基于Ecotect自然采光整體分析在幼兒園建筑中的應用

劉鋒濤,樓陽,趙 成,李相緣,王希雅,石覃寧

(廣西科技大學鹿山學院,廣西 柳州 545616)

引言

幼兒園是幼兒教育的重要場所。由于自然光有利于幼兒發育、提高幼兒教育水平、綠色環保可持續等特點,因此在幼兒園建筑設計中引入自然光有重大意義[2]。

隨著建筑節能在幼兒教育場所和建筑信息模型(BIM)技術被越來越多地關注,將BIM技術引入到建筑節能設計中也成為熱點研究方向[3]。Ecotect能夠充分利用BIM模型,有效提升建筑節能設計效率,本文利用Ecotect軟件平臺,對廣西某幼兒園項目室內光環境模擬。

1 項目概況

1.1 工程概況

本工程位于廣西壯族自治區某縣,規劃總用地面積約為20.0406畝,總建筑面積約為9181.56m2。其中幼兒園總建筑面積約為4861.38m2,托兒所總建筑面積約為4320.18m2。

1.2 氣候概況

本幼兒園所在縣屬于典型的亞熱帶季風氣候,氣候溫和,陽光充足,晝夜溫差大,雨量充沛,四季分明,無霜期長,冬寒、春暖、夏熱、秋涼。年平均溫度19.1℃,多年最高氣溫多在36-38℃之間,年極端最高溫度40.5℃,極端最低溫度-4.1℃。歷年總積溫為7008℃,全年≥10℃的活動積溫為6099℃,年均晝夜溫差7-10℃。年降雨量為1700毫米,年相對濕度75%。平均日照時數1573.6小時,無霜期平均為318天。

2 分析模擬

2.1 軟件選取

本本主要采用Ecotect建模及模擬計算的方式對幼兒園項目的室內光環境進行模擬,并分析判斷其室內主要功能空間的采光效果是否達到《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014要求。Ecotect是一個全面的技術性能分析輔助設計軟件,可以進行太陽輻射、熱、光學、聲學、建筑投資等綜合的技術分析。Ecotect的基本采光分析中采用的是CIE全陰天模式,這是一種最不利的采光條件,它非常適合于對建筑進行綜合采光評價,也符合我國目前的建筑采光規范《建筑采光設計標準》中所采用的的定義方法[4]。

Ecotect在計算方法上采用的是分項法。執行計算時,系統模擬陰天的天穹狀態,并自動形成探測光源,室內工作面上某點所能得到的晝光系數,取決于該點透過窗戶所能看到的光源布點,在天空中的位置和數量(天空組成成分),以及考慮到一次反射條件下,光源透過外部構造物反射進入室內、以及室內反射部分的總和。

2.2 參數設置

材料對光的吸收、反射與投射性能參數對建筑采光影響較大,而不同材質、顏色、表面狀況,其上述物理性能指標各有不同,需根據實際材料性狀對參數進行選值。本報告忽略室內家具等設施的影響,其它構造均根據設計圖紙進行,在模擬過程中考慮圍護結構壁面的反射系數、玻璃的可見光透射比等參數。

2.3 模型導入

通過Ecotect軟件建立模型,根據建筑總圖及各樓的建筑圖紙建立,模型中考慮各樓周邊建筑、陽臺、墻體的遮擋情況。整體模型效果見圖1所示。

a.食堂 b.托兒所、幼兒園圖1

2.4 模擬條件

模擬地點：廣西,模擬時間：2017年12月21日14∶00,天空狀態：全陰天狀態,模擬依據：《建筑采光設計標準》GB50033-2013,模型舉例：幼兒園

3 模擬成果

所有模擬均在距各層樓面0.8米處進行,異形幕墻簡化為矩形窗。模擬結果顯示一部分層(幼兒園B區一層)房間的整體采光系數和模擬數據匯總表情況如表1所示。

表1 整體采光系數和模擬數據匯總表

4 結束語

模擬結果顯示,項目大部分符合《綠色建筑評價標準》和《建筑采光設計標準》的要求,即托兒所、幼兒園每個主要功能空間采光系數值不低于標準值。

基于Ecotect自然采光整體分析,更加簡單和直觀的對BIM模型進行分析模擬,針對于建筑節能和綠色建筑設計,在方案階段優化提供了便捷,可靠的參考依據。