè)窗、雙側(cè)窗和高側(cè)窗三種，高側(cè)窗主要用于倉(cāng)庫(kù)和博覽建筑。3.天窗天窗即頂部采光口。天窗最大優(yōu)點(diǎn)是有利于采人光量并使照度均勻分布。天窗可以有如下幾種形式：（1）矩形天窗：這種天窗位置較高，不易形成眩光。為避免直射陽(yáng)光射人室內(nèi)，天窗的玻璃最好朝南北向。（2）橫向天窗（橫向矩形天窗）：這種天窗的玻璃也宜朝南北向。（3）鋸齒形天窗：這種天窗有傾斜的頂棚做反射面，增加了反射光，采光效率比矩形天窗高，窗口一般朝北。（4）平天窗：特點(diǎn)是采光效率高，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意采取防止光污染、防直射陽(yáng)光影響和防止結(jié)露的措施。（5）井式天窗：這種窗主要用于通風(fēng)兼采光。（二）采光口尺寸及窗地面積比采光口的尺寸與面積一般先用建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的窗地面積比（Ac/Ad）估算。如對(duì)類光氣候區(qū)的單層普通玻璃窗的面積用建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的表5.0.1估算。注：1.此表按類光氣候區(qū)計(jì)算，其他氣候區(qū)應(yīng)乘以表23中的光氣候系數(shù)K；2.對(duì)I、類采光等級(jí)的建筑，若開窗面積受限，采光系數(shù)可降至級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。照度不足部分用人工照明補(bǔ)充，但天然光和人工光的總照度不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定照度的1.5倍。我國(guó)住宅建筑規(guī)范（GB503682005）規(guī)定，住宅中的臥室、起居室（廳）、廚房應(yīng)設(shè)置外窗，窗地面積比不應(yīng)小于1/7。四、天然采光的控制與調(diào)節(jié)為了調(diào)節(jié)采光量，改善室內(nèi)照度分布，減少或防止眩光，創(chuàng)造舒適宜人的室內(nèi)光環(huán)境，經(jīng)常需要對(duì)采光口采取遮光和控光措施：1.透光材料利用乳白玻璃等擴(kuò)散透射材料，或采用能將光線擴(kuò)散到天棚的折射玻璃或反光板等，增加房間進(jìn)深方向的照度，改善室內(nèi)照度均勻度；還可利用玻璃磚之類既可透光、折射，又不透明的材料來控光。2.窗簾百葉窗簾可起透光和擋光作用。百葉多用于朝南、朝東和朝西的窗口，通過調(diào)整其葉片的傾角，可起控光作用。3.遮陽(yáng)板遮陽(yáng)板可以阻擋直射日光，防止眩光，使室內(nèi)照度均勻。水平式遮陽(yáng)板可遮擋從上方投射的光線，適用于南向窗口；垂直式遮陽(yáng)板能遮擋高度角較小，從窗側(cè)斜射的陽(yáng)光，適用于東北、北和西北向窗口；綜合式遮陽(yáng)板能有效地遮擋高度角中等、從窗側(cè)斜射的陽(yáng)光，適用于東南和西南向窗口；擋板式遮陽(yáng)板可遮擋高度角較小，正射窗口的陽(yáng)光，適用于東西向附近的窗口。五、采光質(zhì)量（1）I級(jí)頂部采光的采光均勻度（最低采光系數(shù)與平均采光系數(shù)之比）不宜小于0.7，側(cè)面采光不作規(guī)定；（2）生產(chǎn)車間側(cè)面采光窗不舒適眩光指數(shù)DGI標(biāo)準(zhǔn)：20時(shí)無眩光感覺，23時(shí)有輕微眩光感覺，25時(shí)眩光可接受，27時(shí)感到不舒適，28時(shí)眩光嚴(yán)重，但能忍受；（3）改善采光質(zhì)量時(shí)，不應(yīng)