《结构采光》课件

建筑结构的采光设计合理的采光设计对于建筑的舒适性和能源效率至关重要。本节将介绍相关的设计原则和技术要点。课程目标掌握基本采光概念了解什么是采光、天然光和人工光的特点及其优缺点。分析影响采光的因素理解方位角、高度角、窗户尺寸和位置、玻璃类型等对采光的影响。学习采光设计原则掌握最大化采光、遮阳隔热、照明均匀等建筑设计准则。应用采光系统评估学习采光测量方法和模拟软件,评估建筑物的能源效率。什么是采光?自然光照射采光是指通过建筑物的窗户、天窗等设置,让自然光进入室内,满足建筑物内部照明的需求。室内照度采光可以提供充足的室内照度,确保建筑物内部有良好的视觉环境和舒适的使用体验。节能减排合理利用自然采光,可以减少对电力等人工照明的依赖,从而达到节能环保的目标。采光的重要性营造舒适环境充足的自然光线可以营造亮朗、通透的空间氛围,提升人体舒适感。改善心理健康自然光有助于激发人体内分泌,提升情绪和注意力。节约能源消耗善用自然采光可以减少人工照明的使用,从而降低能耗。突出建筑美学合理的采光设计可以凸显建筑物的空间感和层次感。天然光和人工光天然光照明天然光照明通过窗户、天窗等建筑设计元素引入自然光线,为室内营造明亮舒适的光环境。人工照明人工照明依赖电力驱动的照明设备,如灯具、灯管等,可以提供灵活可调的照明效果,适应不同使用需求。天光与电照并用结合天然光和人工照明系统,可以根据环境条件和使用需求进行优化调配,达到更佳的照明效果。天然采光的优缺点优点天然采光使用太阳能作为能源,是一种绿色环保且可再生的方式。它提供了充足的光照,有助于创造良好的室内环境。缺点天然采光的强度和方向随时间和气候条件变化,难以完全控制和调节。它可能会带来过度照明、眩光和热量负荷等问题,需要合理设计。人工采光的优缺点能源效率高LED等新型人工照明技术可以大幅提高能源使用效率,减少建筑物的能耗。可控性强人工照明系统可以精准控制光照强度、色温、照明角度等参数,满足各种空间需求。灵活性高人工照明设备易于安装和调整,可以适应空间变化,为设计师提供更多创意空间。维护成本高人工照明系统需要定期维护和更换灯具,维护成本较高,且可能造成短暂照明中断。影响采光的因素建筑位置和朝向建筑物的具体位置、朝向以及周围环境会对采光产生重要影响。窗户设计窗户的大小、形状、位置等直接决定了室内的采光效果。玻璃材料不同类型和颜色的玻璃会对光线的透射和反射产生影响。季节变化建筑物周围植被的变化会导致采光条件在不同季节有所不同。方位角和高度角方位角和高度角是判断阳光照射角度的两个重要参数。方位角指的是太阳相对于正北方向的夹角,而高度角则是太阳相对于地平线的夹角。这两个参数随时间的变化而不断变化,直接影响到建筑物内部的自然采光效果。了解方位角和高度角的变化规律,对于合理设计采光系统、选择窗户位置和尺寸等非常关键。此外,科学测量这两个参数也是开展自然采光分析的基础。窗户尺寸和位置窗户尺寸窗户高度、宽度和面积大小影响采光性能。一般来说,较大的窗户可以带来更多的自然光。窗户位置窗户位于建筑物的哪一面,会决定其接受到的阳光方向和时间。合理的窗户位置可以优化采光效果。窗户的尺寸和位置是影响建筑物采光效果的关键因素。设计时应根据不同空间的使用需求,综合考虑这两个要素,达到最佳的采光效果。玻璃类型和颜色透明玻璃最常见的透明玻璃可以最大限度地引入自然光,营造开阔明亮的空间感。彩色玻璃彩色玻璃可以增加装饰效果,并通过颜色滤镜调节光线,营造不同的光影氛围。特殊玻璃隔热玻璃、防反射玻璃等特殊处理的玻璃能提高能效,改善采光体验。花纹玻璃花纹玻璃可以产生柔和的光线效果,同时增加视觉趣味性。设计原则:采光最大化1空间设计合理规划室内空间,尽可能减少遮挡物,最大化自然采光。选择合适的窗户位置和尺寸,利用反射等技术增强采光效果。2材料选择选择高透光率的玻璃材料,并配合合适的涂层,可显著提高采光效率。同时注重窗框的尺寸设计,减少阻挡光线。3灯光设计充分利用自然光,并辅以适量的人工照明,在保证采光效果的同时,也可达到更好的节能目标。设计原则:遮阳和隔热遮阳通过设置合理的窗户大小、位置和外部遮阳设施,有效控制室内过度曝晒,减少热量进入室内。隔热选用隔热性能良好的玻璃和建材,能够降低建筑物的热量传递,提高整体的能源效率。被动式设计利用建筑物的朝向、窗户的位置以及合理的遮阳装置,实现自然通风和采光,降低对机械制冷的依赖。照明均匀1避免暗区均匀的照明可以防止建筑内出现阴暗角落2提高视觉舒适度一致的亮度能让人更轻松地活动3增强安全感良好的整体照明可以提升建筑的安全性建筑照明的均匀性是实现视觉舒适、安全环境的关键因素。通过合理布局光源和采用恰当的照明设备,可以避免出现明暗反差过大的情况,提高整体亮度的协调性,为使用者营造更加安全、舒适的空间体验。住宅采光案例分析优质的住宅采光能为居民创造舒适、健康的生活环境。合理的窗户设计、玻璃类型选择和合理的遮阳装置,可以最大限度地提高室内自然采光,并减少人工照明的能耗。同时,还要注意照明的均匀性,避免出现阴暗区域或强光照射。办公楼采光办公楼作为现代城市建筑的代表,采光设计尤为重要。良好的采光不仅能提高办公效率,还可以增加工作环境的舒适性和健康性。同时,科学的采光设计还能有效节约能源,提高建筑的能源效率。设计师需要全面考虑办公楼的方位、窗户尺寸和位置、玻璃类型等因素,采用自然光和人工光的有机结合,实现采光最大化、遮阳隔热、照明均匀等目标,为员工营造一个舒适、健康、节能的办公环境。商业建筑采光案例分析商业建筑的采光设计需要考虑到高效利用自然光,同时还要满足工作和营业所需的照明需求。以下案例展示了一些采光优秀的商业建筑。这座现代化的购物中心利用玻璃帷幕墙最大限度地引入自然光,营造明亮舒适的购物环境。同时,合理布置天窗和采光井,确保各个区域采光均匀。采光系统的选择自然采光系统建筑设计中常用的自然采光系统包括窗户、天窗、采光管等。这些系统依靠自然光源,可以为室内提供舒适的照明环境。人工采光系统电灯、筒灯、吊灯等人工照明系统可根据建筑功能需求灵活调整亮度和照射角度,满足不同场景的用光需求。混合采光系统结合自然光和人工光的混合采光系统可以最大化利用日光,并在不足时补充人工照明,实现能源高效利用。智能控制系统采用传感器和控制系统,可根据室内外光照情况自动调节采光系统,提高使用效率和节能效果。自然采光的测量方法1现场测量使用照度计直接测量室内外的光照水平2模拟软件分析利用建筑设计软件模拟不同时间的光照情况3计算分析根据建筑参数计算预期的自然采光效果自然采光的测量可采用现场勘测、模拟软件分析和计算分析等方法。现场测量利用照度计直接测量光照水平;模拟软件可模拟不同时间的光照情况,提供更全面的分析;计算分析则通过建筑参数预测自然采光的效果。这些方法各有优缺点,设计师需结合实际情况选择合适的测量方法。自然采光的模拟软件1Radiance一款专业级的光照模拟软件,可以进行物理上精准的光线追踪,模拟真实的日光照明效果。2Daysim基于气象数据的动态日照模拟,可以预测建筑物在不同时间的自然光利用情况。3VeluxDaylightVisualizer针对天窗设计的分析工具,可视化日光进入室内的效果,帮助优化采光方案。4EcotectAnalysis集成建筑设计和环境分析的软件,提供全面的自然采光和阳光分析功能。能源效率和可持续性能源效率采光设计应尽量利用自然光,减少对电力照明的依赖,提高能源利用效率。这不仅能降低建筑物的运行成本,也有助于减少碳排放,实现更可持续的发展。可持续性一个良好的采光设计应考虑建筑物全生命周期内的能源消耗和环境影响。选择高效、环保的材料和技术,让建筑物在使用过程中做到节能减排,达到可持续发展的目标。建筑物整体采光策略整体规划建筑物的整体采光策略需要从设计的初期就开始考虑,包括建筑朝向、窗户位置、玻璃选用等多个因素,让自然光贯穿整个空间。模拟分析使用专业软件进行全方位的采光模拟分析,可以优化采光效果,确保达到理想的照明水平。动线优化通过合理安排建筑物的动线,引导自然光进入到需要照明的区域,提高整体采光效果。夜间照明和节能1节能灯具采用高效LED灯和智能照明控制系统,可大幅降低夜间照明的能耗。2自然采光结合利用白天的自然采光,适当调整照明,可以在夜间进一步减少用电量。3智能调控系统感应式照明控制,根据实际需求自动调节亮度,达到有效节电的目标。4可再生能源太阳能电池板和风力发电机等可再生能源可为夜间照明提供绿色电力。采光系统的维护和管理定期检查定期检查采光系统的状况,及时发现并修复故障,确保系统持续高效运行。清洁维护保持窗户、反光板等采光元件的清洁,可最大限度地提高采光效率。性能优化根据季节变化、使用需求对系统进行调整和优化,确保能提供最佳的采光效果。能源管理结合人工照明系统,采取分区控制等措施,提高能源利用效率。结构采光的未来发展智能化采光系统通过传感器和智能控制,未来的建筑采光系统将能更智能地适应环境变化,提高能源效率。可持续发展采光设计将更注重环境保护和能源节约,结合可再生能源技术实现更环保的建筑。创新技术应用新材料、新工艺和新技术将被应用于未来的采光系统,提升性能和美学效果。采光设计的注意事项光线质量确保采光系统提供柔和、均匀的自然光线,避免强烈的阴影和反光。能源效率优化采光设计,最大化自然采光的利用,降低电力照明的需求。室内舒适性考虑采光对温度、湿度和通风的影响,确保室内环境舒适宜人。隐私和安全适当配置窗户位置和尺寸,平衡采光和隐私需求,确保建筑物安全。采光设计的经典案例我们来看几个采光设计的经典案例。这些建筑物善于利用自然光,为使用者营造出舒适、明亮的空间环境。比如哥本哈根歌剧院大厅采用半圆顶设计,让自然光自然渗透进室内;芝加哥现代艺术博物馆利用玻璃幕墙设计,在保证采光