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第二篇光环境第8章天然采光8.1.光气候8.2.采光标准8.3.采光口特性8.4.采光设计及计算光气候:是指影响室内光照度的室外各种因素的总称。8.1.光气候8.1.1昼光光谱昼光光源及其光谱外大气层:吸收短波和紫外线热电离层:吸收中波和紫外线中大气层:吸收长波和紫外线同温层:对流层:大气对光的吸收蓝色天空的行成-----瑞利散射到达地面的昼光光源光谱昼光在大气中的变化昼光的组成:直射光和扩散光(天空光).直射光照度高,会形成阴影,变化很快，在采光计算中不考虑。天空光相对稳定，是建筑采光的主要光源。8.1.2昼光组成8.1.3影响昼光的因素(1)太阳高度角(2)大气透明度(3)相对于太阳的位置A.晴天条件下(无云或0~3级)•太阳位置与天空亮度CIE晴天天空亮度分布CIE晴天天空亮度的计算与天顶亮度有关,与三个角度Z0、γ、ζ有关•(1)太阳高度角•(2)大气透明度•(3)云状•(4)地面反射B.全阴天条件下CIE全阴天天空亮度的计算CIE标准全阴天空——适用于最低限度条件的采光设计Lө=Lz(1+2sinө)/3cd/m2均匀天空亮度分布——适用于简化的采光设计8.1.4我国光气候概况日照率、云量、云状昼光分析中太阳轨迹绘制方法1.5昼光遮挡分析图太阳轨迹的另一种描述天空半球模拟直射光和天空亮度的原理全阴(均匀)天空模型8.2.采光标准（1）充分利用自然资源（2）保护视力和提高生产率（3）对于节能有重要意义8.2.1天然采光的意义8.2.2天然采光标准制定所考虑因素A.考虑视觉要求:保护视力和提高工作效率。B.考虑工作时间:考虑到我国大部分地区是早晨8点至下午6点间上班,以保证10小时的白天采光来确定开窗大小。C.考虑最不利的情况:不考虑直射光,以冬季全阴天的照度为采光基准来考虑。最不利时能满足要求,其他天气状况也能满足要求。D.考虑开窗的大小:在同一地区,室外照度一定的情况下,开窗的大小直接影响室内照度;窗大意味着可开灯的时间短;窗小意味着要开灯的时间长.以保证10小时的白天采光来确定开窗大小.采光设计实质是要确定窗的大小。E.考虑室外照度对室内照度的影响:在窗开口相同时，室外水平照度越大,室内照度也越大，两者的比值是相对稳定的，即Ei/Eo为定值；这意味着要保证室内所需的照度Ei，则必需某一水平的室外照度。为了保证白天10小时不开灯，对于室外照度大的地区，窗可开小些，反之则要大一些。F.用规定采光系数的方法以间接规定窗的大小.采光系数:阴天室内某点照度与同一时刻室外水平照度之比。C=En/Ew×100%临界照度:室内需要开灯时的室外照度，对某一地区，用10小时不开灯确定临界照度。确定了早晨8：00和下午18：00室外临界照度,就可保证10小时室内照度En。标准通过规定采光系数,从而规定开窗大小。临界照度的确定方法:我国光气候分区。Ⅲ区为标准,取，5000lx,其他区，用修正的方法修正，从Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分，别为0.85、0.9、1.0、1.1、1.2。8.2.3天然采光标准8.3.采光口及采光特点8.3.1侧窗的形式及采光特点（1）侧窗的类型:单侧窗\双侧窗低侧窗\高侧窗（2）优点视野良好构造简单施工方便造价低廉b随形状而变化c随位置而变化（3）采光特点a有方向性，随纵深减小d随窗台位置而变化e随窗长度而变化f.随阴晴天和朝向而变化g.易受外界物体和墙厚遮挡h.随采光玻璃而变化i易产生眩光8.3.2天窗的类型及采光特点(1)矩形天窗:由屋架上的天窗架和窗扇组成影响采光因素:A.天窗跨度bmo:影响平均照度和均匀度.0.5bB.天窗位置的高低hx:位置高,均匀性好,平均值下降.0.35~0.7bC.天窗间距bd:越小,均匀度越好,但不能太密.4hxD.相邻天窗玻璃间距bg:太小,有互相遮挡，4hc.E.跨数影响.F.玻璃面积:窗地面积比一般为35%,最大采光系数不超过5%特点:照度较均匀,不易有眩光,一般用于中等精密工作和有一定通风要求的房间.南北向布置为好.(2)梯形天窗:玻璃倾斜的矩形天窗特点:采光量明显增加,均匀度下降。玻璃易积尘,构造复杂,易有眩光。(3)横向天窗:利用屋架的上下部分,省去天窗架,降低建筑高度。造价为矩形天窗62%,采光效果和特性与矩形天窗差不多。施工稍麻烦，屋架杆断面大小对采光有影响；长轴南北向布置,用于跨度较大的厂房。(4)井式天窗:用于需通风的热车间,一般不设窗扇,需作多排挡雨板和屋面挑檐,采光效果差,C1%;用透明玻璃作挡雨板可改善采光效果,但存在清屑泻问题。(5)锯齿形天窗:特点:充分利用顶棚的反射光；采光效果较矩形天窗好可达7%；相同采光系数下可较矩形天窗省玻璃15~20%；朝向北面以避免眩光；照度较均匀。适合于恒温恒湿车间,如纺纱、织布、印染等；满足精密车间工作要求。锯齿形天窗具有高侧窗特点，有一定方向性。窗可做成斜式（6）平天窗特点：直接设在屋面上；无需天窗架，施工方便，结构简单，造价低（为矩形天窗21~37%），降低建筑高度。采光效率高，布置灵活，易于达到均匀照度。可作成大面积采光顶棚、带形或板式天窗。采光罩：井壁高度和井口面积影响采光。井口指数：IW=0.5H(W+L)/WLIW=H/D