M207北京建筑大学快题考研

第八章天然采光8.2.2天窗1、天窗的应用及特点：随着生产的发展，车间面积增大，用单一的侧窗已不能满足生产的需要，故在单层房屋中出现顶部采光形式，统称天窗。1)矩形天窗：1、 矩形天窗的特点：矩形天窗是一种常见的天窗型式。实质上，矩形天窗相当于提高位置(安装在屋顶上)的高侧窗，它的采光特性与高侧窗相似。矩形天窗 横向矩形天窗2、 矩形天窗的种类：矩形天窗 横向矩形天窗‘纵向矩形天窗梯形天窗横向矩形天窗，横天窗，下沉式天窗L井式天窗纵向矩形天窗：1、矩形天窗的特点：由装在屋架上的天窗架和天窗架上的窗扇组成。2、矩形天窗的采光的分布：采光系数最高值一般在跨中，最低值在柱子处3、矩形天窗的优点：天窗布置在屋顶上，位置较高，如设计适当，可避免照度变化大的缺点，达到照度均匀。窗口位置高，一般处于视野范围外，不易形成眩光。4、矩形天窗的尺寸分析：（一） 天窗的宽度（b）：mo1、设置规律：加大天窗的宽度，平均照度值的增加，均匀性的改善；但在多跨时，增加天窗的宽度就可能造成相邻两跨度天窗的互相遮挡天窗宽度太大，天窗本身就需做内排水而使构造趋于复杂。2、设置宽度：一般取建筑跨度（b）的一半左右为宜。（二） 天窗位置高度（h）：x1、 天窗位置高度的定义：天窗下沿至工作面的高度，它主要由车间生产工艺对净空高度的要求来决定。2、 设置规律：天窗位置高，均匀性较好，但照度的平均值下降；如果高度降低，则起相反作用3、 设置高度值：采光角度，单跨或双跨车间的天窗位置高度最好在建筑跨度的0.35~0.7之间。（三） 天窗高度（h）：C天窗上沿至天窗下沿的高度。（四） 天窗间距（b）：d1、 天窗间距的定义：天窗轴线间的间距。2、 设置规律：对于照度的均匀性，越小越好；但天窗数量增多，构造复杂，故不可太密。3、天窗间距数值：相邻两天窗中线间的距离不宜大于工作面至天窗下沿高度的2倍。（五）相邻天窗玻璃间距（b/若太近，则互相挡光，影响室内照度，故一般取相邻高度的1.5倍。5、 矩形天窗的极值：矩形天窗的玻璃面积增加到一定程度，室内照度就不再增加；当窗面积和地板面积的比值（称窗地比）增加到35%时，再增加玻璃面积，室内照度也不再增加；极值仅为5%（指室内各点的采光系数平均值）6、 矩形天窗的应用：精密工作，以及车间内有一定通风要求是采用。7、 天窗的朝向：为了避免直射阳光透过矩形天窗进入车间，天窗的玻璃面最好朝向南北，这样太阳射入车间的时间最少，而且易于遮挡。朝向别的方向时，应采取相应对的遮阳措施。（2）梯形天窗：1、梯形天窗的特点：有时为了增加室内采光量，将矩形天窗的玻璃做成倾斜的。2、梯形天窗的角度：玻璃角度为60°3、 梯形天窗的采光分析：室内采光量明显提高；室内照度的均匀度明显变差。4、 梯形天窗的优缺点：梯形天窗的采光量明显优于矩形天窗；横向天窗：1、 横向天窗的特点：与矩形天窗相比，横向天窗省去了天窗架，降低了建筑高度，简化结构，节约材料，只是在安装下弦屋面板时施工稍麻烦。2、 横向天窗的优点：造价仅为矩形天窗的62%，采光效果则和矩形天窗差不多。3、 横向天窗窗扇的做法：将窗扇做成横向长方形。这样窗扇规格统一，加工、安装都很方便；但不能充分利用开口面积；窗扇做成阶梯形。可以较多地利用开口面积；但窗口规格多，不利于加工和安装；将窗扇上沿和屋架上弦平行，做成倾斜的。可充分利用开口面积；但加工较难，安装稍有不准，构件受力不均，已引起变形。4、 横向天窗设计要求：天窗窗扇紧靠屋架的，故屋架杆件断面尺寸对采光影响很大，最好使用断面较小的钢屋架；为了有足够的开窗面积，上弦坡度大的三角形屋架不适宜做横向天窗；梯形屋架的边柱易争取做得高些，以利于开窗。5、 横向天窗的应用：不宜适用于跨度较小的车间。6、 横向天窗的朝向：为了减少直射阳光射入车间，应使车间的长轴朝向南北，玻璃面也就朝向南北，有利于防止阳光的直射。井式天窗：3、井式天窗的安装:①为了防止飘雨，除屋面做挑檐外，开口高度大时还在中间加几排挡雨板;TFlI①为了防止飘雨，除屋面做挑檐外，开口高度大时还在中间加几排挡雨板;TFlI挡雨板挡光很厉害，光线很少能直接射入车间，而都是经过井底板反射进入，因此采光系数一般在1%以下。4、4、井式天窗的优缺点:优点:采光上，比旧式矩形避风天窗好，而且通风效果更好;缺点:a.挡风板采光系数低，车间要求采光时，可将挡风雨板做成玻璃挡雨板，这样对室内采光条件改善很多;b.由于窗口处于烟尘出口处，较易积尘，如不经常清扫，这样对室内采光条件改善很多。2)锯齿形天窗:1、2)锯齿形天窗:1、特点:单层顶部采光;这种天窗由于倾斜顶棚的反光，采光率比纵向矩形天光高;当采光系数相同时，锯齿形天窗的玻璃面积比纵向矩形天窗少15%~20%。2、2、朝向:悴国題艾曲切向时丢丸的采制②锯齿形天窗的采光均匀性较好，如图a—晴天太悴国題艾曲切向时丢丸的采制②锯齿形天窗的采光均匀性较好，如图a—晴天太3、应用:锯齿形天窗的窗口朝向北面天空时，可避免直射阳光射入车间，因而不致影响车间的温度调节。阳朝向太阳，b—阴天，c—晴天北向太阳调节温湿度的车间，如:纺织车间、美术馆等建筑。4、优点:较高侧窗光线更均匀;具有方向性强的特点。5、缺点:纵向矩形天窗、锯齿形天窗都需要增加窗架，构造复杂，建筑造价高，而且不能保证高的采光系数。机器轴线平行天窗布置，则会产生朝天窗的一面光线强，另一面光线弱的缺点。6、锯齿形天窗的设置：天窗轴线：为了使车间内照度均匀，天窗轴线间距应小于窗下沿至工作面高度的2倍；天窗个数设置：当厂房高度不大，而跨度相当大时，为了提高照度的均匀性，可在一个跨度内设置几个天窗；锯齿天窗可保证7%的平均采光系数，能满足特别精密工作车间的采光要求。3)平天窗：1、平天窗的特点：这种平天窗是在屋面直接开洞，铺上透明材料。2、平天窗的优点：①由于不需要特殊的天窗架，降低了建筑高度，简化结构，施工方便呢；天空亮度相同，则平天窗在水平面形成的照度比矩形天窗大，它的采光率比矩形天窗高2~3倍；平天窗布置灵活，易于达到均匀照度；平天窗的面积受制约的条件较少，故室内的采光系数可达很高值，以满足各种视觉工作要求。3、平天窗的缺点：①平天窗玻璃面近似水平，故一般做成固定的，在需要通风的车间，应另设通风屋脊或通风孔，通风孔和窗洞口能离开有一点较好，以减少有通风口排出气流中的灰尘在玻璃上堆积，做成通风采光组合窗。②平天窗的污染较垂直窗严重，特别是西北多沙尘地区更为突出，多雨地区，雨水起到冲刷作用，积土反而比其他天窗少。直射阳光很容易通过平天窗进入车间，在车间内形成很不均匀的照度分布。北方寒冷地区，冬季在玻璃内表面可能出现凝结水，特别是在室内湿度较大的车间，有时相当严重。a.可将玻璃倾斜一定的角度，使水滴沿着玻璃面流到边沿，滴到特制的水沟中，使水滴不致直接落入室内。b.采用双层玻璃中夹空气间层的做法，以提高玻璃内表面温度，既可避免冷凝水，又可减少热损耗。

4、 平天窗在屋面的不同位置对室内采光的影响：itI1oHitI1oH…一-曲「*一昱谴M天窗的间距d对彩光均匀性影响很大，最好保持在C窗位置高度h的2.5倍范围内，以保证必要均匀性。x5、 平天窗的做法：（见图）①平天窗可以用于坡屋面，如槽瓦屋面；可用于坡度较小的屋面上，如大型屋面板； 槽瓦屋面大型屋面板，采光板屋面板，采光罩可做采光罩、采光板6、井壁：特点：由于防水和安装采光罩的需要，在平天窗开口周围都需要设置一定高度的肋称为井壁；②井壁高度和井口面积的比例影响窗洞口的采光效率，井口面积相对于井壁高度愈圍E.p大，则进光愈多。圍E.p井壁的做法：为了增加采光量，可采取将井壁做成倾斜的办法，倾斜的井壁，不仅能增加采光量，还能改善采光均匀度。7、采光系数最低值均为5%,几种天窗采光效率的比较：窗地比：分散布置的平天窗所需的窗面积最小，其次为梯形天窗和锯齿形天窗，最大为矩形天窗；采光均匀性：集中在一处的平天窗最差，如果平天窗分散布置，则均匀性得到改善。总结：1、 采光量比较：平天窗〉梯形天窗〉锯齿形天窗〉矩形天窗2、 采光均匀性比较：分散平天窗〉矩形天窗〉梯形天窗〉锯齿天窗〉集中平天窗8.3采光设计8.3.1采光标准：1）采光系数标准：1、采光系数标准的提出：将视觉工作面分为I〜V级，提出了各级视觉工作要求的室内天然光临界照度值。2、 临界照度值：把室内全部利用天然光进行照明的室外最低照度称为室外天然光“临界照度”，也就是开始需要采用点光源照明时室外天然光照度值。3、 采光标准规定：我国III类光气候区的室外天然光临界照度值为5000lx。2）采光质量：（1）采光均匀度：房间内的照度要有一些均匀度（工业建筑取距地面1m,民用建筑取距地面0.8m的假定水平面上，即在假定工作面上的采光系数的最低值与平均值之比，也可以是室内照度最低值与室内照度平均值之比），故标准提出顶部采光时，1〜W级采光等级的采光均匀度不宜小于0.7。（2）窗眩光：侧窗位置较低，对于工作视线处于水平的场所极易产生不适的眩光，故应采取措施减小窗眩光：作业区应减少或避免直射阳光；工作人员的视觉背景不宜为窗口；可采取室内为遮挡设施降低床亮度或减少对天空的视看立角；将窗结构的内表面或窗周围的内墙面做成浅色饰面。8.3.3采光设计举例：1）教室采光设计：设计条件：1、满足采光标准要求，保证必要的采光系数。教室内的采光系数最低值不得低于2%；窗间墙不能太窄，一般约1.25〜1.5m；窗宽约1.5m；窗台高度1.0m窗高2.1m左右,抬高窗的高度，与顶棚齐；为了提高单侧窗采光时靠近内墙处的采光系数值，必须尽量压缩窗间墙至1.0m或更小；尽量采用断面小的窗框材料，使玻璃净面积与地板面积比不小于1:5，才有可能达到要求的采光系数规定值。2、 均匀的照度分布：把窗台提高到1.2m，将窗上沿提到顶棚处，这样可少降低近窗处的照度，提高了靠近内墙处的照度，减少照度不均匀性，而且还使靠窗坐着的学生看不见室外，以减少学生分散注意里的可能性；在条件允许时，可采用双侧采光来控制照度分布。3、 对光线方向和阴影的要求：光线方向最好从左侧上方射来；这在单侧采光时，只要黑板位置正确，是不会有问题的；双侧采光，则应分主次，将主要采光窗放在左边，以免在书写时手挡光线，产生阴影，影响书写作业；4、 避免眩光：教室内易产生眩光的是窗口；学校教师应设窗帘以防止直射阳光射入教室内，还可以从建筑朝向的选址和设置等来解决；从采光稳定和避免直射阳光的角度来看，窗口最好朝北，这样在上课时间内可保证无直射阳光进入教室，光线稳定；教室采光设计中的几个重要问题：1、 室内装修：外墙上的侧窗的亮度较大，为了使窗间墙的亮度与之较为接近，其表面装修应采用光反射比高的材料；由于黑板的反射比低，装有黑板的端墙的光反射比也应该低；课桌浅色表面处理。2、 黑板：①材质：采用毛玻璃背面涂刷黑色或暗绿色油漆的做法，提高了光反射比，同时避免了反射眩光；侧窗位置：米用侧窗时，最易产生反射眩光的地方是离黑板端墙d=1.0〜离黑板端墙d=1.0〜1.5m范围内的一段窗，在这范围1J内最好不开窗，或采取措施降低窗的亮度，使之不会出现或只出现轻微的反射现象。黑板的放置：将黑板倾斜放置，与墙面呈10°〜20°的夹角，不仅可以将反射眩光减少到最小程度，而且使书写黑板方便，制作简单；增加黑板的照度（利用天窗或点光源照明），减轻明亮窗口在黑板上的反射影像的明显程度。2）美术馆采光设计：2）美术馆采光设计：采光要求：1、适宜的照度；2、合理的照度分布;3、避免直接眩光:避免在观看展品时明亮的窗口处于视看范围内。一般是当眼睛和窗口、画面边沿所形成的角度超过14。；L.s-in*=-r4、避免一、二次反射眩光:a.一次反射眩光：由于画面或它的保护装置具有规则反射特性，光源（灯或明亮的窗口）经过他们反射到观众眼中，这时，在较暗的展品上出现了一个明亮的窗口（或灯）的反射现象，称为一次反射。措施：光源处于观众视线与画面法线夹角对称位置以外，观众就不会看到窗口的反射形象。将窗口提高或将画面稍加倾斜，就可避免出现一次反射。b.二次反射：当观众本身或室内其他物件的亮度高于展品表面亮度，而他们的反射形象又刚好进入观众视线内，这时观众就会在画面上看到本人或物件的反射形象，干扰看清展品。1、适宜的照度；2、合理的照度分布;3、避免直接眩光:避免在观看展品时明亮的窗口处于视看范围内。一般是当眼睛和窗口、画面边沿所形成的角度超过14。；L.s-in*=-r4、避免一、二次反射眩光:a.一次反射眩光：由于画面或它的保护装置具有规则反射特性，光源（灯或明亮的窗口）经过他们反射到观众眼中，这时，在较暗的展品上出现了一个明亮的窗口（或灯）的反射现象，称为一次反射。措施：光源处于观众视线与画面法线夹角对称位置以外，观众就不会看到窗口的反射形象。将窗口提高或将画面稍加倾斜，就可避免出现一次反射。b.二次反射：当观众本身或室内其他物件的亮度高于展品表面亮度，而他们的反射形象又刚好进入观众视线内，这时观众就会在画面上看到本人或物件的反射形象，干扰看清展品。措施：控制反射形象进入视线，如：调整人或物件与画面的相互位置；或减弱二次反射形象的亮度，使他们的反射形象不致影响到观赏品，则需要展品表面的亮度（照度）高于室内一般照度。5、环境亮度和色彩，墙面的色调宜选用中性，其亮度值应低于展品本身，光反射比一般取0.3左右为宜。6、避免阳光直射展品，导致展品变质。7、窗洞口不占或少占供展出用的墙面，因为展品一般都是悬挂在墙面上供观众欣赏，故窗口应尽量避开展出墙面。2）采光形式：1、侧窗采光：①优点：最常用、最简单的采光形式，能获得充足的光线，光线具有方向性。②缺点：室内照度分布不均匀，特别是沿房间进深方向照度下降严重;展出墙面被窗口占一部分，限制了展品布置的灵活性;一、二次反射很难避免。措施：a.为了增加展出面积，往往在房间中设横墙;b.房间中横墙的设置：以窗为顶点，与外墙轴线呈30°措施：a.为了增加展出面积，往往在房间中设横墙;b.房间中横墙的设置：以窗为顶点，与外墙轴线呈30°〜60°引线的横墙范围是采光效果较好的区域，则可以增加墙上的照度及其均匀性，可将横墙稍向内倾斜。应用：仅适用于房