基于采光能效概念的住宅采光窗口设计研究[2]

　　4 以窗户面积为条件的采光能效计算与应用

　　至此，采光能效的概念得以比较全面的呈现，而这一概念涉及到了室内物理环境设计的不同层面，在具体的设计实践如何应用，还需要从实践的角度认识和说明。

　　本文利用Daysim 软件对图3 所示户型中的主卧室进行了采光分析，如图，主卧室朝向为南向，层高2900mm， 采光窗的宽度为1800mm， 窗高为2000mm，窗台高度为300mm，窗墙面积比为0. 31。设房间墙面、屋顶和地面的反射比分别为0. 75、0. 75 和0. 35，中空玻璃的透射比取0. 81， 窗结构的挡光折减系数取0. 75，窗玻璃的污染折减系数取0. 9，取A 点为计算点，软件的分析结果见图4。由图中可见，A 点的采光系数为0. 71，不满足采光设计标准的要求，需要改变窗户形式以改善室内的采光效果。使用增加窗洞口面积的方法来改变A 点的采光系数时，选择增加窗户宽度和减少窗上沿高度两种方法，对主卧室的采光窗面积进行调整以改善A 点的采光系数值。

　　(1) 增加窗户宽度

　　在原有窗户面积的基础上，依次增加窗户的宽度，使窗墙面积比在0. 3 ～ 0. 5 之间变化，可得室内A 点的采光能效的示意图，如图5 所示，说明随着窗户宽度的增加采光能效的值保持不变，与上一节的分析结果相同，此时采光能效的值等于直线的斜率，为1. 09 大于1，即在整个变化过程中采光系数和建筑耗热量指标的相对变化速度都在合理的范围之内。在采光能效的计算过程中可得当窗户宽度为2400mm 时，A 点的采光系数可以达到1% ，窗户宽度为2400mm 时，A 点的采光系数值见图6，可见此时A 点的采光系数为1. 07% ，窗墙面积比为0. 42，满足了建筑采光设计标准和住宅建筑节能标准的要求。

　　当f( q′H) 呈线性规律变化，采光能效值保持不变，且直线的斜率高于最低采光能效值时，应选择规范要求采光系数或建筑耗热量指标所对应的点的窗户形式为最终的设计结果; 当直线斜率小于最低采光能效值时，说明在这种情况下，所选择的调整方式不能满足采光能效对于采光系数和建筑耗热量的变化规律的要求，应选择其他采光能效值高的变化条件对建筑形式进行调整。

　　(2) 增加窗户高度

　　同样以原有窗户为基础，在窗墙面积比允许的范围内，依次减少窗户上沿的高度以增加窗户的高度，可得室内A 点的采光能效的示意图，如图7 所示，由图中可以看出以窗户上沿高度变化为条件时，采光能效的值随窗户面积的变化而变化，当采光能效的值0. 86 时，所对应的点为M 点，取M 点即为变化窗户上沿高度时的临界点， 此时窗户高度为2200mm 时，窗墙面积比为0. 35，A 点的采光系数值见图8，由图中可知，此时A 点的采光系数值为0. 98% ，接近于1%。而当采光能效临界点对应的采光系数不能满足建筑采光设计标准的要求时，应另行选择其它采光能效值较大的变化条件进行调整，达到最大程度的节约建筑能耗的目的。

　　5 总结

　　可见，采用采光能效这一概念，我们可以明确建筑形式变化时采光系数和耗热量指标两者的变化的相对情况，从而可以使建筑师根据设计需要对设计方案作出相应的判断和调整，在保证室内采光效果的同时最大限度地实现建筑节能，是整合了采光和建筑耗热量要求的一种全新的设计方法。