《天然采光》PPT课件(I)

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1、第七章天然采光第一节光气候与采光标准一、光气候（一）、天然光的组成和影响因素1、天然光的组成：太阳直射光和天空扩散光太阳直射光－形成的照度高，并具有一定的方向，在被照射物体背后出现明显的阴影。天空扩散光－形成的照度低，没有一定方向，不能形成阴影。2、影响因素：两种光线所占的比例不同，地面的总照度值不一样。(1)晴天——云覆盖天空的面积占0一3／10(2)多云天一云占4／10一7／l0；(3)全阴天——云占8／l0一1．晴天时，地面照度主要来自直射日光；随着太阳高度角的增大，直射日光照度在总照度中占的比例也加大．全阴天则几乎完全是天空扩散光照明。多云天介于二者之间，太阳时隐时现，照度很不稳

2、定．(二)、天空亮度分布为了在采光设计中应用标准的光气候数据，国际照明委员会(CIE)根据世界各地对天空亮度观测的结果，提出了全阴天空亮度分布的数学模型，供设计时选择．这种天空在同一高度的不同方位上亮度相等，但是从地平面到天顶的不同高度上有以下的亮度变化规律：从上式推算，天顶亮度约为地平线附近天空亮度的3倍CIE标准全阴天空适用于最低限度条件的采光设计．它符合世界各地对实际全阴天空观测的结果，数学表达式简单，应用广泛．我国也采用这类天空作为采光设计的依据．这时地面照度（以勒克斯为单位）在数量上等于高度角为42度处的天空亮度（以阿熙提为单位）即：E地（lx)＝L42(asb)或者E地（lx

3、)/π＝L42(cd/m2)因此可导出天顶亮度与地面照度的关系为：E地（lx)＝7π/9Lz(cd/m2)（三）、我国光气候概况影响天然光变化或变动的一些气象因素称为光气候，例如太阳高度角、云量、云状、大气透明度等，都属于光气候的范围。这里所述的变化含有静态的、概念的意义．变动则含有动态的、时间的意义。天气指阴晴的瞬间状态。气候指某个地区较长时间的阴晴等的状态。气象指大气中的现象、主要是阴晴、风雨、雪雹等。日照率指太阳实际出现时间和可能出现时间之比．也是光气候中的主要内容。我国地域辽阔，从日照率来看，由北、西北往东南方向逐渐减少，东北、华北、新疆高，华中居中，东南沿海次之，四川、贵州低。

4、从云量来看，从北向南逐渐增多，新疆南部、华北、东北少，华中较多，华南最多，四川、贵州极多。从云状来看、南方以低云为主，向北逐渐以高、中云为主。根据这些气象因素来考虑，在天然光照度中，南方以天空扩散光照度较大，北方和西北以太阳直射光为主。将全国光气候划分为5个分区．编制出全国光气候分区图及全国年平均总照度分布图。全国总照度的分布特点如下：(1)全国各地夏季总照度最大，冬季总照度最小，春季总照度大于秋季总照度。(2)春、秋、冬和全年的总照度的高值和低值中心位于北纬25。一30。的地带，高值中心位于青藏高原南部，低值中心位于四川盆地。夏季总照度值增大，高值中心出现在青藏高原东北部，低值中心在四

5、川盆地和贵州东部。(3)全国东部北纬40。以北地区，春、秋、冬和全年总照度值从东北往西南递增，夏季由于受云天和水汽的影响，总照度值从东往西呈径向增大的趋势。(4)新疆地区各季和全年的总照度值从北往南随纬度减少而递增，夏、秋季总照度在北疆和南疆分别出现闭合低值中心；在南疆的低值中心明显，在北疆的低值中心则不明显。三、采光标准(一)室外临界照度：室内天然光照度等于采光标准规定的标准值时的室外照度称为“临界照度”，即开始需要采用人工照明时的室外照度值。采光设计的基本原则是：对应于无遮挡的情况下室外照度的最低值能在室内得到需要的最小照度。但是。确定室外照度最低值是很不容易的。这要根据地区、季节、

6、时刻、国民经济情况及节能要求等因素来确定。在国外，认为室外照度最低值在4000－60001x之间为适当。我国采光设计标准规定室外临界照度为50001x，重庆及其附近地区可取4000lx。(二)采光系数（C):采光系数是指室内某一点的天然光照度（Ei)和同一时间的室外全云天水平面天然光照度（E0)的比值。是采光设计中采光量的评价指标。我国于1979年颁布了《工业企业采光设计标准》(TJ33—79),《标准》中将视觉标准分为5级，它们对要求的最低值分别为250、150、100、50、15lx及其对应的采光系数。需要指出的是，顶部采光时，室内照度分布不均匀，采光系数采用平均值；侧面采光时，室内

7、光线变化大，采光系数则用最小值。(三)照度均匀度：室内照度最低值与室内照度平均值之比称为照度均匀度，《标准》规定，在Ⅰ～Ⅳ级视觉工作区，对顶部采光而言，其照度均匀度应在0.7以上。对其他情况，未作明确规定。第二节采光口采光方式是确定采光口构造和进行采光计算的基础。按照窗子所处的位置，将窗分为侧窗和天窗两大类。(一)侧面采光由室内侧面竖向采光口入射的光称为侧面光。采入侧面光的方式称为侧面采光、它的优点是有利于开启、防雨、通风、隔热、施