参考天空亮度分布模型下的建筑采光设计优化

结合观测研究某地区天空亮度分布的方法以及参考天空模型的构建方式,提出了华南区参考天空模型(CSRS),并通过房间内的实地测量验证了该计算模型;然后在华南区夏季光气候条件下以某侧窗采光教室为研究对象提出了基于CSRS的建筑采光优化设计方法;最后针对该案例给出了优化的采光设计方案及量化参数,并说明了其采光效果.结果表明:使用CSRS模型进行采光模拟与分析的结果较CIE标准全云天模型更准确.

华南区天空亮度分布的观测研究

阐述了通过图像采集进行天空亮度分布研究的方法,装有鱼眼镜头的数码相机通过合理曝光长期连续地采集天空图像,用程序从采集到的天空图像信息中获取天空亮度分布情况,经统计得出三类标准天空出现的近似频率,并以反映其出现频率的线性分量进行叠加后分时段得出华南区的典型天空亮度分布模型(CSRS)。最后通过模拟计算对CSRS模型进行了检验。

用蚁群系统研究天空亮度分布模型

利用了一种崭新的求解复杂优化问题的启发式算法——蚁群系统来研究信息分析法天空亮度模型。通过蚁群系统对天空亮度各影响要素的分析优化处理,得到天空亮度相对分布表达式的各系数值。并在此基础上开发了一套方便实用的天空亮度模型计算软件,提供直观而方便的计算手段。该模型具有较高的精度,这为天然光利用,特别是采光设计的高精度和标准化工作提供了无论理论上还是运用上都非常有价值的结果。

中间天空亮度分布模型

本文根据天空类型的分维数不同等将中间天空分成两类，并采用人工神经网络理论等求得了中间天空亮度分布表达式。

似阴天空亮度分布模型研究

本文在利用大量可靠数据的基础上，以天空亮度分布为前提，开展了对似阴天空必要性研究，从建筑采光设计考虑，认为这类天空是不可忽略的中问天空的一个重要组成部分。进而利用天空等效大气模型，将ＣＩＥ全阴天空、似阴天空、似晴天空和ＣＩＥ全晴天空用相同数学模型加以描述。在此基础上，运用云量、云形、水平散射照度、东、南、西、北垂直立面照度、天顶亮度等理论和观测数据，对似阴天空以及它与上述另外三种类天空之间关系，就天空最大亮度元和亮度变化率二个确定天空亮度分布特征量进行广泛深入分析研究。利用拍摄──图象数字化系统和相应数据处理程序，最终给出似阴天空的数学表达式，完成了似阴天空亮度分布模型的建立工作。

用数字图象研究天空亮度分布

本文建议了一种确定天空亮度值的新方法，它的优点是同时性好，因而也是一种研究天空亮度分布 的好方法．

似阴天空亮度分布研究

本文提出了似阴天空亮度分布表达式，经验证表明，它与天空亮度实测结果吻合较好。在本文 中还采用一个公式表示各类天空亮度分布。

基于CIE天空模型计算任意时间天空亮度分布

掌握任意时间天空亮度的分布情况是充分利用自然光、实现智能照明的基础。以国际照明委员会(CIE)15种天空类型及其给出的天空亮度计算公式为基础,对天空亮度计算公式中各个参数的计算方法进行了研究。使用这一计算方法,只需知道当地的经纬度、日期以及当前天空属于哪种天空类型,就可计算出其任意时间的天空亮度分布。从已有的可靠的天空亮度分布实测数据出发,将天空亮度分布的计算值与实测值进行比较,分析了计算值与实测值之间的误差。结果表明,通过计算得出的天空亮度分布数据能较好地与实测数据相吻合,因此可以用天空亮度分布的计算值代替实测值作为节能调光的重要数据。

HDR图像测量天空亮度及在动态采光模拟中应用

为解决在通用天空模型下进行建筑采光模拟所得到的结果准确程度不高的问题,尝试使用实测的天空亮度分布HDR图像作为光源进行建筑采光/动态采光模拟并对该方法进行了验证.首先,说明了通过高动态范围(HDR)图像测量天空亮度分布的方法;进而,介绍并验证了基于图像的采光/动态采光模拟(IBL):既使用HDR图像作为光源输入数值进行采光模拟的方法.验证实验于2017年7月4日至7月10日及2017年8月3日至8月12日进行,通过实测与模拟结果的比较分析验证了HDR图像测量天空亮度分布以及基于图像的采光模拟的准确程度.最后,文中讨论了基于天空数学模型的采光模拟以及基于图像的采光模拟的优缺点.结果表明:通过HDR图像可以准确地测量天空亮度分布;基于图像的采光模拟准确度良好,同一时刻模拟值与实测值之误差集中分布在-15%~47%范围之内;基于图像的动态采光模拟所求取的100 lx<UDI<3 000 lx指标值最大误差限制于±25%以内.

一种测量天空亮度的新方法

本文介绍了一种测量天空亮度分布的新方法。这种方法利用视场角为180°的鱼眼镜头照相机和计算机数字图像处理系统,实现了天空亮度分布的瞬时测取和胶片密度的高效率处理。文中论述了胶片灰度与天空亮度的标定转换实验方法。引用了误差理论中的数据处理方法确定出二者间的函数关系。通过对昆明和重庆地区晴和阴天空下大量实测结果的误差处论和分析,得到了其相关系数和标准偏差的频数分布图,由此证明了这种方法的可靠性。

参考天空分类方法研究综述

国际照明委员会(CIE)颁布的一般天空标准包括了15类参考天空,基本覆盖了实际存在的天空类型;每类参考天空均有明确定义及相应的天空亮度分布模型,可以方便地应用于天然采光模拟与设计。但由于不同地域气候条件各异,其代表天空类型也各不相同,因此确定不同地域主要参考天空类型对天然光应用具有重要意义。本文回顾了利用天空亮度扫描数据、光气候观测数据及气象参数对CIE一般天空标准分类的研究工作。这些工作对不同地域参考天空分类提供了依据与参考,并为绿色建筑与可持续发展提供了基础。

各国天空模型研究综述

本文较系统地介绍了各国天空模型研究的概况。对建立我国天空模型，有效利用天然光资源节约人工照明用电具有重要意义。

多波段鱼眼镜头相机实验室几何定标方法

鱼眼镜头因其独特的曲率和光学特性,使用非相似成像模型拟合后,仍有接近10像素的径向残余畸变。研究了多波段鱼眼相机的定标原理、定标流程,在非相似成像模型基础上,提出了基于分离式精密二维转台的鱼眼镜头定标方法,并通过相机姿态位置精密调整与方位转台360°旋转,光斑像素位置始终不变的方法,确定相机主点。为分析色差对鱼眼镜头径向畸变的影响,采取不同波段单独定标的方法。利用不同时刻的太阳角度数据来验证镜头定标系数,结果显示天顶角与方位角的均方根误差分别为0.226°和0.487°。该方法有效实现了鱼眼镜头相机在不同波段的几何定标,提高了像素点与入射光线角度之间的匹配精度。

一种半球形天空亮度测量仪器的研制

在大气光学领域中,天空亮度分布有着重要的应用。简要介绍了天空亮度的测量原理,在分析同类测量仪器的基础上,提出了一种用于白天的,可见及近红外波段天空亮度测量仪器的设计,介绍了系统的组成和探测器的选择。经过定标,仪器能够得到天空亮度的绝对值,其结果反映了真实天空亮度分布的变化。该仪器弥补了传统的天空亮度测量仪器在测量波段、实时性、便携性等方面的不足,更好地满足了实际的科研需求。

国际上建筑天然采光研究的新动态

太阳光是随处可以利用的可再生能源,天然采光是建筑可持续发展的重要方面。本文回顾了近年来国际上比较关注的天然采光方面的研究及主要成果,提出了近期的主要研究热点和需要解决的问题。

天然光照明研究的新进展

太阳光是随处可以利用的可再生能源,人类的生存健康以及环境的舒适度都取决于对于太阳光的有效利用。天然光照明是建筑可持续发展的重要方面。该文从天空模型、太阳辐射观测和建模、热带地区天然采光这三个方面介绍了目前国际上比较关注的天然光研究方面的新进展。

大气光学

F427.1 96053492差分吸收法测量大气压强的误差研究=Studies ofthe errors for the measurement of the pressure with a differential absorption method[刊,中]/朱世德,向安平,任基(成都气象学院.四川,成都(610041))∥应用光学.—1995,16(1).

大气光学

P427.1 99021393大气散射方向指数函数研究=Atmospheric scatteringdirectional exponential function study[刊,中]/杨祖贵,陈仲林(重庆建筑大学城规学院.重庆(630045))∥照明工程学报.—1998,9(2).—27-32在散射方向指数中考虑大气混浊度因子的影响,提出了新的大气散射方向指数函数,对不同混浊度因子,此函数与已知的晴天,部分云天和似阴天空有较好的近似,并更全面地考虑了分子散射,对进一步研究中间天空亮度分布具有理论意义。图5参12(赵桂云)

晴天采光计算(英文)

传统的采光计算采用ＣＩＥ全阴天和采光系数来予测室内的照度，这代表了最不利的天气状况，如此设计总是接受了足够多的光。但与建筑在其它方面的要求如节能、眩光控制及景观等综合考虑，这方法显然不适应设计的进一步要求。在中国的西北地区全阴天在全年仅占了很小的比例，如西安仅为５％，而晴天达６１％以上，往西北去则更高。观察表明多云天时地面照度更高。可见对各种天气进行计算是必要的，在西北地区对晴天进行计算尤为重要。近年来有些学者提出了平均天空，对此亦有争论，主要是这“平均值”主要是从能量平衡出发，而不是从采光目的出发的。

工程技术

TU113.1 96053499论建筑外窗保温性与采光性的统-=Integrationof heat insulation with daylighting of exteriorwindows in a building[刊,中]/董涵皋(机械部汽车工业规划设计研究院.天津(300162))∥照明工程学报.—1995,6(2).