案例研究：建筑天然采光技术

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1、案例研究：建筑天然采光技术吴从真韩松苗向阳王睿王新春广东金刚玻璃科技股份有限公司中国建材检验认证集团股份有限公司建筑材料工业技术情报研究所圃Ⅷ摘要：建筑的天然采光是节能和提高舒适度的重要举措，正受到业界的重视。国际能源署(IEA)“太阳能采热与制冷(SHC)”课题21：“建筑采光”专门对实际建筑中的采光性能进行案例分析。本文据此介绍先进采光系统的特性，包括详细的系统设计和应用、原理以及控制、维护、成本等信息。关键词：建筑；天然采光；设计与应用；原理1前言在建筑设计中应用采光系统时有一些一致的决定策略需要遵循。首先．设计师需要聚焦以

2、下问题：a)在本案中应用采光系统有用吗?b)采用采光系统可以解决什么问题?C)通过采光系统可以得到什么好处?如果通过初始审查显示采用采光系统是明智的选择，那接下来的问题是：应该选择哪一个系统?在选择系统时要考虑的关键参数有：a)采光位置条件——纬度、云量、障碍物；b)采光目标；C)在建筑设计中采用的采光策略；d)窗方案和功能；e)节能和高峰期节电目标；f)操作限制——固定／可操作，维护考虑因素；g)整合限制——建筑，结构整合；h)经济限制。应用一个采光系统．要集中在主要目标上也是非常重要的：a)将光转向到光线不足区；b)提高工作场

3、所照度；C)改善视觉舒适性，控制眩光；d)实现遮阳、热控制。2天然采光系统明细表根据带不带遮阳功能，采光系统可分为以下两大类。2．1具有遮阳功能的采光系统包含两个类型：①依靠散射天光和阻挡直射阳光的系统：②采用直射阳光，但将其投射到天花板或其它高于眼睛之处的系统。具体见表1和表2，表1主要采用散射天光遮阳系统．表2主要采用直射阳光遮阳系统。遮阳系统不仅用来遮阳和采光，而且还可能有其它作用，如防眩目、将直射光或散射光转向等。传统的遮阳系统，如可放下的遮阳物，通常会显著降低室内采光量。为兼顾采光和遮阳设计的先进系统．既要有防止窗附近区

4、域受到太阳直射，又有将直射和／或散射光投射到房间内部的功能。2．2不具遮阳功能的采光系统不具遮阳功能的采光系统被设计用于将光转向到远离窗户或采光口的区域，它们不一定具有阻挡直射阳光的能力。这些系统可分为四类。a)散射导光系统。将从特定区域的天光转向到房间内部。在多云气候条件下，在天顶附近区域的亮度比靠近地平线处要强。对于有高大障碍物的场所，顶部天空可能是唯一采光源。导光系统可以改善这些气候条件下的采光利用。b)直射导光系统。将直射阳光投射到房间内部，同时又不造成眩光和过热等二次效应。具体见表3，散射导光系统和直射导光系统。C)光分

5、散或散射系统。用于天窗采光或顶部孔洞采光，2013．0437来产生均匀的光分布。但如果这些系统用在垂直的窗洞上，就会产生严重的眩光。d)光传输系统。收集并将光通过光纤或光管远距离输送到建筑中部。具体见表4，散射系统和光传输系统。表1带遮阳功能的天然采光系统明细表一主要采用散射天光选择标准类型／名称示意图气候位置向外视导光到房均匀节能需要太技术防眩野间深处照度潜力阳跟踪状态棱齿板9所有垂直窗、天光DNDAPrismaticPanels折光和软百叶帘躐温带垂直窗YDYAPrismsandvenetianblinds阳光防护镜元件婚oS

6、unprotectingmirror＼＼f／?温带天窗、玻璃屋顶DNYNAelements熬满赢露／无像天顶采光孔弧温带天窗YNYNTAnidoliczenithalopening集成全息光学元件的方向选择性遮阳精系统Directional垂直窗、天窗、DYNDYTselectivesystemwith掣所有玻璃屋顶concentratingHolographicOpticalElement(HOE)全息光学元件全反垂直窗、天窗、射的透明遮阳系统夕温带DYNYA玻璃屋顶TransparentshadingQZ，＼systemwit

7、hHOEbasedontotalreflectionY=是，N=不是，D=视情况而定，A=可得到，T=正处于实验阶段，节能潜力代表有效替代人T．照明的能力。表2带遮阳功能的天然采光系统明细表一主要采用散射天光直射阳光选择标准类型／名称示意图气候位置向外视导光到房均匀节能需要太技术防眩野间深处照度潜力阳跟踪状态导光遮阳Light避凝热带、高窗YDNTguidingshade妙晴空l卢浮外百叶和百叶礴三；哲所有垂直窗YDYA帘Louvresandblinds阳光转向用光棚板祭Lightshelffor；过羼所有垂直窗DYNAredir

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9、{sunlight382013．04(续)表2带遮阳功能的天然采光系统明细表一主要采用散射天光直射阳光圃m选择标准类型／名称示意图气候位置向外导光到房均匀节能需要太技术防眩视野间深处照度潜力阳跟踪状态导光百叶玻璃影?澎温带垂直窗