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    铁路客站天然采光现状及优化设计研究(第3页)
    《照明工程学报》2010—2012年优秀论文评选 优秀奖
    来源:照明工程学报 作者:罗涛 燕达 张野 彭琛 刘燕 杨允礼 浏览:1442人次 发布:2013-08-22
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    客站的天然采光对于室内环境有着重要影响,而大面积的透光围护结构往往又是建筑节能的薄弱环节,客站的采光设计需要在光和热之间寻求合理的平衡。课题组通过实测调研,掌握了现有客站的采光状况,分析确定了合理的采光需求; 并利用计算机模拟技术,对光热综合考虑,从建筑总体节能和改善室内环境两方面对采光进行优化,从而为后续的客站设计提供了参考和指导。

      3. 4. 1 中型客站采光优化设计

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      我们在Radiance 中建立了中型客站的模型,通过改变窗的形式( 侧窗和高侧窗) 和布置( 集中式开窗和分散式开窗) ,通过对比分析,确定优化设计方案,并给出相应的建议( 图15) 。

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      这里我们给出了三种对比方案,这3 种方案的开窗总面积相同,窗墙比约为0. 3。方案1 的外窗采用了集中式布置; 方案2 采用分散布置; 方案3的首层侧窗为分散式布置,二层的部分高侧窗为集中式布置。材料的参数设定如表5 所示。

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      经过计算,各方案首层和二层的采光计算结果如表6 所示。

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      可以看到,三种方案的采光水平均能满足采光设计标准要求( ≥2%) ,但各方案的最大值和最小值存在一定的差异,这表明不同方案的采光均匀度是不同的,为了解其差别,以下给出了这几种方案下的首层和二层采光分布情况。

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      从图16 来看,方案2、3 的采光均匀性均优于方案1,这表明对于首层( 层高6m) 而言,分散式的布置方式对于提高室内采光的均匀性是有利的。从图17 来看,方案1 和方案3 的采光均匀性要优于方案2,这表明对于二层( 层高10m) 而言,当窗高增加时,采用偏集中式的布置方案对于改善采光有利。三个方案中,方案3 的采光效果最佳,其低层窗采用了分散式布置,而高侧窗采用了集中式布置。同时也说明,对于进深不大的客站,采用侧面采光即可满足要求,本实例中进深是窗高的5 倍左右( 本案例为双侧采光) 。

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      3. 4. 2 大型客站采光优化设计

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      根据同样的方法可对大型客站的采光进行优化,为此我们在Radiance 中建立了大型客站的模型,通过改变窗的形式( 侧窗和天窗) 以及布置方式( 集中式和分散式) ,通过对比分析,确定优化设计方案,并给出相应的建议。所有模型中的窗墙比为0. 3,天窗与地面面积比为0. 1,天窗的透射比为50%,其他计算参数与小型客站的相同,此处不再赘述。首先,我们对只有侧面采光和顶部采光的情况进行了分析,模型如图18 所示。

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      图18 只采用侧窗或天窗的大型客站采光分析模型

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      这几种方案下的采光分布如图19 所示。

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      图19 只采用侧窗或天窗的采光分布

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      可以看到,当只有侧窗采光时,室内采光分布很不均匀,且存在大量采光较差的区域( 采光系数低于1% 或0. 5%) 。同样当只有天窗采光时,室内采光分布很不均匀,尤其是天窗集中布置时。而且由于客站中的乘客需要与室外有视线的交流,完全不用侧窗的采光设计也难以令人接受。

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      为此,我们对同时采用天窗和侧窗的几种方案进行了对比( 图20) 。

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      图20 同时采用天窗和侧窗的大型客站采光分析模型

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      其中,方案5 采用了集中的天窗和集中的侧窗布置; 方案6 采用了集中的天窗和分散的侧窗布置;方案7 采用了分散的天窗和集中的侧窗布置; 方案8 采用了分散的天窗和分散的侧窗布置。这几种方案的采光计算结果如表7 所示: 

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      这几种方案的采光水平均能满足采光设计标准要求,但均匀性有差异,这四种方案的采光分布如图21 所示。

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      图21 同时采用天窗和侧窗的采光分布

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      可以看到,当天窗面积比为0. 1 时,即可满足采光要求,从室内光环境和热环境的要求来看,不宜采用过大面积的天窗; 采用分散布置方案,室内采光的均匀性得到了明显的改善,尤其是天窗采用分散布置后的效果更好。值得说明的是,方案8 仍然存在优化的空间,通过进一步分散天窗,还可改善室内采光的均匀性。

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      3. 5 小结

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      通过上述模拟分析,可以得到以下结论:

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      ( 1) 从减低建筑总体能耗的角度,不宜采用过大面积的透光围护结构,综合考虑节能以及室内光环境等因素,客站的窗墙比取0. 3,天窗与地面面积比取0. 1 ( 当采用SC 值为0. 5 的普通透光材料时) 是较为适宜的参数值,当取值增加时应采取相应的节能措施。

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      ( 2) 客站透明围护结构的SC 值应根据气候区和客站特点进行选择。寒冷地区建议取为0. 6 ~0. 8,夏热冬冷和夏热冬暖地区建议取为0. 5 ~ 0. 6,温和地区建议取为0. 5 ~ 0. 8。

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      ( 3) 在上述窗墙比( 天窗比) 和窗性能参数的条件下,通过采光优化设计,能够满足采光的要求。

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      ( 4) 对于中型客站,应优先采用侧面采光的方式,同时增加窗户的高度有利于增加房间内进深较大区域的采光水平; 当采用单侧采光时,房间的进深宜控制在窗高的2. 5 倍左右,当采用双侧采光时,房间的进深可增加到窗高的5 倍左右; 当客站层高较高时,采用侧窗与高侧窗结合的设计可改善室内的采光效果。

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      ( 5) 对于进深较大的大型客站,仅依靠侧面采光难以获得满意的采光效果,采用天窗的效果较好,但透光围护结构面积应予以控制,不宜过大,同时采用分散布窗的方式可以改善室内的采光均匀度。

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     关键词Tags
    铁路客站 采光 节能 优化设计
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    中照网网友 在2016-12-29 17:53:27发表 
    伟然科技照明
    中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表 
    这个确实是事实,可是国家一边为了照顾经济发展,一边又没有投入资金对企业进行辅导,确实让企业也茫然。是无奈还是放任,这需…
    中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表 
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