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。

基于人工天穹的体育馆照度均匀度实验研究

照度均匀度是关系到体育场馆自然采光、运动员比赛和电视转播的重要建筑光学指标,现有研究多采用软件模拟方式,且多未全面考虑CIE 15种天空模式。针对中型体育场比赛厅,提出一种基于人工天穹和CIE 15种天空模型的照度均匀度实验方法。按照国内体育场馆设计标准,1∶10搭建建筑模型,给出其尺寸和高度选择依据;全面考虑顶界面采光、侧界面采光和顶、侧界面三种自然采光模式;选择5 mm磨砂玻璃作为采光材料,真实测量其透射比及内墙面材料的反射系数。在此基础上,基于哈尔滨工业大学寒地建筑研究院的人工天穹进行CIE 15种天空模型下的照度均匀度实验,其数据分析为体育场馆的工程设计提供重要理论借鉴价值。

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。

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。

北京地区天空亮度的观测与研究

天空亮度分布是采光设计与计算的基础数据,也是定量描述和定义天空状态的重要参数。而相关仪器设备和观测数据的缺乏却制约了国内天空亮度方面的研究。本文利用自行研发的光谱式天空扫描亮度计,对北京地区的天空亮度分布进行了为期1年的跟踪观测,并首次给出了国内的天空与CIE标准天空的对应关系,本文的研究成果为国内光气候研究提供了数据支持。