建筑物理 天然采光

E.考虑室外照度对室内照度的影响: 在窗开口相同时，室外水平照度越大, 室内照度也越大，两者的比值是相对稳 定的，即 Ei/Eo为定值；这意味着要 保证室内所需的照度Ei，则必需某一水 平的室外照度。为了保证白天10小时不 开灯，对于室外照度大的地区，窗可开 小些，反之则要大一些。
F.用规定采光系数的方法以间接规定窗的大小.
C.考虑最不利的情况: 不考虑直射光,以冬季全阴天的照度为采光 基准来考虑。最不利时能满足要求,其他天 气状况也能满足要求。
D.考虑开窗的大小: 在同一地区,室外照度一定的情况下,开窗的 大小直接影响室内照度;窗大意味着可开灯 的时间短;窗小意味着要开灯的时间长.以 保证10小时的白天采光来确定开窗大小.采 光设计实质是要确定窗的大小。
A.天窗跨度bmo:影 响平均照度和均匀 度. 0.5b
B.天窗位置的高低hx:位置高,均匀性好,平 均值下降.0.35~0.7b
C.天窗间距bd: 越小,均匀度越好,但不能 太密.<4hx
D.相邻天窗玻璃间距bg: 太小,有互相遮挡，4hc.
E.跨数影响.
F.玻璃面积:
窗地面积比一般为 35%,最大采光 系数不超过5% 特点:照度较均匀,不 易有眩光,一般 用于中等精密工 作和有一定通风 要求的房间.南 北向布置为好.
CIE全阴天天空亮度的计算

CIE标准全阴天 空 ——适用于最低 限度条件的采光设 计
Lө=Lz(1+2sinө) /3 cd/m2

均匀天空亮度分 布——适用于简化 的采光设计
8.1.4我国光气候概况
日照率、云量、云状
1.5昼光遮挡分析图 太阳 轨迹 的另 一种 描述
昼光分析 中太阳轨 迹绘制方 法
锯齿形天窗具有高侧 窗特点，有一定方向 性。 窗可做成斜式
（6）平天窗 特点： 直接设在屋面 上；无需天窗 架，施工方便， 结构简单，造 价低（为矩形 天窗21~37%）， 降低建筑高度。
采光效率高，布 置灵活，易于达 到均匀照度。
可作成大面积采光 顶棚、带形或板 式天窗。
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采光罩：井壁高度和井口面积影响采光。
(4)井式天窗: 用于需通风的热车间,一般不设窗扇,需 作多排挡雨板和屋面挑檐,采光效果 差,C<1%;用透明玻璃作挡雨板可改善采 光效果,但存在清屑泻问题。
(5)锯齿形天窗: 特点:充分利用顶棚 的反射光；采光效 果较矩形天窗好可 达7%；相同采光系 数下可较矩形天窗 省玻璃15~20%；朝 向北面以避免眩光； 照度较均匀。 适合于恒温恒湿车间,如纺纱、织布、印染 等；满足精密车间工作要求。
A.晴天条件下(无云或0~3级)
(1)太阳高度角 (2)大气透明度 (3)相对于太阳的 位置
• 太阳位置与天空亮度
CIE晴天天空亮 度分布
CIE晴天天空亮度的计算
与天顶亮
度有关,与
三个角度
Z0、γ、ζ 有关
B.全阴天条件下 • (1)太阳高度角 • (2)大气透明度 • (3)云状 • (4)地面反射
（3）采光特点 a有方向性，随纵深减小
b随形状而变化
c随位置而变化
d随 窗台 位置 而变 化
e随窗长 度而变化
f.随阴晴天 和朝向 而变化
g.易受外 界物体和 墙厚遮挡
h.随采光 玻璃而变 化
i易产 生眩
光
8.3.2天窗的类型及采光特点
(1)矩形天窗:由屋架 上的天窗架和窗扇 组成
影响采光因素:
采光系数:阴天室内某点照度与同一时刻室 外水平照度之比。 C=En/Ew×100% 临界照度:室内需要开灯时的室外照度， 对某一地区，用10小时不开灯确定临界照 度。
确定了早晨8：00和下午18：00室外临 界照度, 就可保证10小时室内照度En。 标准通过规定采光系数,从而规定开窗 大小。
临界照度的确定方法:
(2)梯形天窗:玻璃倾斜的矩
形天窗 特点:采光量明显增加,均匀度 下降。 玻璃易积尘,构造复杂,易有眩 光。
(3)横向天窗:利用
屋架的上下部分,省 去天窗架,降低建筑 高度。造价为矩形 天窗62%,采光效果 和特性与矩形天窗 差不多。
施工稍麻烦，屋架杆 断面大小对采光有 影响；长轴南北向 布置,用于跨度较大 的厂房。
天空半球模 拟直射光和 天空亮度的 原理
全阴(均匀)天空模型
8.2.采光标准
8.2.1天然采光的意义
（1）充分利用自然资源 （2）保护视力和提高生产率 （3）对于节能有重要意义
8.2.2天然采光标准制定所考虑因素 A.考虑视觉要求:保护视力和提高工作效率。
B.考虑工作时间:
考虑到我国大部分地区是早晨8点至下午6 点间上班,以保证10小时的白天采光来确 定开窗大小。
中大气层:吸收 长波和紫外线 同温层: 对流层:
蓝色天 空的行 成-----瑞 利散射
到达地面的昼光光源光谱
昼光在 大气中 的变化
8.1.2昼光组成
昼光的组成:直射光和扩散光(天空 光).直射光照度高,会形成阴影,变化
很快，在采光计算中不考虑。天空光
相对稳定，是建筑采光的主要光源。
8.1.3影响昼光的因素
我国 光气 候分 区。
Ⅲ区为标准,取，5000lx,其他区，用修正的 方法修正，从Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分，别 为0.85、0.9、1.0、1.1、1.2。
8.2.3天然采光标准
8.3.采光口及采光特点
8.3.1侧窗的形式及采光特点
（1）侧窗的类 型: 单侧窗\双侧窗 低侧窗\高侧窗
（2）优点 视野良好 构造简单 施工方便 造价低廉
井口指数： IW=0.5H(W +L)/WL IW=H/D
第二篇
光环境
第 8 章 天 然 采 光
8.1.光气候 8.2.采光标准 8.3.采光口特性 8.4.采光设计及计算
8.1.光气候
8.1.1昼光光谱 光气候:是指影
响室内光照度 的室外各种因 素的总称。
昼光光源及其光谱
大气对光的吸收 外大气层:吸收 短波和紫外线 热电离层:吸收 中波和紫外线