建筑光环境2采光

1,灰空间：其本意是指建筑与其外部环境之间的过渡空间，以达到室内外融和的目的，比如建筑入口的柱廊、檐下等。也可理解为建筑群周边的广场、绿地等。其最早由黑川纪章提出,2,建筑大师黑川纪章的灰空间,3,“竹屋”中灰空间的应用,建筑师：隈研吾|日本,4,建筑光环境,5,2.1光气候与采光标准2.2采光口2.3采光设计2.4采光计算,第二部分天然采光,6,关于天然采光,人类在长期的进化过程中，已习惯于天然光。,7,第二部分天然采光,天然光的组成：太阳直射光、天空扩散光、地面反射光。,8,第二部分天然采光,太阳直射光：透过大气层直达地面的那一部分太阳光。它具有强烈的方向性，在物体的背阳面形成阴影。直射阳光在地面上形成的照度主要受太阳高度角和大气透明度的影响。阴天时直射阳光照度为零,夏季晴天中午照度可高达105勒克斯以上。,9,第二部分天然采光,天空扩散光：太阳光遇到大气中的空气分子、水气、粉尘等产生散射而形成的使天空具有一定亮度的光。天空扩散光没有方向性，不形成阴影，在地面上形成的照度受太阳高度角的影响较小，而受天空中的云量、云状和大气中杂质含量的影响较大。,10,第二部分天然采光,地面反射光：太阳直射光和天空扩散光经过地面反射，使地面照度与天空亮度都有所增加。,11,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候由以上三种光所形成的天然光的平均状况，称之为光气候。,12,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候光气候影响因素季节地区（日照率，高度角）太阳高度角云状大气透明度地面反射能力室内采光受天空亮度及其分布状况、室外各种反射光的影响。这些影响因素变化很大，因此采光计算按两种极端条件考虑：全云天（阴天）无云天（晴天）,13,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候晴天时的光气候分析影响因素：大气透明度太阳位置计算点位置,14,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候全云天时的光气候分析影响因素：太阳高度角云状地面反射能力大气透明度,15,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候全云天时的光气候分析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。L=（1+2sin）LZ/3蒙-斯本赛Moon-Spencer,16,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候我国光气候影响室外地面照度的因素：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。日照率：自北、西北往东逐渐减少，四川盆地最低。北方以太阳直射光为主，南方天空以天空扩散光照度最大。,17,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候我国的光气候,四川盆地：年平均照度最低,18,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候2.1.2采光标准采光系数C=En/Ew*100%,19,第二部分天然采光,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候2.1.2采光标准采光系数标准值视觉工作分为I-V级，规定天然光最低照度值为250lx，150lx,100lx,50lx,25lx。,20,21,22,23,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候2.1.2采光标准光气候分区采光标准将全国划分为I-V个光气候分区，规定相应的光气候系数。光气候系数,类光气候区,24,2.1光气候与采光标准,2.1.1光气候2.1.2采光标准采光质量采光均匀防止眩光合适的光反射比防止紫外线的进入,1减弱直射光线；2视觉背景不宜为窗口；3室外遮挡措施；4窗内侧采用浅色装饰面。,博物馆等展示空间内，消除紫外辐射、天然光等对展品的损害。,25,2.1光气候与采光标准2.2采光口2.3采光设计2.4采光计算,第二部分天然采光,26,第二部分天然采光,2.2采光口,27,28,29,30,31,32,33,34,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光侧窗：在房间的外墙上开的采光口。构造简单，不受建筑物层数的限制，布置方便，造价低廉；光线具有明确的方向性，有利于形成阴影，对观看立体物件特别适宜；可通过它看到外界景物，扩大视野，与外界取得视觉联系。,35,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光窗体形状对采光的影响在采光口面积相等的情况下，窗底边标高相同时，正方形窗口采光量最高，竖长方形次之，横长方形最少。但从照度的均匀性来看，竖长方形在房间进深方向的均匀性较好，横长方形在房间宽度方向较均匀，方形窗居中。所以，窄而深的房间宜用竖长方形窗，宽而浅的房间宜用横长方形。,36,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光窗间墙对采光的影响房间进深方向的采光均匀性，受窗位置高低的影响。高侧窗好于低窗房间横向方向的采光均匀性，受窗间墙的影响。通长窗好于有窗间墙窗,37,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光尺度位置对采光的影响,38,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光太阳朝向对采光的影响,39,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光侧窗采光的改善措施：喇叭口减少遮挡，增加采光。扩撒玻璃增加采光均匀度。遮阳措施遮阳板，百叶窗。,40,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗一开始多应用于工业建筑，以弥补侧窗采光的不足，满足室内照度的要求。现在在公共建筑中也较为常见，并延伸出许多形式。,41,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗在工业建筑中，天窗形式主要有矩形天窗、横向天窗、锯齿形天窗、平天窗、井式天窗几种。,矩形天窗,平天窗,锯齿天窗,42,43,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(1)矩形天窗,44,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(1)矩形天窗梯形天窗，矩形天窗的变异。室内采光量提高，均匀度变差。,45,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(2)横向天窗特点：造价低，采光效果与矩形天窗相差不大。可分为长方形、阶梯形、倾斜状三种。,46,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(3)锯齿形天窗采光的均匀性较好，光线方向性较强。纺织厂车间应用较多。,47,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(2)横向天窗,48,第二部分天然采光,49,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(4)平天窗在屋面直接开洞，铺设透光材料，不需要安装天窗架。,50,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(4)平天窗优点：造价低布置灵活采光效果好缺点：污染照射不均匀凝结水,51,第二部分天然采光,2.2采光口,2.2.1侧窗采光2.2.2天窗(5)井式天窗,73,小专题：地下建筑的采光,地下建筑，是指建造在岩层或土层中的各种建筑物和构筑物，是在地下形成的建筑空间。例如地面建筑的地下室部分也是地下建筑；一部分露出地面，大部分处于岩石或土壤中的建筑物和构筑物称为半地下建筑。地下构筑物，一般是指建在地下的矿井、巷道、输油或输气管道、输水隧道、水库、油库、铁路和公路隧道、野战工事等。,74,75,76,大深度地下城市构想示意图,大深度地下城市平面示意图,77,小专题：地下建筑的采光,一个尺寸合适的地下庭院，能够足够的自然光线。在地下建筑中心设置下沉庭院，其余的空间自然会围绕着庭院布置，地下空间的采光得到一定程度的改善。若让阳光进入建筑，就必须计算该地日照角度来确定阳光引入庭院的确切角度。目前一个公认的做法是，庭院的大小以东至中午阳光照到庭院地面的一半为最小尺寸，国外规定下沉庭院的下限尺度为12米乘24米左右。,1.下沉庭院采光,78,小专题：地下建筑的采光,下沉式广场一般指地面部分下沉至自然地面标高以下4米左右的广场。常用在城市中面积较大的外部开敞空间内，例如城市中心广场、战前交通广场等。广场呈现正负、明暗、闹静、封敞等空间形态的变化。沿下沉式广场周边布置的地下建筑朝向下沉广场开设大面积玻璃采光门窗，或设通透的柱廊，使广场周边的地下空间与广场开敞的空间融为一体。这样，既使地下空间得到天然的采光，同时由于人们通过下沉式广场进入地下空间，在很大程度上减少了地上、地下空间的差异感。,2.下沉广场采光,79,小专题：地下建筑的采光,对地下空间而言，中庭起着接受阳光和光通道的作用。中庭顶部覆盖有的大型采光弯顶，一般是由空间网架加上采光玻璃面构成，既能躲避风雨，又能使中庭空间充满阳光，并能使围绕地下中庭的其他空间在一定程度上得到自然光。,3.中庭采光,80,美国明尼苏达大学建造了一种主动太阳光系统，其基本原理是，采用透镜和反射镜作为光线传递媒介，阳光经四次转向直角引入。天然光成功的导入地下空间深处，光线到达地下35米仍然十分明亮。这种以透镜导光装置的系统，能获得很细的光束和较高的效率。与此同时，大量的地上自然光能够沿小孔道传送至被照明的地点，导光系统占用的建筑面积较少，在建筑上的设置也较简易，可以留下更多的空间用来做实际用途，提高地下空间的利用效率。,4.透镜导光系统,小专题：地下建筑的采光,81,小专题：地下建筑的采光,日本最先发明了一种光导纤维管传导系统。采用光导纤维作为传导的媒介，光纤是一种直径约2毫微米的极细玻璃丝，将许多的光纤捆扎在一起，将其端面抛光，构成柔韧的光纤光导管。可以使用光纤光导管将阳光引入地下室内空间。这种传输方式对建筑的影响很小，制作安装也较为方便，因此它可能成为有实用价值的地下空间的导光材料。,5.光导管传导系统,82,83,上海世博会英国馆A类展馆设计金奖,84,上海世博会英国馆A类展馆设计金奖,85,86,87,88,89,90,91,建筑光环境,92,3.1人工光源的光特性3.2灯具3.3室内工作照明设计3.4室内环境照明设计3.5夜间建筑物照明,第三部分人工照明,93,3.1.1热辐射光源白炽灯（1）普通照明灯泡（2）反射灯投光灯泡PARPER（f,g）反光灯泡R(h)镀银碗形灯,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,94,特斯拉,95,3.1.1热辐射光源白炽灯卤钨灯,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,96,3.1.1热辐射光源白炽灯卤钨灯3.1.2气体放电光源荧光灯荧光高压汞灯,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,97,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,3.1.1热辐射光源白炽灯卤钨灯3.1.2气体放电光源荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯,98,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,3.1.1热辐射光源白炽灯卤钨灯3.1.2气体放电光源荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯钠灯（高压低压）,99,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,3.1.1热辐射光源白炽灯卤钨灯3.1.2气体放电光源荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯钠灯（高压低压）氙灯,100,第三部分建筑照明,3.1人工光源特性,3.1.1热辐射光源白炽灯卤钨灯3.1.2气体放电光源荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯钠灯（高压低压）氙灯节能灯无电极荧光灯（QL灯）,101,LED灯，发光二极管，简称LED,，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。LED的心脏是一个半导体的晶片。最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。,102,LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。耗电量低LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。它消耗的电不超过0.1W。使用寿命长在恰当的电流和电压下