辦公建筑自然采光及遮陽(yáng)設(shè)計(jì)研究

楊璐

摘要：在辦公建筑中，自然采光和遮陽(yáng)設(shè)計(jì)將會(huì)直接對(duì)人們的生活工作和建筑的能耗有著直接的影響。本文以某辦公樓的采光及遮陽(yáng)設(shè)計(jì)為例，闡述了如何利用Ecotect軟件的光環(huán)境模擬部分對(duì)建筑全自然采光、太陽(yáng)反射板以及遮陽(yáng)構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，通過(guò)軟件準(zhǔn)確的模擬分析最終確定了最佳的遮陽(yáng)形式，達(dá)到了室內(nèi)舒適的效果。

關(guān)鍵詞：自然采光；綠色建筑；數(shù)值模擬；能耗

0 引言

在現(xiàn)代社會(huì)中，綠色建筑是建筑行業(yè)發(fā)展的大方向，其中綠色建筑的自然采光設(shè)計(jì)是建筑的一個(gè)重要部分。自然采光設(shè)計(jì)能有助于人們的工作生活，還能降低建筑的能源消耗。無(wú)論是采光過(guò)多或者是采光過(guò)少，對(duì)人們和建筑都會(huì)有不良的影響。因此如何控制與防止采光不利的影響是建筑采光與遮擋設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題。下面就這方面進(jìn)行討論。

1 項(xiàng)目介紹

本文以某辦公樓為例，該項(xiàng)目規(guī)劃地塊呈長(zhǎng)方形，南北長(zhǎng)50米，東西寬約98米。地勢(shì)較為平坦。項(xiàng)目總用地面積4747.91平方米，總建筑面積18430.35平方米。建筑物為地下二層，設(shè)計(jì)為設(shè)備用房和車(chē)庫(kù)；地上十層，一層為主入口門(mén)廳、公共交通廳及值班室和架空花園等，二層至四層考慮為普通辦公區(qū)，三層以上至八層為大開(kāi)間開(kāi)敞式辦公室，九至十層為院辦公室。

2 模擬分析

本文采用Autodsek Ecotect Analysis生態(tài)建筑輔助設(shè)計(jì)軟件，可模擬太陽(yáng)輻射、日照、遮陽(yáng)、采光、照明到熱工、室內(nèi)聲場(chǎng)、室內(nèi)外風(fēng)場(chǎng)，涵蓋了熱環(huán)境、風(fēng)環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、日照、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境影響與可視度等方面。

Autodsek Ecotect Analysis具有可視化建立模型功能，可視化視圖來(lái)展示最終模型效果。

2.1 全自然采光百分比分析

《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中有兩項(xiàng)涉及了室內(nèi)的采光質(zhì)量：“4.52臥室、起居室（廳）、書(shū)房、廚房設(shè)置外窗，房間的采光系數(shù)不低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50033）規(guī)定?！薄?.5.11辦公、賓館類建筑75%以上的主要功能空間室內(nèi)采光系數(shù)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50033）的要求。”通過(guò)計(jì)算全自然采光百分比，可以用于分析建筑開(kāi)窗的大小與位置設(shè)計(jì)是否適當(dāng)。

對(duì)4層進(jìn)行了模擬分析，由圖1可以看出在照度限值為300lux時(shí)除了中間房間外，其他房間的全自然采光時(shí)間百分比都在75%以上。

2.2 陽(yáng)光反射板設(shè)計(jì)

Ecotect可視化的日照分析功能可以高效地設(shè)計(jì)出合理的陽(yáng)光反射板尺寸與形式。下面選取該項(xiàng)目的某一房間為例：（四層，左辦公區(qū)域）

2.2.1 室內(nèi)陽(yáng)光反射板設(shè)計(jì)

窗1.8米高，室內(nèi)反射板在距窗頂0.5m處，此時(shí)刻為12月22號(hào)中午12：00整，這是一年當(dāng)中太陽(yáng)高度角最低的一天，其反射結(jié)果如圖2所示。圖中陽(yáng)光反射板的進(jìn)深為最小，長(zhǎng)度為610mm。

2.2.2 室外陽(yáng)光反射板設(shè)計(jì)

此時(shí)刻為5月22號(hào)中午12：00整，這是一年當(dāng)中太陽(yáng)高度角最高的一天，其反射結(jié)果如圖3，光線被反射的位置超過(guò)房間進(jìn)深一半即可。

圖中室外陽(yáng)光反射板的長(zhǎng)度為201mm。角度向上26.57°。

經(jīng)分析可知最終最適合的內(nèi)外反射板的大小以及角度均可得到，內(nèi)反射板進(jìn)深610mm，外反射板長(zhǎng)為201mm，向上角度為26.57°。根據(jù)模擬分析，圖4為優(yōu)化室內(nèi)采光質(zhì)量，最合理的內(nèi)外反射板板位置。

2.3 遮陽(yáng)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

設(shè)置遮陽(yáng)構(gòu)件主要有兩個(gè)目的：一是避免光線直射入室內(nèi)而造成眩光等，二是避免夏季陽(yáng)光直射入室內(nèi)造成室內(nèi)溫度升高影響室內(nèi)熱舒適。

以9層左辦公大廳為例，通過(guò)Ecotect軟件來(lái)分析夏季的遮陽(yáng)構(gòu)件的形式與大小。

根據(jù)整個(gè)夏季的情況，軟件生成的遮陽(yáng)構(gòu)件，這種遮陽(yáng)構(gòu)件可保證在整個(gè)夏天內(nèi)避免陽(yáng)光直射入房間內(nèi)。

2.4 遮陽(yáng)對(duì)太陽(yáng)輻射量的影響分析

對(duì)于夏季，有遮陽(yáng)和無(wú)遮陽(yáng)對(duì)室內(nèi)的太陽(yáng)輻射量影響很大，不管采取有遮陽(yáng)的那種形式，都會(huì)影響太陽(yáng)輻射。對(duì)于本例，以采用以上遮陽(yáng)形式為例，利用Ecotect模擬出有遮陽(yáng)和無(wú)遮陽(yáng)時(shí)太陽(yáng)輻射量的定量影響。以某房間某一窗戶為例，

圖6為無(wú)遮陽(yáng)時(shí)太陽(yáng)的輻射量，平均輻射量為347028.72Wh；圖7為采用有遮陽(yáng)輻射量，可知輻射面由上至下分布不同，由于遮陽(yáng)構(gòu)件形狀所致，可知此時(shí)的平均輻射量為106534.61Wh。

對(duì)比分析，106534.61/347028.72=30.7%，由此采用加上遮陽(yáng)構(gòu)件后，其太陽(yáng)輻射量為無(wú)遮陽(yáng)的30.7%，遮陽(yáng)構(gòu)件大大減少了室內(nèi)太陽(yáng)輻射量，對(duì)減少建筑能耗起到了很大作用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用Ecotect對(duì)建筑太陽(yáng)反射板以及遮陽(yáng)構(gòu)件進(jìn)行分析之后，確定了最佳的遮陽(yáng)形式，這樣不僅有利于夏季的室內(nèi)熱舒適性，而且優(yōu)化了室內(nèi)采光度，遮陽(yáng)構(gòu)件大大減少了室內(nèi)太陽(yáng)輻射量。我們要合理運(yùn)用軟件對(duì)建筑進(jìn)行分析，才能在施工完成后得到預(yù)期理想的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉婷婷.現(xiàn)代建筑中自然采光及遮陽(yáng)設(shè)計(jì)[J].建筑與文化，2013年第7期.