采光口的设计对办公建筑室内自然采光的影响研究

摘要

伴随着城市化的发展所带来的建筑能源消耗，建筑节能已备受政府和广大建筑师们的关注。本文根据当前的建筑类型发展形势选择办公建筑作为研究分析对象，在办公建筑能耗构成中，人工照明能耗占建筑全年总能耗的20％-30%，相对其他建筑类型高很多。然而合理有效的利用自然光不但可以减少人工照明的能耗，还能舒畅人们的心情，提高工作效率。　　国内外关于办公建筑自然采光的影响因素研究一般都局限于定性方面，很少有定量的分析。本文以合肥地区的某办公建筑房间为研究对象，在相关标准规范要求的基础上建立数值模拟模型，模型的尺寸为长6m×宽4m×高3m。主要研究采光口的设计对办公建筑室内自然采光的影响，结合合肥地区的光气候特点和地理气候特点，采用CIE标准全阴天天空模型，利用Ecotect软件对办公建筑的自然采光进行数值模拟计算分析，最终得出办公建筑室内工作面处的采光系数随着进深变化的曲线关系图。　　本文的主要研究内容包括：　　（1）根据办公建筑室内光环境要求和自然采光研究的目的和意义，对国内外的办公建筑自然采光研究现状进行调研总结找出本文的研究方向。　　（2）在自然采光理论的基础上了建立办公建筑室内自然采光模拟模型。　　（3）在分析合肥地区的光气候特点和地理气候特点后，利用Ecotect软件来模拟分析采光口的设计对办公建筑室内自然采光的影响。分别模拟计算窗墙比、窗台高、窗户外形以及外遮阳设施下办公建筑室内工作面处的采光系数随着进深变化的关系，并对模拟结果进行对比分析。　　（4）结合实际的案例来分析采光口的设计对办公建筑室内自然采光的影响，用Ecotect软件模拟优化设计前后的自然采光效果图和采光系数百分比，并提出优化设计方案。　　得出的结论如下：　　（1）窗墙比越大，办公建筑室内的自然采光效果越好；窗台高度和窗户外形对办公建筑室内采光效果的影响都随着进深的不同而不同，在进深1.2m以内，窗台低的和扁长型的窗户采光效果好，进深在1.2m~4.2m范围内则相反。在进深达到4.2m以后采光效果都很差，几乎没有光线可以进入。　　（2）水平遮阳板和水平百叶遮阳都会对办公建筑室内的自然采光产生影响。对于水平遮阳板，采光效果随着外挑系数的增大而越弱，所以在水平遮阳设计时外挑系数应设计在0.6以内，且水平遮阳板安装的位置距离窗户上沿距离大点较好。水平百叶遮阳的百叶倾角调节范围应在0°~30°之间。　　（3）在建筑采光设计时要考虑办公建筑的临界进深，临界进深为4.2m。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外研究动态

1.4 研究内容、方法以及框架

第二章 自然采光理论

2.1 自然采光的设计理念

2.2 自然采光的天空模型

2.3 自然采光评价指标

2.4 自然采光的分析方法

2.5 办公建筑采光相关标准

2.6 本章小结

第三章 窗户尺寸对办公建筑室内自然采光的影响分析

3.1 办公建筑的自然采光

3.2 合肥地区地理气候特征

3.3 采光软件的选择

3.4 模型的建立和工况的设置

3.5 窗户尺寸对办公建筑室内自然采光的模拟对比分析

3.6 结论

第四章 外遮阳对办公建筑室内自然采光的影响分析

4.1 外遮阳的概述

4.2 模型的建立

4.3 水平遮阳对办公建筑室内自然采光的模拟对比分析

4.4 水平百叶外遮阳对办公建筑室内自然采光的模拟对比分析

4.5 水平遮阳与水平百叶遮阳的对比分析

4.6 本章小结

第五章 办公建筑自然采光设计案例研究

5.1 项目介绍

5.2 自然采光案例现状分析

5.3 优化修改后的自然采光分析

5.4 结果对比分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果