建筑光环境分析

建筑光环境分析

一．建筑实例光环境分析

二．光环境优化设计

一．建筑实例光环境分析

（1）丹麦低碳建筑-绿色灯塔“绿色灯塔”

1.建筑简介

该项目是迄今为止丹麦的第一个按照碳中和理念设计的公共建筑，位于哥本哈根市内的哥本哈根大学校园内，该建筑为3层的圆形建筑，总建筑面积950m2．具体用途为哥本哈根大学科学系学生的学习．生活．就业监管咨询中心。”绿色灯塔”项目是无CO：排放的零排放生态型建筑。

“绿色灯塔”的目标在于展示节能型建筑需求和建筑质量．健康室内气候以及良好的日光．是可以通过可持续和创新的建筑设计方法达到平衡的。该项目已于2009年10月20日正式交付使用运营，是2009年在哥本哈根召开的联合国气候变化峰会(COP 1 5)的一个献礼性展示项目。

2.建筑光环境总体感受

走近“绿色灯塔”，绿色为基调的外墙与周边环境和谐地融为一体，建筑主体为圆柱形，建筑上装有的可调节百叶窗使整个建筑能最大限度地接收阳光。

进入灯塔内部，首先会注意到它卓越的采光效果。朝南斜切的屋顶，创造了最大的采光率。可自动调节的天窗、挑高的中庭，使得阳光可以从三楼楼顶直射到一楼。如果阳光充足，室内的ＬＥＤ照明灯就会自动关闭。

3.圆柱体的建筑外形

该建筑的设计目标是实现最佳的能耗效率．建筑质量、健康的室内气候，和良好的采光条件。也就是说，“绿色灯塔”在设计之初，就是一个具有强烈展示功能的建筑。既要展示建筑的各个不同的立面在接受日照．采集太阳能即时的数据变化，又可以作为建筑使用，因此，其最佳形状就是做成圆柱形。

4.墙面及装置-增强亮度

内部墙体全为白色墙面，可以增强室内的亮度。另外，该建筑做了一个名为“仪器”的艺术雕塑．这个雕塑看起来像一个探测器。主体由8个手臂组成，每个手臂上装有30面小镜子。

5.采光设计具体分析

首先，建筑的内部照明以自然采光为主，结合丹麦当地的光气候条件，除了在建筑立面装了适量的竖窗，还在建筑的顶部设置了一定数量的智能电控屋顶窗。这无疑给建筑的中庭．带来了巨大的光照度的变化。

中庭采光

其次，建筑师们花在采光模拟计算上的时间，较之以往的任何建筑，都要多出许多。此次采光计算，采用“采光模拟分析计算软件Daylight Visualize”，该软件经过国际照明协会的鉴定，是一款非常精确的计算软件，其对光照分析计算的结果．与实测结果最大误差不超过4．9％，平均误差仅有2．9％。工程师们应用该采光软件，对建筑的每一个房间与角落．按全云天、半阴天、晴天等几种情况，对全年的几个标志时间段春分．秋分，夏至，冬至等分别进行了计算，对有眩光的部位．及采光系数小于3％的部位，进行反复的设计和比较，直至满意。

竖窗的运用

6.节能分析

“绿色灯塔”项目，仅靠对日光合理设计使用．我们就节约了几乎过去照明用电的38％的能量。

“绿色灯塔”的屋顶上45m2的太阳能光伏电池是建筑物主要能量来源，可满足照明、通风和维持热泵的运转需求。

图为：能源设计技术使用图

二．建筑系馆采光设计优化

1.建筑简介

此设计是位于北方的建筑系馆，建筑整体分为两个部分，北侧为办公区，南侧为教学区。

下图是北立面图，从图中可以知道,建筑北侧为三层，南侧为四层。北侧一层采用玻璃进行外围护，增加采光面积。二层三层采用竖侧窗进行采光，外有可移动木百叶，对采光进行调节。

2.建筑优点

建筑外墙较厚，可以减少顶层的眩光。木百叶可以调节采光的强度。

木百叶

外墙较厚

3.建筑采光优化

（1）形体的优化

建筑南高北低的形式，会对建筑北侧的采光有一定的影响。因此，可以将建筑南侧四层的部分移动到北侧。

优化前优化后的建筑形体示意

（2）采光口形式优化

建筑采光形式比较的简单，没有顶部采光设计。可以将北侧大厅顶部增加天窗采光，提高建筑内部的光照。

优化前无天窗

优化后增加天窗

（3）采光口面积，位置，及玻璃材质的优化

南北侧的窗墙面积比应分开结合当地环境考虑，不同用途的房间，玻璃的材质也应考虑进去。

（4）其它优化

建筑的窗间墙亮度在设计时没有考虑，因此有必要进行后期的估算计算。以及眩光对建筑的影响的消除。