以长江流域某村镇小型生态办公楼为例,利用采光模拟软件ECOTECT,在全阴天工况下分析了不同采光口设计方式对室内采光效果的影响;并通过对该建筑全年的自然采光效果现场实测,验证分析原始采光设计理念的正确性。模拟和实测结果均表明,对于该类小型大进深建筑,顶部采光及高侧窗采光较传统侧面采光更有效的提升室内中后部照度以及整体采光均匀度。实测结果同时也反映出合理的遮阳控制方式直接决定了采光设计理念的工程效果。
整个办公空间的工作面采光系数云图见图3,反映了采光口对空间照度的影响,近南窗的采光强度最高,顶部天窗下方照度次之,办公区隔墙处采光效果较差。经计算整个办公区域的平均采光系数为4.8%,采光均匀度为0.73,达到了设计标准要求,相较于单纯侧面采光仅0.42 的采光均匀度有了质的突破。
根据LEED 认证的要求对建筑春秋分日正午晴天工况进行不同采光口形式的自然采光模拟,以常规窗墙比的办公区2 及玻璃幕墙式办公区3 为例(如图4、5),结果显示单独下侧窗采光室内中后部照度明显不足,照度衰减梯度大;在引入高侧采光窗或天窗后,室内光通量在近窗衰减后得到了较好的补充,室内大部分区域都可达到工作照度指标。另外室内模拟测点中采光系数达到2%标准的比例均约为89%,完全达到了LEED 标准的要求,这一良好的自然采光环境为昼光照明替代人工照明提供了可能,也使建筑更具节能性。
2 新建与既有旧建筑的对比分析
为了验证设计的侧面与顶部相结合的自然采光方式在建筑实际应用中的效果,在全年各季节对该建筑进行跟踪测试。
2.1 测试参数选择及测点布置
在实际测试中可直接获得的采光参数为室内外照度、亮度,工作面照度是衡量办公室采光水平的直接因数。但室外照度水平受各种气象条件以及测试时段的选定而不断变化,同时也无法精确划分多云天和全阴天的界限。而室内光线的变化直接受制于室外天空条件,因此,不能仅用绝对照度来评价。而采用采光系数这一相对值来评价室内采光状态能够较为客观的评价室内采光效果,目前国际上也多用此参数分析采光实测值[4-5]。
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