合肥市某實驗樓室內光環境分析

馮雪峰 徐子龍 趙杰 汪娜

【摘 要】本文將借助相關軟件模擬某實驗樓采光環境，得出實驗樓標準層的采光系數平均值及照度，根據《建筑采光設計標準》中的采光指標進行光環境分析，目前教師辦公室主要集中在一二層，但自然采光不能滿足基本辦公要求，因此從光環境的角度，對實驗樓提出改進優化方案。

【關鍵詞】采光模擬；采光指標；室內光環境

中圖分類號： TU113 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0266-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.125

【Abstract】Based on computer simulation technology， this paper analyze the lighting environment of an experimental building using the average value of the daylight factor and the illumination.According to the Standard for Daylighting Design of Buildings，the teachers office is mainly focused on first or second floor，but the natural lighting can not meet the basic requirements，so forward an improved optimization program for the laboratory building.

【Key words】Lighting Simulation；Lighting index；Indoor light environment

0 引言

改革開放以來，高校的規模在不斷完善，校園面積擴大，學生、教職工等開始迅速增多，使各方面的費用較之前有了很大增長，尤其是能源消耗的費用，調查顯示，高校校園能耗約占社會總能耗的8%。因此，降低學校建筑能耗成為高校節能減排的工作重點。學校建筑功能比較多元，各高校在原校區擴建或改建大量的教學樓，重點是創造良好的校園文化環境、學生交往空間以滿足學生較高的需求層次，而忽視了對室內光環境質量的改善和提高。

自然采光能減少人工照明，能夠減少人工照明帶來的負荷，降低空調運行帶來的負荷。教學建筑不合理的外窗設計，將會使自然采光差，人工照明增加。怎樣降低由采光不足利用人工照明而浪費的能源是我們研究的主要內容。

本文主要研究一棟實驗樓的光環境，借助相關軟件進行光環境的輔助模擬，從而直觀地分析該建筑標準層的自然采光的薄弱區域。

1 建筑概況

本實驗樓是五層建筑，一二層層高分別為4.2米和3.9米，三到五層都是3.6米。建筑的朝向為坐北朝南，各建筑之間基本無遮擋情況。該建筑為綜合實驗樓，內設有會議室、大廳、辦公室以及學生上課的教室等，如圖1所示。每層的房間有所不同，有的是兩跨成一間，有的是三跨成一間，但基礎的一間大小是不變的，建筑模型如圖2。

2 模擬計算

2.1 選取參數

根據《建筑設計采光標準》（GB/T 50033-2013），按“中國光氣候分區”標準，查到實驗樓所在地區屬于Ⅳ類光氣候區，其室外天然光設計照度值取13500lx，側面采光時采光系數標準值為3%，室內天然光照度標準值為450lx，相對應的光氣候系數K值取1.10，所在地區的采光系數標準值應乘以光氣候系數K。因此，采光系數最低值為3.3%。

2.2 計算結果

采光分析采用的是全陰天模型，考慮在最不利的采光條件下進行模擬。經模擬后得到一層采光系數和照度效果圖，如圖3和圖4：

通過一層的模擬結果，可以看出，一層的平均采光系數為3.98%，平均照度為537.69lx，采光系數超過3.3%為31.71%，低于《綠色建筑評價標準》中的要求，靠近外窗的部分是滿足采光要求的，且光線良好，但隨著建筑進深的增加，采光效果明顯不足，采光照度基本滿足要求，但均勻度偏低。

3 優化建議

通過實驗樓的模擬結果，可以看出，一層標準層的采光效果明顯不足，且均勻度不符合要求。針對以上不足現象，提出以下幾點優化建議：

（1）合理安排房間使用功能。目前教師辦公室主要集中在一二層，但自然采光均勻度不高。不同于教師辦公室的使用時間較長，教室、實驗室或會議室是人員活動比較集中的場所，所以將教室、實驗室或會議室安排在一二層，教師辦公室安排在三四層，可以減少人工照明的使用時間。

（2）利用遮陽構件等方式，控制通過窗戶進入室內的太陽光線，減少光線直射，增大漫射光比例，提高均勻度。

（3）側面采光時，可加設反光板、棱鏡玻璃或導光管系統，改善進深較大區域的采光。

【參考文獻】

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