14-1 采光标准
14-2 采光口
14-3 采光设计
14-4 采光计算
14-1 采光标准
一、光气候
(一)晴天
(二)全云天
(三)我国光气候概况
二、采光标准
一、光气侯,
? 光气侯,指室外光线的变化和影响它变化的一些气象
因素。
? 天然光的组成:
直接光,太阳光穿过大气层式,一部分透过大气层达
到地面,称为直接光。它形成的照度高,并具有一定
的方向,在物体背后出现明显的阴影。
天空扩散光,太阳光中一部分碰到大气层中空气分子、
灰尘、水蒸气等微粒,产生多次反射,形成天空扩散
光。它使天空具有一定亮度,这部分光形成的照度较
低,没有一定方向,不能形成阴影。
(一)晴天:
? 晴天,指天空无云或很少云(云
量占整个天空面积的 以下)
的天气。
? 地面照度由太阳直射光和天空散
射光组成。
0030
? 全云天,指天空全部为云所遮盖,
看不见太阳。
? 室外天然光全部为扩散光,物体后
面无阴影。
(二)全云天:
? 从影响室外地面照度的主要因素来看:我国地域辽阔,
同一时刻南北方的太阳高度角相差很大;从日照率看,
由北、西北往东南方向逐渐减少,而以四川盆地一带
为最低;从云量看,大致时自北向南逐渐增多,新疆
南部最少,华北、东北少,长江中下游较多,华南最
多,四川盆地特多;以云状看,南方以低云为主,向
北逐渐以高、中云为主。这些特点说明,天然光照度
中,南方以天空扩散光照度较大,北方和西北以太阳
直射为主。
(三)我国光气侯概况:
二、采光标准:
00
0
1 10 0??
E
EC
1、采光系数, 室内某一点的天然光照度
( )和同一时间的室外全云天水平面天然
光照度( )的比值 。即
1E
0E C
2、采光系数标准值,
经过对已建成建筑采光现状进行的现场调查,采光口
的经济分析以及我国光气侯特征和国民经济发展等因素
的分析,将视觉工作分为 5 级,提出了各级视觉工作
要求的天然光照度最低值为,,,
,。
把室内天然光照度等于采光标准规定的最低值时的室
外照度称为,临界照度,,也就是需要采用人工照明的
室外照度极限值。采光标准规定临界照度值为,
四川、贵州等地适当降为 。
lx250 lx150 lx100
lx50 lx25
lx5000
lx4000
确定临界照度标准值后就可将天然光照度最低值换算
成采光系数最低值,如表 14-1。
可以通过采光口调整采光系数
14-2 采光口
一、侧窗
(一)单侧窗
(二)双侧窗
二、天窗
(一)矩形天窗
(二)锯齿形天窗
(三)平天窗
(四)横向天窗
(五)井式天窗
? 采光口,为取得天然光,在房屋的外围护结构
(墙、屋顶)上开了各种形式的洞口,装上各种
透明材料,如玻璃、有机玻璃等窗扇,以防护自
然界的各种侵袭(如风、雨、雪等)。这些窗扇
的透明孔洞统称为“采光口”。
? 按采光口位臵,可分为侧窗和天窗;有的同时采
用侧窗和天窗,称为混合采光。
一、侧窗:
? 侧窗:在房间的一侧或两侧墙上开的窗,是最
常见的一种采光形式。
? 优点:构造简单,布臵方便,造价低廉,光线
具有强烈的方向性,有利于形成阴影,因此对
观看立体物件特别适宜,并可直接看到外界景
物,扩大视野,被普遍使用。
? 应用:进深不大,仅有一面外墙的房间,普遍利用单侧
窗采光。
? 主要优点:光线自一侧投射,有显著的方向性,使人侧
容貌和立体物件形成良好的光影造型。当工作位臵与有
窗的外墙向垂直布臵时,能幽香避免光幕反射和不舒适
的眩光。 如图。
(一)单侧窗:
? 影响侧窗采光效果的因素:
?室内一定获得天空直射光数量是由该点透过窗子看
到的天空面积大小决定的,离窗子愈远,看到的天空面
积愈小;
?全阴天时,天顶要比地平线附近的天空亮得多;
?由窗子投射来的光线与受光面的夹角越大,照度越
高,投射角越小,照度越小;
?室外景物对天空视域的遮挡。
这些因素都造成侧窗采光房间的昼光照度随离开窗子的
距离而迅速降低,照度分布很不均匀。为由较好的采光
均匀度,单侧采光房间的进深一般不超过窗上沿高度的
2— 5倍为宜。
? 几种常用的侧窗形式:
? 在相对两面侧墙开窗能将采光进深
加倍,同时缓和实墙与窗洞间的亮
度对比。相邻两面墙上都开侧窗,
在缓和墙与窗的对比上效果更显著,
但采光进深增加有限。
(二)双侧窗:
二、天窗:
? 天窗是在屋顶上开窗。天窗一般可分为矩形天窗、锯
齿形天窗、平天窗、横向天窗和井式天窗。
(一)矩形天窗:
? 应用于单层工
业厂房。如图。
? 特点:采光效
率最低,但眩
光小,便于组
织自然通风。
(二)锯齿形天窗:
? 特点:屋顶倾斜,可以充分
利用顶棚的反射光,采光效
率比矩形天窗约高 。
当窗口朝北布臵时,完全接
受北向天空漫射光,光线稳
定,直射日光不会照进室内,
因此减小了室内温湿度的波
动及眩光。
? 为减小多跨大面积锯齿形天
窗单方向进光的方向性强的
特点,应尽量提高顶棚反射
率并选择正确的布臵方式。
0000 2015 ?
(三)平天窗:
? 平天窗施工方便,造价低,仅为矩形天窗
的 。
? 平天窗在水平面的投影面积较同样面积的
垂直窗的投影面积大,如图 14-6。
%37%21 ?
? 平天窗布臵灵活,照度易于达到均匀。如图 14-7。
? 平天窗有多种做法,可用于多种屋面。如图 14-8。
? 考虑到采光和通风,通风孔和采光口综合考虑,有的
作成通风采光合用窗,如图。
? 平天窗的污染情况。
? 平天窗易产生眩光和过热现象需采取措施避免。
? 平天窗在北方寒冷地区要有防凝水措施。
(四)横向天窗:
? 结构特点如图 14-11。
(五)井式天窗:
? 井式天窗为通风上的要求,只在屋架的局部作
成开口,使进口较小,起抽风作用。主要用于
热车间。
14-3 采光设计
一、了解设计对象的采光等要求(资料收集)
(一)采光要求
(二)其它要求
二、选择采光口的形式
三、确定采光口位臵
四、估计采光口尺寸
一、了解设计对象的采光等要求(资料收集)
(一)采光要求:
1。车间的工作特点和精密度。
不同的工作特点和所要求的精密度对室内
照度的要求也不相同,应根据这两个因素确定
室内照度和窗地比。我国对视觉工作分级及窗
地比的规定见表 14-2,14-3,14-4,14-5。
2。工作面的位臵。
工作面有水平、垂直和倾斜之分,窗的形式和位臵的
选择应与之适应。不同的工作面位臵,采光系数的计算方
法也不同。
3。工作对象的表面状况。
工作对象表面是平面的还是立体的,是光滑的还是粗
糙的,都影响窗形状和窗位臵的确定。
4。工作中是否允许直射阳光进入。
直射阳光可能会引起眩光或过热,应在窗口的选型、
朝向和材料等方面考虑。
5。工作区域。
要考虑各工作区对采光的不同要求。
1。通风要求。
采光与通风,谁是主要矛盾,应依照房屋的性质而定。
2。绝热要求。
应适当控制窗口面积,避免盲目开大窗。
3。泻爆要求。
易引起爆炸危险的建筑,应设臵大面积泻爆窗,从窗
的面积和构造处理上解决减压问题,以减低爆炸压力,保
证结构安全。
4。立面要求。
窗的形式与尺度直接关系到建筑的立面造型。
5。经济要求。
不同形式的窗,其造价不相同,增大面积必增加造价。
因此,应考虑适当限制窗面积。
(二)其它要求:
二、选择采光口的形式
? 基本原则,以设臵侧窗为主,天窗给予补充。
三、确定采光口位臵
? 对于侧窗,往往将其设臵在南北向的侧墙上,即窗
口对南或北。
? 对于天窗,应根据车间的形式与相邻车间的关系确
定天窗的位臵及大致尺寸。
四、估算采光口尺寸
? 根据车间视觉工作分级和拟定的采光口形式和位臵,
即可进行采光口面积的估算工作。即根据窗地比来
确定。
14-4 采光计算
一、确定采光计算中需要的数据
二、计算步骤及方法
? 采光计算的目的,验证本设计是否符合采光标
准中规定的各项指标。
? 采光计算的方法,利用公式计算,利用特别制
定的图表计算。
? 国家采光标准推荐的方法,利用图表,按房间
的窗地比直接查出采光系数最低值;也可按采
光标准规定的采光系数值,求出需要的窗地比。
一、确定采光计算中需要的数据
? 采光计算中需要的数据主要有:
?车间尺寸;
?采光口材料及厚度;
?承重结构形式及材料;
?表面污染程度;
?室内表面反光程度。
二、计算步骤及方法
(一)侧窗采光计算:
? 按采光标准规定,侧窗的采光系数最低值设计
值为:
obph KKKKCC ????? ??m in
?
?
?
?
?
ob
p
h
K
K
K
K
C
?
? 带形窗洞的采光系数最低值;
考虑窗间墙挡光影响的窗宽系数;
窗的总透光系数;
室内反射光增量系数;
室外遮挡物遮挡系数。
1。带形窗洞的采光系数最低值
hC
? 考虑在全云天
空时带形侧窗
窗洞的采光系
数。如图 14-
14。
? 图 14-15计算图例。图中 P点为采光系数最低值 的计算,
它由不同剖面形式所决定。
hC hC
? 由于图 14-14所给的 值是按窗下沿和工作面处于
同一水平时的情况作出的,若窗下沿高于工作面时
(如图 14-15( c) 中的高侧窗),应按 查
出 值,然后按 查出 值,此时高窗所形
成的
? 若窗外设有较大的水平挑檐或遮阳板,如图 14-15
( a), 这时的实际 应按挑檐外沿至 点连线
以下的高度计算。
hC
lhb
lhC
shb
shC
shlhh CCC ??
hh P
2。窗宽系数
?K
? 实验得知:它是该墙面上得总窗宽 和墙面总长度
的比值,即 ? ?
b l
lbK ?? ??
3。室内反射光增量系数
?K
? 由于室内各表面的反光系数不同,一般用反光系数
平均值 代表整个房间的反光程度,求法如下:?
???
?????? ?????
AAAA
AAAA
fc
ffcc
???
????
??? ????,,,fc
分别为天棚、墙面、地面及窗口的反光系数。
其中 可取 计算。
为天棚、墙面、地面及窗口的表面积。
??? AAAA fc,,,
?? 15.0
? 实验表明,值与,房间尺度(即房间进深
和窗高 之比)、有否内墙存在等因素有关,具
体值见表 14-6。
?
?K b
hh
? 不同材料窗框的断面大小不同,窗玻璃的层数、品种、
环境的污染也不一样。综合考虑这些影响因素,的
值为
4。窗的总透光系数
?K
?K
dcK ???? ??? 0
0?
为玻
璃透光系
数,查表
13-2。
为窗结构透光系数,它考虑窗框材料和窗框层数等
对采光的影响,其值可由表 14-7查出。
为玻璃污染系数,它考虑室内外环境对窗玻璃的污
染影响,现按每年打扫 1-2次考虑,具体数值见表 4-8。
d?
c?
5。室外遮挡系数
obK
? 根据试验,遮挡程度与对面遮挡物的平均高度
(从计算工作面算起)、遮挡物至窗口的距离,
窗高 以及计算点以及计算点至窗口的距离 等
尺寸有关,具体值见表 14-9。
bhh
obD
obH
(二)天窗采光计算:
? 按采光标准规定,天窗的采光系数最低值为:
?? KKKCC hsh ????m in
?
?
?
?
?
?
K
K
K
C
hs
h 带形窗洞的采光系数最低值;
高跨比修正系数;
窗的总透光系数;
室内反射光增量系数;
1。窗洞采光系数
hC
? 具体值查图 14-16。是实验结果。
? 实验表明,利用天窗采光的车间内,采光一般都比较
均匀,即多数点接近于平均值水平,故可用最低值和
平均值的比( )衡量采光均匀度。 当天窗间距
等于或小于窗下沿至工作面高度的 2倍时( ),
可保证获得 的均匀度。通过这个比值就可
将平均值换算成最低值,以适应采光标准按最低值制
定的要求。
CCmin
2?sd hb
7.0m in ?CC
2。高跨比修正系数
shK
? 由实验知,在窗地比相同时,不同高跨比会得出
不同得采光系数值。图 14-16中数值是按
得出。当高跨比不是 0.5时,就应引入高跨比修
正,其值见表 14-10。
5.0?bhs
3。室内反射光增量系数
?K
? 根据室内表面平均系数 和天窗形式,从表 14-
11中查出。
?
? 与侧窗相比,天窗多一个屋架承重结构得挡光影响,故
在天窗透光系数中增添一屋架承重结构透光系数,
其值见表。天窗得总透光系数为
4。窗的总透光系数
co?
?K
codcK ????? ???? 0