基于参数化模拟平台的传统花窗采光性能研究

传统花窗作为一种文化符号,被广泛应用于建筑设计领域。设计师通过多种样式与窗棂密度的组合,可使花窗产生不同形式美,同时也影响室内光环境。本文基于Rhino&GH参数化软件,搭建采光模拟平台,对4种常见样式8种窗棂密度的32个样本进行实验,相关结论有助于花窗的设计与应用。具体如下:(1)相同窗棂密度下,竖棂窗采光性能最好,方格窗与碎花窗次之,横棂窗最差;(2)窗棂密度与采光性能呈负相关,横棂窗衰减最大,其他3者相近;(3)根据相关导则对室内采光系数的建议(≥1%),横棂窗、竖棂窗、方格窗、碎花窗的最高密度分别为17%、22%、21%、21%。

一种新型温室的采光性能分析

为探究新型日光温室与生产上主流温室在黑龙江地区的采光性能差异,采用对比分析法,对新型日光温室(W1)与主流温室(W2)冬季不同区域及垂直高度的太阳能截获量及光照强度进行了研究。结果表明,同一时间段下,W1温室的太阳能截获量高于W2温室,提高比例约为14%~25%;W1温室对外光辐射面积低于W2温室,比W2温室降低约6.88%。W1温室的光照强度最高可达34 752 lx,同时间W2温室的光强为28 021 lx, W1温室最高光强为W2温室的1.24倍。W1温室的光照强度平均值为20 376 lx,是W2温室光强平均值15 845 lx的1.29倍。不同时间段的光强对比均为W1大于W2,W1温室光照强度相较于W2温室,在不同时间段提高了24%~34%。因此,W1温室内光照环境要好于W2温室。在垂直高度上,温室光照强度为先上升后下降,除近地面高度外,其他高度W1温室光照均高于W2温室,说明对于高度在0.5 m上的作物而言,W1温室光照环境优于W2温室。W1温室太阳能截获量多而光辐射面积小,光能利用率高,并且温室内不同空间光辐射更加均匀一致,在冬季生产遮光或弱光区很少。因此,W1温室的采光性能优于W2型温室。

亚热带气候区商业建筑中庭采光性能研究

亚热带气候区四季分明,光照充足,在中国约有四分之一的面积被亚热带区覆盖。在快速城市化背景下,随着节能减排的大力推行,对公共建筑的光环境有了更高的要求,在商业建筑中,中庭不仅是充分利用自然光源、减少能源消耗的重要场所,还能促进商业空间内的良性互动,因此如何设计中庭以发挥其节能效能,已成为商业建筑设计的重点关注问题。目前针对商业建筑中庭采光性能的研究发现,在亚热带气候区仅包含对某几个采光性能参数的探讨,缺乏涵盖多个采光性能参数的系统对比研究。将商业建筑的中庭作为该研究对象,梳理出影响采光的主要设计因子:中庭位置、平面形式、朝向、屋顶形式、光井指数(Well Index,WI)及中庭玻璃材质;并针对采光性能参数:采光系数(Daylight Factor,DF)、照度、空间全天然采光百分比(Spatial Daylight Autonomy,sDA)值及年度曝光率(Annual Sunlight Exposure,ASE)值进行对比分析,总结出中庭设计因子与各采光性能参数的关系,为商业建筑的中庭设计提供信息支持和决策参考。

日光温室采光性能的实用型优化研究

本研究根据日光温室空间光强渐减的特点,结合BEER-LAMBERT定律,建立日光温室采光性能的数学模型,通过温室平均采光效率SΗ等评价指标,分析了以保定地区为例的模型运算结果,明确了圆弧面、椭圆面、双曲线面、抛物线面4种采光屋面曲线方程的最佳参数。并结合肩高、采光面下土地使用效率Ψ评价指标分析发现,在6种曲线中,两种复合采光面(圆+地窗型和椭圆+地窗型)的SΗ较优而且肩高较大,具有实用性;同时还发现,在同一内跨、脊高和肩高下,二者的采光性能因光程相近而趋同。另外,圆弧面的ΗS最高,但是肩高最小,实用性最差;椭圆面和抛物线面在方程参数优化后表现极为相近,虽然肩高较高,但是SΗ最低。

连栋温室采光性能评价指标

温室的采光性能决定着进入温室的能量和作物用于光合作用的光合有效辐射大小。但采光性能的优劣在中国缺少明确的评价指标。该文综合分析了已有研究成果,提出了太阳总辐射透过率、光合有效辐射及其在温室内分布的均匀性等3个技术参数作为温室采光性能的评价指标。

4种曲线形日光温室前屋面采光性能及其拱架力学性能的比较

【目的】研究不同曲线形日光温室前屋面的采光及其拱架力学性能,为日光温室的设计提供参考。【方法】利用日光温室采光模型,模拟三次样条函数、圆弧、椭圆、抛物线4种曲线形日光温室前屋面的进光量,采用有限元方法计算3种荷载组合下各曲线形拱架的截面应力。【结果】三次样条函数、圆弧、椭圆、抛物线形前屋面的进光量分别为40467,39451,39306和35845kJ。在荷载组合1作用下,椭圆形拱架的截面应力最大,为3514MPa;抛物线形拱架次之,为3466MPa;三次样条函数形拱架为2906MPa;圆弧形拱架最小,为1479MPa。【结论】综合前屋面进光量和拱架力学性能指标,4种曲线形日光温室前屋面中,以三次样条函数形日光温室前屋面更具实用性。

光导管采光性能实验研究与分析

该文从实验出发,通过测量夏季3种典型天气状况下光导管的采光性能,得到光通量变化和照度分布的曲线,并同冬季的试验结果进行比较,结果表明夏季晴天时室内光通量值是冬季晴天时的4倍,多云天和阴天时都为冬季的2～3倍。通过比较分析证明,季节变化对光导管的光传输量的影响很大,太阳高度角于室内照度分布的影响也很大。

光导管冬季采光性能的实验研究

为了优化其采光性能,并为照明工程提供设计依据,对某一光导管进行了在冬季3种典型天气情况下的测量。通过本试验工作,得到了冬季各种典型天气情况下光导管的光通量、室内照度分布值,证明了光导管对散射光的采集作用。

高效可变采光倾角日光温室的结构及其性能研究

【目的】通过对温室内光照理论的分析,提出一种适用于高性能采光温室的可变采光倾角温室,并对其温光性能进行了研究。【方法】试验测定了位于西北农林科技大学园艺学院教学试验基地内的试验温室,并选取2010年冬季典型晴天和典型阴天的试验数据,分析研究了可变采光倾角日光温室与固定采光倾角日光温室内光照度与温度的差别。【结果】本试验条件下,与固定采光倾角日光温室相比,典型阴天时可变采光倾角日光温室内平均光照度提高了22.27%,平均温度提高了2.9℃;典型晴天时可变采光倾角日光温室内的平均光照度提高了29.00%,平均温度提高了4.3℃。【结论】与普通固定采光倾角温室相比,可变采光倾角温室内的平均光照度和平均温度均明显提高。

严寒地区办公建筑自然采光性能预测模型建构

以办公空间模式、外窗可见光透过率、照明控制方式、朝向、进深层高比为变量,运用DIVA、COMFEN软件,研究严寒地区办公建筑光环境质量、整体能耗及主要空间设计参数三者之间的关系,建立自然采光性能预测模型。用HDRI技术来验证计算结果的准确性,用6个实际方案简化模型验证预测模型的准确性,最后计算主要空间设计参数的敏感性系数,总结归纳严寒地区办公建筑方案设计阶段自然采光设计策略。

日光温室采光性能的模拟分析

采光性能是温室中作物生长和发育的重要因素,是日光温室结构设计的基础,是提高温室经济效益、发展设施农业的关键。通过必要的假设与简化,建立了日光温室采光性能的数学模型,利用该模型模拟计算了温室采光量与其结构形状、几何尺寸、朝向、地理纬度、节气和时间之间的关系,找出了各因素对日光温室采光性能的影响,并分析研究了其变化规律,所得结论为正确地设计高产、高效、经济的日光温室奠定了基础。

半地下立窗型日光温室采光效率模型及温光性能优化

以日光温室空间地面作物受光点为核心,根据半地下立窗型日光温室的结构特点,建立日光温室采光性能实用型优化的数学模型,并以定州地区(北纬38°31')为例,根据温室平均采光效率ηs、采光屋面保温效率τ和有效升温效率υ、温室采光面下土地使用效率φ4个评价参数,结合模型模拟运算结果进行了实用型优化。结果表明,半地下立窗型日光温室前屋面的曲线类型可以在立窗+圆弧面、立窗+椭圆面和立窗+抛物线面3种采光面中任选其一;日光温室内跨和半地下深度对ηs和τ的影响较大,半地下深度超过30 cm时,τ呈线性锐减趋势;脊高增加,υ呈线性锐减趋势;脊高和内跨增加,则φ呈明显线性增加趋势;立窗高度增加,则φ呈明显线性增加且最后呈饱和趋势;半地下深度超过75 cm时,φ呈线性锐减趋势。据此,半地下立窗型日光温室的优型结构参数选定为:脊高以340～360 cm为宜、日光温室内跨以900～1 000 cm为宜、立窗高度以75～115 cm为宜、半地下深度以30～45 cm为宜。

基于候车区自然采光性能的地下轨道交通枢纽天窗形式优化设计——以天津滨海站为例

随着轨道交通枢纽地上地下一体化的快速发展以及地下空间的自然采光设计受到重视,本文以天津滨海站轨道交通枢纽为例,研究候车区空间自然采光性能导向下的天窗形式优化设计。运用Rhino&Grasshopper建模平台以及Ladybug&Honeybee光环境模拟平台,基于动态光环境评价指标UDI、DA以及不舒适眩光评价指标DGP对天窗设计进行优化。通过对轨道交通枢纽候车区光环境的优化实践为设计初期合理的天窗设计提供参考依据。

琴弦式与GJW-II-A型日光温室采光性能比较

2004年冬至日在靖远县平堡乡平堡日光温室示范区对琴弦式日光温室和GJW-II-A型日光温室采光性能测定的结果表明,与琴弦式日光温室比较,GJW-II-A型日光温室室内光照均匀性提高,各时段透光率均超过80%,日平均透光率提高8百分点以上,室内光照强度明显增加,早晨揭帘后短时期内光照强,升温快;下午盖帘时光照强度尚在各种蔬菜及瓜类作物的光补偿点以上,有效地延长了光照时间。

穿孔金属板表皮建筑室内照度模型与采光性能

近年来,穿孔金属板作为玻璃幕墙的外挂遮阳构件受到建筑师和业主的广泛青睐。为了解决因结构复杂穿孔金属板表皮建筑的采光模拟过程烦琐耗时这一问题,基于全阴天空模型,建立了穿孔金属板表皮建筑室内照度数学模型,以获取工作面特定点的照度值;同时利用光环境模拟软件Radiance对该模型进行验证;最后就穿孔金属板建筑表皮几何参数对室内采光性能的影响进行分析。结果表明:通过室内照度数学模型与Radiance软件数值模拟所得结果的整体误差平均值为3.9%,其证实了模型的准确性与优越性,可为建筑遮阳设计中穿孔金属板几何参数的确定提供快速准确的计算方法,以营造理想的室内光环境。

新型建筑门窗采光性能检测系统设计原理和特点解析

文章阐述了新型建筑门窗采光系能检测系统的设计原理和特点,设计原理依据现行国家标准《建筑外窗采光性能分级及检测方法》(GB/T 11976-2002),特点是利用人工天穹的开发经验,解决了采光性能实验室的照度不均现象,测试精确稳定。

江南园林厅堂开窗的天然采光性能研究 以两面山墙式为例

本文以江南园林两面山墙式厅堂为研究对象。基于采光软件模拟和文献分析,归纳出12种由全窗、半窗、高窗、侧窗作为采光口组合而成的厅堂形制特征,比较这些形制的天然采光性能,如全年平均照度、可用光照度和采光均匀度等,并分析朝向、窗型、窗地面积比等影响厅堂采光的开窗因素。研究揭示了江南园林厅堂“光而不耀”的天然光环境特征及主要影响因子,为古典园林厅堂的天然光环境营造提供了光学依据和参考准则。

多层覆盖大跨度塑料拱棚采光保温性能研究

以不同结构多重覆盖大跨度拱棚和下挖式厚土墙日光温室为研究对象,对冬季光照和温度环境进行了跟踪观测,结果表明,12月~翌年3月,东西延长拱棚平均光照强度较南北延长拱棚提高38.0%,较日光温室提高5.2%。12月~翌年2月,双膜双被覆盖下,南北延长和东西延长拱棚夜均最低气温分别比外界提高13.8℃和18.4℃,比日光温室分别低6.2℃和1.6℃;室外平均最低气温-15.3℃的极端天气条件下,三者平均最低气温分别为6.8℃、9.3℃和10.4℃。3月上中旬,双膜单被覆盖下,南北延长和东西延长拱棚夜均最低气温相比室外提高11.1℃、12.4℃,相比日光温室降低2.2℃和1.1℃;3月中下旬,单膜单被覆盖下,南北延长和东西延长拱棚夜均最低气温较室外分别提高8.4℃、9.1℃,较日光温室分别降低4.4℃、3.7℃。三种不同类型设施内部光照、温度的空间分布均匀性以南北延长大跨度拱棚最好,东西延长大跨度拱棚次之,下挖式厚土墙日光温室最差。

家用太阳能热水器:采光性能有待提升

抽查范围：北京、河北、辽宁、江苏、浙江、安徽、山东、河南、云南等9个省、直辖市60家企业生产的60种家用太阳热水系统产品。

用于光伏玻璃幕墙的聚光系统设计与研究

为了能同时满足光伏玻璃幕墙的采光和建筑发电需求,设计了一种由双抛物线结构和导光板组成的混合式聚光器。主要介绍了聚光器的构成,并对其性能进行了初步的测量分析。这种新型的聚光器的几何聚光比为6,系统效率在90%,通过比较不同单元模块宽度的聚光器和不同移动距离的聚光器模型,测量了变量与入射偏角的曲线,得到聚光器的接收范围为±3°。在垂直入射条件下,聚光系统的光伏模块效率可以达到70%,减少室内的眩光。最后使用DIALUX软件对新型系统采光进行了辐照度分析,全天辐照度超过300 lx,照度均匀度达到了0.956。结果表明聚光系统用于光伏玻璃幕墙是可行的,可以提高使用舒适度,也降低了建筑成本,该系统的实用性可以替代传统中空玻璃。