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华中建筑 2020年第3期38卷 46-48页

作者：王嘉维西安建筑科技大学

传统采光评价指标主要有静态和动态两类评价体系组成,静态体系以采光系数为代表,动态体系则以全自然采光百分比和有效天然采光照度百分比为代表,这两个评价体系基于以水平面为主传统办公模式可以进行采光性能测试评价,然而现代办公模式... 详细信息

传统采光评价指标主要有静态和动态两类评价体系组成,静态体系以采光系数为代表,动态体系则以全自然采光百分比和有效天然采光照度百分比为代表,这两个评价体系基于以水平面为主传统办公模式可以进行采光性能测试评价,然而现代办公模式下大量使用计算机以后,使用者对于天然采光的要求也将发生了很大改变,该文试图从人眼视觉角度出发,对办公人员基于大量使用计算机屏幕这一背景下进行充分调研及数据搜集,探索出了一套以亮度指标为基准的新型采光舒适度评价方法。

关键词：采光评价指标现代办公模式视觉角度亮度指标

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基于时空均匀的中小学教室反光构件模拟研究——以北京地区为例

基于时空均匀的中小学教室反光构件模拟研究——以北京地区为例

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作者：李兆兴北京建筑大学

学位级别：硕士

我国中小学学生座位均匀地分布在教室内,学生在教室中的使用时间久、强度高,中小学教学楼的普通教室是对光环境要求较高的公共建筑场所之一。同时,自然采光比人工照明对视觉工作、对视觉用眼疲劳有更积极的作用,有益人体健康,充分利用... 详细信息

我国中小学学生座位均匀地分布在教室内,学生在教室中的使用时间久、强度高,中小学教学楼的普通教室是对光环境要求较高的公共建筑场所之一。同时,自然采光比人工照明对视觉工作、对视觉用眼疲劳有更积极的作用,有益人体健康,充分利用自然采光也能实现节能减排。属于我国第Ⅲ类光气候区的北京教室采光潜力较大,可教室的实际使用现状为“白天长明灯”、“遮窗帘开灯”,其原因是:教室侧窗采光会导致教室工作面的光线分布不均匀,时间上也呈现不均匀的状态,同时太阳角度的变化也会造成眩光的产生。所以如何在全年工作时间范围内和完整工作平面达到采光均匀性最大,成为充分利用天然光的主要研究壁垒。侧窗反光构件(如反光板、百叶窗等)是影响室内采光的主要手段,可以显著提升室内光环境质量,同时其相较于窗洞口改造、更换特殊材质玻璃和教室天花改造等措施更加简易有效。对光环境要求较高的教室需要特殊的评价指标,本研究全面对比分析各种采光评价指标后,在有效采光度(UDI:Useful Daylight Illuminance)的基础上提出有效采光统计(UDIS:Useful Daylight Illuminance Statistics)来评估教室光环境。本研究对教室侧窗反光构件进行模拟优化,以UDIS指标作为主要评价指标,以照度均匀度和眩光概率DGP指标来验证、评估模拟优化效果,通过UDI指标(UDI、UDI和UDI)三种模拟图反映采光规律,前期分析反光构件各参数与采光反光情况的作用机理,后期加入遗传算法,求得不同形状教室光环境最佳时的反光构件形态,进而改善教室光环境质量。文章共分为六个部分:第一部分为绪论。本文从研究背景、研究目的、研究意义、研究对象和方法、国内外研究动态等方面阐述了研究的基本情况,并在此基础上提出了本文的研究框架。第二部分为中小学普通教室采光的相关理论。评价普通教室光环境是否优良需要客观的理论指标,本研究全面比较分析现有的静态采光评价指标、眩光评价指标和动态采光评价指标,同时搜集总结教室室内光环境要求、北京地区光气候特征、反光构件知识等基础理论,为后文的模拟研究做理论基础。第三部分为北京地区中小学教室光环境调研。通过线上问卷调查收集普通教室天然采光的问题,针对这些现状和问题在有效采光度UDI指标的基础上提出有效采光统计UDIS指标,同时提取出两种常用的典型教室模型,为后面的模拟优化实验做准备。第四部分为反光构件的不同变量比较模拟研究。选取合适的模拟软件,设置多组侧窗反光构件(如反光板、百叶等)的基本参数:叶片数量、旋转角度和弯折情况来进行实验,总结分析反光构件各参数与采光反光情况的大致作用机理。第五部分为反光构件优化设计研究。在实验中引入优化算法:遗传算法,提取可量化的反光构件参数作为自变量,以UDIS指标作为因变量,进行自动的动态采光计算模拟,模拟出最优反光构件,总结最优反光构件形态与采光反光情况的作用机理。第六部分为结论与不足。总结模拟得出的研究结论,总结本次研究的不足之处。

关键词：教室侧窗采光评价指标反光构件遗传算法

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基于多目标优化算法的广州高校典型教室自然采光设计研究

基于多目标优化算法的广州高校典型教室自然采光设计研究

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作者：陈金辉华南理工大学

学位级别：硕士

自然采光是教室物理性能的重要评价指标,对于保护学生视觉健康和提升学习效率有着重要的意义。相比于人工光源,良好的自然采光设计可以提高室内空间的视觉舒适度,从而有效提升使用者的学习和工作积极性。教室是大学生上课和自习的主要场... 详细信息

自然采光是教室物理性能的重要评价指标,对于保护学生视觉健康和提升学习效率有着重要的意义。相比于人工光源,良好的自然采光设计可以提高室内空间的视觉舒适度,从而有效提升使用者的学习和工作积极性。教室是大学生上课和自习的主要场所,其自然采光设计至关重要。然而在方案阶段建筑师往往仅能依据窗地比指标和自身经验来初步决定采光设计,容易导致实际值与预期值间存在较大误差。随着人们对教室采光品质的要求逐步提高,过往粗放式设计模式亟需向精细化方向转变,而数字模拟技术的发展和自然采光评价体系的完善恰好为教室的采光设计提供了更广阔的优化空间。在此背景下,本文借助多目标遗传算法,以广州高校教学楼中典型的双侧窗外廊式南向教室单元作为研究对象,引入动态采光评价指标,将提高全自然采光百分比DA和有效自然采光照度百分比UDI以及降低全自然眩光概率DGP作为目标,对教室形态与外窗以及采光辅助设施的设计变量进行优化。首先,梳理采光性能多目标优化的基础理论,对广州地区光气候、采光评价指标和相关模拟软件进行阐述。其次,通过实地调研,发现广州高校教室普遍存在着室内照度值和采光系数低等问题,并分析其主要原因。再次,建构起一套高校教室单元采光性能多目标优化的实验平台,以Grasshopper为运行环境,结合Ladybug&Honeybee自然采光模拟技术以及Octopus多目标优化算法,研究通过制定设计决策变量和优化目标,使教室在有效利用自然光的同时减少眩光现象发生的概率。最后得出空间呈抛物面分布的帕累托前沿解集,经过验证结果后得出DA、UDI和DGP三个目标值彼此制约,整体实验对DA值的优化倾向性最大的结论,随后根据全局最优原则筛选出各指标均得到优化的解集,总结出基于自然采光性能的广州高校教室单元空间设计策略。同时基于数据整理与分析,形成采光性能优化的教室单元方案集,并对其中的代表性方案进行可视化分析以验证设计的合理性,为教室自然采光性能模拟优化与建筑设计实践工作提供参考。

关键词：多目标优化算法自然采光模拟高校教室单元采光评价指标

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基于新旧采光标准差异的建筑能耗分析研究

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作者：黄瑶湖南大学

学位级别：硕士

随着社会生活和住宅建筑的快速发展,人们对于室内舒适度的要求也越来越高,在建筑中充分利用天然光、创造适宜的天然光环境具有相当重要的现实意义。目前在我国的建筑初步设计过程中,对于建筑外窗尺寸的确定并没有确定的方法和公式。由... 详细信息

随着社会生活和住宅建筑的快速发展,人们对于室内舒适度的要求也越来越高,在建筑中充分利用天然光、创造适宜的天然光环境具有相当重要的现实意义。目前在我国的建筑初步设计过程中,对于建筑外窗尺寸的确定并没有确定的方法和公式。由于我国新实施的《建筑采光设计标准》GB50033-2013中对于侧面采光评价标准的修订使得建筑设计中外窗尺寸下限与原有标准的规定有所差别,建筑外窗尺寸的改变必然引起建筑能耗的变化,因此仅以设计经验来确定建筑外窗尺寸具有一定的片面性。现有的建筑光环境以及建筑节能方面的研究大多只是以单一的建筑采光评价指标为基础,并未分析由于采光评价指标的改变会对建筑外窗尺寸以及建筑能耗产生怎样的影响,因此,并不能对建筑性能进行准确评价。基于以上问题,本文的研究主要从以下三个方面展开:首先,利用分别建立沈阳、北京、长沙、广州、昆明这五个城市住宅和办公建筑各个房间的基本模型,得到基础建筑各个房间满足不同侧面采光评价指标的窗宽尺寸下限,并在此基础上分析其变化规律。其次,建立沈阳、北京、长沙、广州、昆明的办公和住宅建筑分别满足不同采光评价指标外窗尺寸下限的基础模型,并模拟其能耗,在此基础上分析不同外窗尺寸和不同采暖空调运行方式对建筑能耗的影响。最后,利用正交试验设计法得到训练数据,建立了住宅建筑外窗尺寸的BP神经网络估算模型,该模型可根据建筑围护结构的尺寸初步估算不同住宅房间满足采光标准的外窗尺寸下限,对设计人员在建筑设计初步阶段确定住宅外窗尺寸可提供一定的参考。

关键词：采光评价指标建筑能耗 BP神经网络正交试验设计

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健康导向的参数化病房采光设计——以重庆智慧医院设计为例

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照明工程学报 2023年第5期34卷 137-143页

作者：胡广梽汪统岳郝洛西华东建筑设计研究院有限公司上海200000 同济大学建筑与城市规划学院上海200092 高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室(同济大学) 上海200092

医疗建筑最重要的功能之一便是为病人提供疗愈空间,而病房则是医疗建筑中占比最大,也是住院患者长期生活的空间,因此病房的天然光环境无时无刻不在影响着病人的健康。为了在医院设计中营造健康疗愈的病房环境,结合参数化设计的手段建立... 详细信息

医疗建筑最重要的功能之一便是为病人提供疗愈空间,而病房则是医疗建筑中占比最大,也是住院患者长期生活的空间,因此病房的天然光环境无时无刻不在影响着病人的健康。为了在医院设计中营造健康疗愈的病房环境,结合参数化设计的手段建立参数模型来优化天然采光:将住院楼布局形态、护理单元布局、采光口尺寸等参数与采光效果建立对应关系,进行模拟采光分析,并以动态采光评价指标作为评判依据进行评价从而优化相关参数,提升采光效果。以实际项目——重庆智慧医院的优化设计为例,通过调整住院楼形态、采光口尺寸以及外遮阳板参数等相关要素,优化病房室内光环境,为患者营造健康疗愈的病房空间。

关键词：病房采光参数化设计优化设计采光评价指标

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采用遗传算法的教室侧窗采光优化设计研究

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建筑技艺 2022年第3期28卷 114-116页

作者：刘博李兆兴徐跃家北京建筑大学建筑与城市规划学院

中小学普通教室侧窗采光存在采光不均、眩光等问题,无法充分有效利用自然光。通过动态采光参数化模拟手段,使用遗传算法,以有效采光百分比为主要评价指标,求解北京地区典型中小学教室采光窗口的最优反光构件形态,优化后的采光形态在全... 详细信息

中小学普通教室侧窗采光存在采光不均、眩光等问题,无法充分有效利用自然光。通过动态采光参数化模拟手段,使用遗传算法,以有效采光百分比为主要评价指标,求解北京地区典型中小学教室采光窗口的最优反光构件形态,优化后的采光形态在全自然采光情况下,达标时长是使用常规反光板的普通侧窗的2倍以上。

关键词：遗传算法动态采光模拟教室侧窗采光评价指标

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