建筑光学第二章

2024/3/12建筑光学第二章第二章建筑采光2.1光气候与采光标准光气候室外照度分布及变化状况称为光气候；室外照度可由不同形式的天然光产生；不同形式的光形成的照度水平相差很大天然光的组成及影响因素直射光、天空反射光和地面反射光晴天、多云天和全云天全云天的影响因素：太阳高度角云状地面反射能力大气透明度3/12/20242建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.1光气候与采光标准全云天照度状况——全云天天空全云天天空的亮度分布相对稳定，基本不受太阳位置的影响；全云天室外的照度同样相对稳定，可以作为建筑采光设计的依据；全云天为各种光气候条件下的最低光照环境。以全云天作为设计依据，可以保证室内的照度在任何条件下均可满足要求。L

－离地面角处的天空亮度

－计算天空亮度处的高度角Lz－天顶亮度3/12/20243建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.1光气候与采光标准我国光气候的特点各地室外照度分布差异很大；主要的影响因素：太阳高度角云状：南方以低云为主；向北逐渐以中、高云为主云量：自北向南逐渐增多日照百分率：由北、西北向东南方向逐渐减少，四川盆地最少北方以太阳直射光为主；南方天空扩散光较大3/12/20244建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.1光气候与采光标准我国光气候的特点3/12/20245建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.1光气候与采光标准采光标准采光系数C采光系数的意义主要影响因素采光口的尺寸、位置；房间结构、尺寸等与室外照度无关室外临界照度不同工作环境的采光系数要求——采光等级Ⅰ~Ⅴ级采光等级典型房间Ⅰ5%设计绘图室、医院手术室、画廊Ⅱ3%阅览室、体育馆比赛厅、学校手工室Ⅲ2%教室、实验室、办公室、会议室、病房Ⅳ1%书库、卧室、起居室、候车室Ⅴ0.5%过道、楼梯3/12/20246建筑物理(热工、光学部分）例：北京属第三光气候区，在北京要求工作面天然光照度最低值120Lx的房间，其采光系数应达到：A:0.6%；B:1%；C:1.2%；D2.4%。答案：D2.4%。第二章建筑采光2.1光气候与采光标准3/12/20247建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.1光气候与采光标准采光标准光气候分区、光气候系数K3/12/20248建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.1光气候与采光标准采光标准采光质量采光的均匀度顶部采光：Ⅰ~Ⅳ级的采光均匀度≥0.7防止眩光合适的光反射比防止紫外线3/12/20249建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口采光口的主要作用和形式装有透光材料的孔洞，称为采光口采光口不仅可以使室内明亮，亦可使室内免受室外恶劣气候的侵袭根据采光口位置，一般分为侧窗和顶窗（或称天窗）两者兼有的采光方式，称为混合采光侧窗采光采光口安装在墙上，是最常见的采光形式根据采光窗口的窗台的高度不同，一般有低侧窗和高侧窗（窗台高度在2m以上）之分3/12/202410建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光侧窗采光的优缺点优点：构造简单、布置方便、造价低；不受建筑层数限制；光线具有明确的方向性，有利于形成阴影；可以看到外界景物，扩大视野缺点：室内照度分布不均匀；易造成眩光；占用过多墙面3/12/202411建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光窗型对采光的影响采光量：正方形采光量最多，竖长方形次之，横长方形最少；均匀度：竖长方形在进深方向均匀性好，横长方形在宽度方向均匀性好，正方形居中；进深方向的均匀性：窗位置的影响宽度方向的均匀性：窗间墙的影响3/12/202412建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光窗尺度、位置对采光的影响窗高和窗台高度的变化窗宽的影响朝向的影响3/12/202413建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光侧窗采光的改善高侧窗喇叭状开口玻璃和遮阳3/12/202414建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光侧窗采光的实例某办公室采光医院病房采光3/12/202415建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光Anidolic采光系统Anidolic窗Anidolic遮阳3/12/202416建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光3/12/202417建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光3/12/202418建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>侧窗采光侧窗采光3/12/202419建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光天窗的主要形式矩形天窗、横向天窗、锯齿形天窗、平天窗、井式天窗等矩形天窗常见的顶部采光形式，采光特性与高侧窗相似；主要影响因素：天窗宽度:bmo=0.5b天窗位置高度:hx=0.35~0.7b天窗间距:dc=4hx相邻天窗玻璃间距:bx=1.5(hC1+hC2)3/12/202420建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光矩形天窗与梯形天窗3/12/202421建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光横向天窗3/12/202422建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光锯齿形天窗3/12/202423建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光平天窗光井指数WI3/12/202424建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光光井指数WI3/12/202425建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光平天窗的缺点3/12/202426建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光井式天窗光导管（光导纤维）3/12/202427建筑物理(热工、光学部分）3/12/202428建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.2采光口>>天窗采光天窗采光光导管（光导纤维）导光棱镜3/12/202429建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光设计的主要任务根据视觉工作的特点，确定房间的采光要求；确定采光口形式、位置；计算所需的采光口面积；防止眩光、不均匀、等采光质量问题；防止紫外线影响，考虑其它的功能要求。3/12/202430建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光设计的一般步骤搜集资料了解设计对象对采光的要求房间的工作特点及精密度要求工作面的位置、工作对象的表面状况是否允许直射阳光进入房间工作区域了解设计对象的其它功能要求如采暖、防热、通风、泄爆、防紫外线等房间及周围环境状况房间朝向、房间平剖面尺寸、影响开窗的构件等周围建筑物及影响采光的物体的高度及与房间的距离选择采光口的形式3/12/202431建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光设计的一般步骤选择采光口的形式确定采光口的位置及可能开设的窗口面积估算采光口的尺寸窗地面积比布置采光口3/12/202432建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光设计中应注意的一些问题眩光的产生和防止直接眩光一次反射眩光照度的均匀性二次反射眩光二次反射眩光：画面照度低，观众高照度，观众看到自己的影像。一次反射眩光：窗口经画面上的玻璃反射到观众眼中；窗口靠画面太近，窗口明亮与暗墙面形成强烈对比；3/12/202433建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光设计中应注意的一些问题光线的方向视觉中心的处理对象表面的位置和反射性能不同天气状况下的适应性3/12/202434建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光计算采光计算的目的和方法检验采光设计是否达到要求；计算方法很多，主要有公式计算和图表法；图表法的缺点：只能计算水平工作面上的采光系数计算前的准备房间的尺寸；采光口材料及厚度；承重结构形式和材料；表面污染程度；室内表面的光反射比3/12/202435建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算采光计算侧面采光计算计算点的选取计算图表计算公式：3/12/202436建筑物理(热工、光学部分）

①C’d——带形窗洞时的采光系数第二章建筑采光2.3采光设计与计算3/12/202437建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算

②Kc——窗间墙挡光影响的窗宽修正系数3/12/202438建筑物理(热工、光学部分）第二章建筑采光2.3采光设计与计算③K’

——室内反射光增量系数⑥K0——晴天系数（仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ气候区采用）

④K’

——窗的总透光系数⑤Kw——室外挡光折减系数3/12/202439建筑物理(热工、光学部