建筑物理第三讲天然光环境(一)昼光光源与采光.pptx

第三讲：天然光环境（一）-昼光光源与采光本讲主要内容：3.1天然光环境概述3.2光气候与采光标准3.2.1、光气候3.2.2、 采光标准（采光设计标准）------天然光环境的质量评价3.3 采光口（采光窗）3.3.1、侧窗3.3.2、天窗 3.3.2.1、矩形天窗 3.3.2.2、横向天窗 3.3.2.3、锯齿形天窗 3.3.2.4、平天窗 3.1天然光环境--------------------概述太阳是生命之源，它以无尽的光和热哺育大地。是 一 种 巨 大 的 安 全 的 清 洁 光 源 。 早在古人学会建造房屋时起，他们就掌握了在屋顶或墙壁上开洞收集天然光照明的方法。 古罗马万神庙巨大穹顶上直径近9m的圆洞和我国民居常用的面积不到一尺见方的亮瓦，都显示了前人采光的智慧． 近代著名的建筑大师，如莱特、勒·柯布西埃、路易斯·康等人的许多作品，更是运用昼光照明和渲染气氛的杰作。天然光环境-------------------------概述罗马的万神庙　　哈德良皇帝于公元120年~公元124年在意大利罗马兴建了万神庙，作为奉祀诸神的神殿。这座显示了古罗马人卓越工程技术的建筑物，给人们留下了深刻的印象。　万神庙穹顶直径43米的记录直到20世纪还未被打破。如此规模的穹顶通常需要一些支撑物，但古罗马人精通如何建造拱形屋顶而不需要柱子支撑的技术。虽然古罗人不是拱门的首创者，但他们是最早认识拱门用途的人。　穹顶的圆眼（一直径为8.2米的采光圆孔——泽注）使阳光泻入万神庙。庙内的地面和墙壁均用色彩鲜明的大理石建成。金贝尔美术馆--路易斯?康 美术馆是一个将天然采光设计和空间造型相结合的经典范例 ！天然光环境--------------------概述七十年代以来，节能的紧迫性和重视环境设计的新观念，对采光科学技术有很大的推动。现在人们已经能够几乎任意地控制天然光。 我们可以用巨大的玻璃顶棚将一个中庭或大厅覆盖起来，模拟晴日当空、四季如春的大自然；也可以借助随太阳运行轨迹自动控制的遮阳装置完全遮蔽阳光，造成光线柔和宜人、照度稳定的工作环境。 前几年曾经有人设想，用集日镜将日光收集起来．通过光导纤维输送到地下或建筑物深处的采光装置；目前，这种设想已经成为现实，它预示着建筑采光技术在不久的将来会有更快的发展。天然光环境------------------------------概述建筑物充分利用昼光照明的意义: 近年来的许多研究表明，太阳的全光谱辐射，是人们在生理上和心理上长期感到舒适满意的关键因素，不仅可以获得较高的视觉功效，节约能源和费用，而且很可能还是一项长远的保护人体健康的措施。 另外，多变的天然光又是表现建筑艺术造型、材料质感，渲染室内环境气氛的重要手段。 所以，无论从环境的实用性、还是美观的角度，都要求建筑师对昼光的利用做认真的规划，掌握设计天然光环境的知识和技巧。昼光的组成日光——变化很快，在采光计算中不考虑。天空光——相对稳定，建筑采光的主要光源。 在采光设计中，我们提到昼光（天然光）往往指的是天空光．它是建筑采光的主要光源。 直射日光强度极高， 变化很快，为防止眩光或避免房间过热，工作房间常需要遮蔽日光，所以在采光计算中一般不考虑直射日光的奉献。不过，室内照进直射日光也有积极的作用，变化不定的光束会增添室内环境的情趣，使人有接触大自然的感受，给人以时间的信息．3.2光气候与采光标准在天然采光的房间里，室内的光线随着室外天气的变化而改变，要设计好室内采光，保证光需要，就需了解光气候知识。3.2.1、光气候：是由太阳直射光、天空扩散光和地面反射光形成的天然光平均状况。 1、天然光的组成 a、太阳直射光：太阳光穿过大气层时，直接透过射到地面的光。直射光照度大、有方向，在物体背后形成阴影。 b、天空扩散光：太阳光穿过大气层时，碰到大气层中的空气分子、灰尘、水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光。天空扩散光使天空具有一定的亮度，在地面上形成的照度较小，无方向、不形成阴影。 全云天时只有天空扩散光； 晴天时室外天然光有太阳直射光和天空扩散光两部分组成。2、不同天气室外光气候的变化地面照度来源于日光和天空光，其比例随太阳高度与天气（天空中的云和云是否将太阳遮住）而变化，通常，按照天空中云的覆盖面积将天气分为三类： 晴天-------云覆盖天空的面积占0~3/10 多云天-------云占4/10~7/10 全阴天--------云占8/10~10晴天地面照度主要来自直射日光，随着太阳高度角的增大，直射日光照度在总照度中占的比例也加大。全阴天则几乎完全是天空扩散光照明。多云天介于二者之间，太阳时隐时现，照度很不稳定。3、天空亮度分布国际照明委员会（CIE）根据世界各地对天空亮度观测的结果，提出三种天空亮度分布的数学模型，供设计