采光节能设计分区研究

詹色建筑与建筑物班一

采光节能设计分区研究

黄海静，陈仲林，杨春宇，张青文，何荥，张晟鹏

（重庆大学建筑城规学院，重庆４０００４５）

摘要：本文研兜了我国光气候分区和全雹建筑热工设计分区以及建筑气愤区划螅置束标准，由于前者按笙外总照度平均位大小作为区划指标，后二者主要以沮度作为区划指标，而我国地城辽嘲，各地气候差异报大，所以．有些地区根据这两类区划指标分别进行采光设计和热工设计时对开窗的大小要求巳发生矛盾．本文从采光节电和呆暖、降温节能出发整体考虑建筑物内部光环境和热环境，并建议呆用在羁一个光气候内不同建筑气候地区的謦正系数，即进行建筑呆光节拖二疑分区．

美ｔ坷：采光设计｝节能设计ｌ二袭分区

ｌ节能设计要求

全球范围内煤、石油、天然气等不可再生能源逐渐桔竭，而传统能源的使用会产生严重的环境污染，并对生态珏境造成严重破坏，所以世界各国对太阳能等可再生能源的应用非常重视，联合国国际开发署（ＵＮＤＰ）将可再生能源的发展列为２１世纪全球能源发展的重点。

太阳能是巨大的洁净能源，充分利用日光和天空漫射光进行建筑物天然采光以减少能源消耗，是实现２００８年北京“绿色奥运”的一项重要内容；节约能源也是我国的一项基本国策。我国的太阳能资源十分丰富，年日照百分率在５０％以上的地区约占我国总面积的７６％。人类自古就习惯于日光的环境，在天然光下可使人们心理和生理上感到舒适，对人们的身心健康产生有利影响，而且天然光比人工光具有更高的视觉功效。因此，建筑物充分、合理地进行天然采光，不仅体现了以人为本的精神，而且节约照明用电，具有重大的社会效益和经济意义。

建筑耗能约占社会总能耗的Ｖ３左右，是节能工作的主要方面。建筑节能要求提高建筑使用过程中在照明、采暖、空调等方面的能源效率。建筑节能设计主要与采光口的位置、大小，室内照明照度值，外围维护结构的保温性能及空调设备的使用率有关。所以，节能设计必须是全面考虑采光、照明、热工及空调设施等影响的综合设计。

２三种分区标准

我国幅员辽阔，横跨热、温、寒多个气候带，各地区的气候差别很大，如；目照率北方大而四川盆地最低、云量北方少］而ＦｌＪｌＩ盆地最多、北方年平均气温低而南方高，等等。所以在确定建筑节能设计时，必须针对不同地域气候环境作具体的分析。

２．Ｉ天然采光设计

目前，我国在天然采光方面采用“中国光气候分区图”作为《建筑采光设计标准》（ＧＢ／Ｔ５０３３—２００１）的依据。影响光气候的因素包括太阳高度、日照率、云量和云状四方面，“中国光气候分区”标准按室外总照度年平均值大小，将我国划分为５个光气候分区，Ｉ区的天然采光条件最好、Ｖ区最差。在进行建筑采光设计时，以北京所在的第Ⅲ类光气候区为基准规定了采光系数标准值，其他光气候区用光气候系数Ｋ值进行修正。

作者简介：黄海静（１９７４一），女，广西自治区，讲师·在读博士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｑｈｈ）＠１２６·ｃｏｒｎ

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２．２热工设计

我国建筑热工设计以《民用建筑热工设计规范》（ＧＢ５０１７６—９３）的“全国建筑热工设计分区图”为标准，该标准是按最冷月平均温度或最冷和最热月的不同平均温度作为主要指标，将全国划分为５个热工分区，即“Ｉ类”严寒地区、“Ⅱ类”寒冷地区、“Ⅲ类”夏热冬冷地区、“Ⅳ类”夏热冬暖地区和“Ｖ类”温和地区，并对各分区建筑设计提出了相应热工要求。

‘２．３居住ｔ筑规划设计

城市居住区规划设计的重要内容是根据日照标准等因素确定建筑的日照间距，而日照标准是按《建筑气候区划标准》（ＧＢ５０１７８－－９３）的“中国建筑气候区划图”将城市气候划分为２级区划系统。该标准以１月和７月的平均气温、７月平均相对湿度作为一级区划的主要指标，划分为７个一级区和２０个二级区，并且规定了各类建筑气候区的建筑设计基本要求。

将上述三方面设计分别遵循的“中国光气候分区图”。“全国建筑热工设计分区图”和“中国建筑气侯区划图”叠加绘制，便可发现三种分区图的区划范围存在着不少差异（图１）。

圈１三个分区叠加图

３分区标准矛盾

国标中“中国光气候分区”仅根据室外总照度年平均值大小作为分区指标，而“全国建筑热工设计分区”与“中国建筑气候区划”中一级区则主要以温度作为区划指标。不同的区划指标必然形成不同的区划范围，后两者基本一致，但却与光气候分区差异较多。例如重庆与上海同属“第Ⅲ”建筑气候分区和“第Ⅲ”热工分区，但却分属“第Ｖ”和“第Ⅳ”光气候分区｝云南属于“第Ｖ”建筑气候分区和热工分区，却横跨“第１、Ⅲ、Ⅳ”三个光气候分区。此外，一些光气候分区（第Ⅲ、Ⅳ、Ｖ区）本身就包含几个不同的地理区域，如“第Ⅲ”类光气候区就包括西北地区、北京地区和南方地区三个地理气候区域。

影响建筑节能的气候条件包括热辐射、温度、湿度、空气、降水等参数，其中“光辐射”直接影响

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蠓色建筑与建筑物曩一建筑的光环境和热环境，是建筑节毖设计的关键因素。为达到建筑采光节能目的，必须合理解决开窗问题，但同时也必须兼顾建筑热工设计方面的要求。因此，在进行建筑节能设计尤其是采光口设计时，分别按“照度”与“温度”为指标的分区必然产生不同的节能控制标准。比如，在一个区划范围中满足采光节电要求需要采光口面积较大，而按照保温节能又要求开口面积尽量小，从而产生矛盾。

４采光节能二级分区

不同的分区有不同的建筑节能设计要求。因此，建筑节能设计必须综合考虑“光气候分区”和“建筑热工分区”及“建筑气候区划”的要求，制定更加完善、详细的光气候分区标准，更加有针对性地为不同地域气候条件下的建筑节能设计提供建筑物理环境参数。为此，本研究从采光节电和采暖、降温节能出发，整体考虑建筑物内部光环境和热环境要求，从而确定在同一个光气候内不同建筑气候地区的修正系数，即进行建筑采光节能二级分区。

由于“建筑热工分区”及“建筑气候区划”中“Ｉ～Ｖ”类分区完全相同，“建筑气候区划”的“Ⅵ、Ⅶ”类分区也都属于“建筑热工分区”的“Ｉ类”严寒地区和“Ⅱ类”寒冷地区，两者范围基本一致，而且建筑节能主要考虑热工方面的要求，所以可以将两者统一起来按照“建筑热工分区”考虑。

由此，本研究建议在综合“光气候分区”和“建筑热工分区”的基础上，分另Ⅱ取能反映各光气候分区温度差异的参数作指标，提出了采光节能设计的二级分区标准，该标准共包含１６个分区，并针对不同分区提出了相应的节能设计要求（见表１）。

采光节健二曩分区指标裹囊１分区指标设计要求原热工分区

ＩＩＢ寒冷地区与冬季保沮并重，部分地区薰夏季防热ⅡＩｃ置和地区采光为主，部分地区考虑冬事保沮ＶⅡⅡＡ严寒地区采光与年季保矗并重ＩⅡＢ寒冷地区与冬季保温并重．都分地区兼夏季防热Ⅱ

罐Ａ严寒ｊ蠹区采光与冬手镖蕾并重ＩⅢ皿Ｂ寒冷地区与冬季保混并重．部分地区薰夏季防热ⅡⅢｃ夏热冬冷地区采光与夏季防热并重，兼顾冬季保沮ｍ

ⅢＤ夏热冬丑地区采光与夏季防热并重Ⅳ

ⅣＡ严寒地区采光与冬季保温并重Ｉ

ⅣＢ寒冷地区与冬季保沮并重．部分地区蒹夏季防热ⅡⅣＩＶｃ夏热冬拎地区采光与夏季防热并Ｉ，兼最冬季保沮ⅢⅣＤ夏热冬蕾地区采光与ｌ季防热并重Ⅳ

ⅣＥ温和地区采光为主，部分地区考虑冬季保蕾ＶＶＶＡ严寒地区采光与冬季保龃并重ＩＹ里戛垫查堡垫匡墨娄量墨兰堕垫羞蔓：茎曼墨至堡垩堡

ｓ小结

采光节能设计分区是在整体设计的原则下提出的，这也是一个系统关联的思路，因为任何事物都有其各种相关的影响因素。节能设计也是如此，不能只单独考虑一个方面的节能要求，而应综合分析其在采光节电和热工节能的影响，从而提出最恰当的设计参数。使采光节能设计既获得最佳的视觉环境，满足照度要求，又能收到最大的节能效益，满足经济、合理的节能设计要求。

参考文献

Ｃ１］涂逢祥，王美瑁，中１１的气候与建筑节能［Ｊ］．暖通空调．１９９６（４）

［２］刘加平主编．建筑物理［Ｍ］＋第３版．北京ｔ中国建筑工业出版社．２０００

［３］付祥钊主编．夏热冬冷地区建筑节能技术［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２

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