2025年建筑采光节能技术试题及答案

2025年建筑采光节能技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.依据《建筑采光设计标准（2024修订版）》，教育建筑普通教室的参考平面（距地0.75m）采光系数标准值应为（）。A.2.0%B.3.0%C.4.0%D.5.0%2.下列哪种采光方式最适用于大进深建筑的中间区域采光优化？（）A.侧窗采光B.顶部采光C.导光管采光D.高侧窗采光3.某办公建筑采用双层中空Low-E玻璃，外层为透明玻璃，内层为低辐射镀膜玻璃，其主要节能原理是（）。A.减少可见光透射率B.降低长波辐射热传递C.增强紫外线阻隔D.提高玻璃强度4.动态采光模拟软件（如Daysim）中，“年日照时数”指标主要用于评估（）。A.自然光利用效率B.夏季眩光风险C.冬季热负荷D.建筑遮阳需求5.光伏光热一体化（PV/T）采光顶的核心优势是（）。A.提升光伏发电效率B.同时实现发电与集热C.降低玻璃自重D.增强结构稳定性6.下列哪种材料的光反射比最高？（）A.白色乳胶漆墙面（反射比0.85）B.浅灰色大理石地面（反射比0.55）C.铝制反光板（反射比0.92）D.普通混凝土天花板（反射比0.30）7.智能采光控制系统中，“自适应调光”功能的实现依赖于（）。A.固定时段控制B.人工手动调节C.光照传感器与执行器联动D.建筑朝向预设程序8.某建筑东向立面采用水平遮阳板，其最佳挑出长度需重点考虑（）。A.春分日正午太阳高度角B.夏至日正午太阳高度角C.冬至日正午太阳高度角D.秋分日正午太阳高度角9.导光管系统的光传输效率主要取决于（）。A.导光管直径B.管道内壁反射率C.入口采光罩形状D.出口漫射器材质10.依据《近零能耗建筑技术标准》，公共建筑采光区域的人工照明功率密度（LPD）限值应不高于（）。A.5W/m²B.8W/m²C.10W/m²D.12W/m²二、多项选择题（每题3分，共15分，每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.建筑采光节能设计中，“光导纤维系统”的组成部分包括（）。A.集光器B.导光纤维束C.漫射终端D.逆变器2.下列措施中，可同时提升自然采光效果与节能性能的有（）。A.采用折光百叶调节入射角度B.增加外窗面积至墙面的80%C.优化房间进深与窗高比（D/H≤5）D.墙面采用高反射比浅色涂料3.动态采光模拟需输入的关键参数包括（）。A.建筑地理位置（经纬度）B.外窗玻璃的可见光透射比（Tv）C.室内表面材料反射比D.空调系统能耗数据4.光伏采光顶设计中需重点关注的问题有（）。A.光伏组件的可见光透射率与采光需求匹配B.组件热斑效应导致的效率衰减C.结构防水与抗风荷载能力D.夜间人工照明补充方案5.既有建筑采光改造中，“光导管+LED补光”系统的优势包括（）。A.减少白天人工照明能耗B.避免对原有结构大拆改C.完全替代自然采光D.实现光照强度动态调节三、简答题（每题8分，共40分）1.简述“采光系数”与“天然光照度”的定义及二者关系。2.说明导光管采光系统与传统侧窗采光相比的技术特点（至少4点）。3.列举3种智能采光控制策略，并分别说明其适用场景。4.分析双层玻璃幕墙（DSF）在采光节能中的作用机制。5.简述建筑采光节能设计中“光-热耦合”优化的核心思路。四、计算题（15分）某南方地区（北纬23°）办公建筑标准层，房间净深12m，净宽8m，层高3.6m，南向外窗采用透明玻璃（可见光透射比Tv=0.75），外窗尺寸为宽3m、高2m（窗台高0.9m）。假设室外临界照度为5000lx，计算房间中部（距外墙6m处）的采光系数，并判断是否满足《建筑采光设计标准》中办公建筑（参考平面0.75m）的采光要求（标准值为3.0%）。（注：采光系数计算公式：C=（τ×A×ω）/（W×H）×100%，其中τ为玻璃透射比，A为窗面积，ω为天空漫射光立体角系数，W为房间宽度，H为计算点高度；天空漫射光立体角系数ω取0.25）五、案例分析题（10分）某北方地区既有商业建筑（2000年建成），原设计为单侧侧窗采光（外窗为单层普通玻璃，可见光透射比0.8，窗墙比0.3），现因租户需求需改造为书店（参考平面0.75m采光系数标准值3.5%）。实测现状：房间进深15m，距外墙8m处天然光照度仅50lx（室外临界照度5000lx），存在“采光盲区”且冬季采暖能耗高。要求：提出3项针对性改造措施，需结合采光节能技术原理说明可行性，并计算改造后典型位置的采光改善效果（可选1项措施计算）。2025年建筑采光节能技术试题答案一、单项选择题1.B（解析：2024版标准中，教育建筑普通教室采光系数标准值为3.0%）2.C（解析：导光管可将自然光传输至大进深建筑内部，突破侧窗采光的距离限制）3.B（解析：Low-E玻璃通过低辐射膜减少室内外长波辐射热交换，降低传热系数）4.A（解析：年日照时数反映自然光有效利用时长，是评估节能潜力的关键指标）5.B（解析：PV/T系统同时利用太阳能发电与集热，提升综合能源利用率）6.C（解析：铝制反光板反射比最高，可达0.9以上）7.C（解析：自适应调光依赖传感器实时监测光照，联动调光设备调节）8.B（解析：东向水平遮阳需重点遮挡夏至日正午高度角最大的太阳辐射）9.B（解析：导光管内壁反射率直接影响光传输效率，通常要求≥95%）10.A（解析：近零能耗标准中，公共建筑采光区域LPD限值为5W/m²）二、多项选择题1.ABC（解析：光导纤维系统由集光器、导光纤维束、漫射终端组成，逆变器为光伏系统组件）2.ACD（解析：外窗面积过大可能导致夏季得热增加，降低节能性）3.ABC（解析：动态采光模拟关注光环境，与空调能耗无直接关联）4.ABCD（解析：光伏采光顶需平衡采光、发电、结构安全及夜间照明需求）5.ABD（解析：光导管系统无法完全替代自然采光，需与补光结合）三、简答题1.定义与关系：-采光系数（C）：室内某点天然光照度（En）与同一时间室外无遮挡水平面上的天然光照度（Ew）的百分比，即C=（En/Ew）×100%，反映自然光相对强度。-天然光照度（En）：室内某点由自然光直接或间接产生的照度值（单位lx），受室外照度、采光口特性及室内反射条件影响。-关系：采光系数是无量纲的相对值，与室外照度无关，可客观评价建筑采光设计质量；天然光照度是绝对值，随时间、天气变化，需结合采光系数与室外照度计算（En=C×Ew）。2.导光管与传统侧窗采光的技术特点：-传输距离：导光管可将光传输至10-20m深的室内，侧窗采光有效进深通常为窗高的2-3倍（约4-6m）。-光质均匀性：导光管出口通过漫射器实现均匀照明，侧窗采光易形成“亮窗-暗墙”的梯度分布。-热工性能：导光管系统通过隔热管道减少热传导，侧窗易因玻璃传热导致夏季得热、冬季失热。-可控性：导光管可通过调节采光罩角度优化光捕获，侧窗需依赖遮阳设施（如百叶）调节。3.智能采光控制策略及适用场景：-分区控制：将大空间划分为近窗区、中间区、核心区，近窗区依赖自然光，核心区联动人工照明，适用于进深大的办公或展厅。-时序控制：根据日出日落时间预设调光曲线（如清晨增强、正午减弱），适用于光照规律稳定的学校、图书馆。-人体感应+光照补偿：在人员活动区域通过传感器检测照度，不足时自动开启LED补光，适用于会议室、走廊等间歇性使用空间。4.双层玻璃幕墙的作用机制：-采光优化：外层玻璃保护内层，减少灰尘附着，维持可见光透射率；中间空气层可设置遮阳百叶，调节入射光角度，降低眩光。-节能原理：冬季，中间层空气被太阳加热形成“热缓冲层”，减少室内热量散失；夏季，开启通风口形成烟囱效应，带走热量，降低空调负荷。-隔声降噪：空气层与双层玻璃协同作用，降低外界噪音对室内光环境的干扰。5.光-热耦合优化核心思路：-平衡采光与得热：通过选择适当的玻璃透射比（如高透Low-E玻璃），在满足采光需求的同时减少夏季太阳得热、冬季热损失。-利用反射与导光：墙面/地面采用高反射材料（如白色涂料、浅色地砖），将自然光反射至进深区域，减少人工照明；同时反射热辐射，降低空调负荷。-动态调节技术：结合遮阳百叶、调光玻璃等，在需要采光时最大化自然光利用（如白天），在需要保温/隔热时减少热交换（如夜晚/夏季正午）。四、计算题已知条件：-外窗面积A=3m×2m=6m²；τ=0.75；ω=0.25；房间宽度W=8m；计算点高度H=0.75m（参考平面）。计算过程：采光系数C=（τ×A×ω）/（W×H）×100%=（0.75×6×0.25）/（8×0.75）×100%=（1.125）/（6）×100%=18.75%？（此处存在公式误用，正确公式应为考虑采光系数的简化计算，实际需采用《建筑采光设计标准》中的侧窗采光系数计算式：Cmin=（τ×A×K）/（W×D），其中K为修正系数，D为房间进深）。正确计算（依据标准公式）：标准中侧窗采光系数最小值计算公式为：Cmin=（τ×A×K）/（W×D），其中K取0.4（无遮挡、普通玻璃修正），D=12m（房间进深）。代入数据：Cmin=（0.75×6×0.4）/（8×12）×100%=（1.8）/（96）×100%=1.875%。结论：计算值1.875%＜3.0%，不满足办公建筑采光要求，需优化（如增加窗面积、采用高反射材料或增设导光管）。五、案例分析题改造措施及原理：1.增设导光管系统：在屋顶或侧墙安装导光管（直径0.5-0.8m），将自然光引入8m以深的“盲区”。导光管内壁反射率≥98%，可传输光至15m进深，提升该区域照度。假设原盲区照度50lx（C=50/5000=1%），改造后导光管贡献照度200lx（C=4%），总照度250lx（C=5%），满足3.5%标准。2.更换为双层Low-E玻璃：原单层玻璃传热系数高（约5.8W/(m²·K)），更换为双层Low-E玻璃（传热系数≤2.0W/(m²·K)），减少冬季热损失；同时可见光透射比保持0.75，维持近窗区采光。计算：原外窗热损失Q1=5.8×(外窗面积)×(室内外温差)，改造后Q2=2.0×Q1，节能率约65%。3.墙面/天花板高反射改造：将原深色墙面（反射比0.3）改为白色乳胶漆（反射比0.85），天花板增加铝制反光板（反射比0.92）。反射比提升后，自然光在室内多次反射，进深8m处照度可提升30%-50%（如原50lx提升至75-100lx，C=1.5%-2%，结合导光管后总C=5.5%-6%）。典型措施计算（以导光管为例）：导光管系统光通量Φ