工业建筑平天窗采光优化设计.pdfVIP

海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会 工业建筑平天窗采光优化设计 王宁1’2严永红1’2 (1重庆大学建筑城规学院；2山地城镇教育部重点实验室) 摘要：针对目前重庆地区工业厂房平天窗采光存在的问题，采用能耗模拟软件eQuest 为工具计算分析了不同天窗窗地比(龇)条件下的供冷能耗、照明能耗及建筑总能耗的变 化规律，探究A√～对于各能耗的最佳平衡点，然后利用采光模拟软件Radiance对原有和改进方 案进行采光模拟对比，从而提出了一种优化采光设计的方法。 关键词：平天窗；天然采光；采光模拟；能耗模拟 1前期调研 笔者首先针对重庆地区工业建筑室内采光及热工状况进行了调研。调研的具体内容包括： 测量室内平均照度值、室内外温湿度，计算平天窗窗地比、平均采光系数等。并针对夏季室 内热舒适度状况做了问卷调查。发现的问题总结如下： 1)采光系数值普遍不满足国家相应规范要求，《GB／T 中规定机加工车间的采光系数最低值为3％，室内参考平面临界照度值为1501x； 2)采光均匀度普遍较差，《GB／T 时，采光均匀度不宜小于O．7； 3)阴天时室内整体采光情况普遍较差，局部区域白天依靠人工照明做补充； 4)缺乏遮阳设施，夏季室内过热现象较普遍，室内热环境的舒适度差。 2设计思路 影响采光室内采光质量的最大因素是讹。首先，对分析模型进行能耗模拟，探寻随着 刖～的不断变化对各项能耗的影响，从而从节能的角度确定合理的窗地比范围；然后，根据 能耗模拟的结果和室内光环境要求，对计算机模型提出改进方案并进行采光模拟；最后，综 合考虑能耗和采光的因素得出最佳采光方案。计算过程主要有以下三个步骤： 210 海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会 1)能耗模拟——通过能耗模拟确定A√Ad与能耗的关系，对计算机模型按照A执从小 到大分别进行仝年能耗模拟，研究A水d与各建筑能耗的咒系，从而确定最佳A√Ad值范围。 2)采光模拟——根据能耗模拟结果，设H几种粟光方案，选择一年中采光最不利的冬 至口对研究模型进行逐时照度、采光均匀度模拟计算，计算各方案的采光系数，并研究与 A√Ad、天窗布置方式等各因素的关系。 3)综合分析——通过对能耗模拟结果和采光模拟结果进行综合分析，得出最佳采光设 计方案。 3建立计算模型及设定模拟条件 3．1建立计算机模型 使用面积为1800m2。区域A北面为外墙，其他三面为防火墙，忽略侧窗的影响。区域A模 型见图1。 圈1区域A计算机模型 3．2模拟条件 3．21建议区域A参考平面的采光系数、照度值及均匀度 重庆属于我国光气候Ⅵ分区，区域A以机加工涂装车间为例，属于我国现行规范《GB，r 6％， 7。 室内天然光临界照度值为l50Ix，采光均匀度不宜小于O 3．22能耗模拟条件 能耗模拟采用由美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和JJ Hirsch及其联盟 (Associates)共同开发的能耗模拟软件eQuest。计算的韧始设置条件如表1 海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会 表1eQuest初始设置条件 3．2．3采光模拟条件 具体而言，模拟时间选择一年当中天然采光最不利的冬至日，天空模型选择CIE全阴天天空模 型。使用该软件时加载了重庆地区的气候资料、地理位置信息，采光材料为玻璃纤维增强聚 酯采光板(FRP)，透光率取值为75％。区域A模型室内表面天花板／内墙面／地面反射率分别为 0．80／0．78／0．25。 4模拟分析过程 4．1能耗模拟分析 对于本模型，建筑能耗主要有：照明能耗和制冷能耗(重庆地区不考虑供暖能耗)。模拟 中采用CIE均匀天空模型，全年分析了姚取值从O，1％，2％，．．．，15％时能耗的节约