地下空间自然采光研究样本.doc

地下停车空间自然采光研究杨铁夫摘要：绿色建筑评价原则中对地下空间自然采光提出明确规定，而被动式自然采光是绿色建筑技术方略首选。本研究采用软件模仿办法，选用常用地下被动式采光方式：顶部采光和侧墙采光，通过核心要素变化模仿，总结地下空间采光系数、采光面积和采光构筑物形状、位置、材质等关联，总结规律，用于指引详细项目建筑设计。核心词：采光系数采光井侧墙采光一、引言随着都市化进程推动，都市人口迅速汇集，对于居住空间需求也在持续增长中，而随着生活品质提高，越多越多人选取小汽车出行，停车日益成为严峻问题。在建设项目规划建设中，越来越普遍采用建筑附建地下室、半地下室或者独立地下室作为停车库使用。运用地下空间解决停车问题，有效解决了用地紧张、地价昂贵、空间拥挤和绿地缺少等问题，但是地下车库或者半地下车库位于地面如下，存在着采光、通风难以解决问题，会导致人生理和心理不适。因而应尽量采用综合对策和办法改进地下空间内部空间环境。《绿色建筑评价原则》中提到“采用合理办法改进地下空间自然采光和自然通风效果”，并且明确了评价量化指标，“地下空间采用有助于自然通风和自然采光办法。并且5%地下一层空间采光系数达到0.5%以上。”本文拟采用软件模仿办法，以绿色建筑评价原则为根据，分析被动式采光构筑物各要素对于住区地下空间自然采光影响。二、地下空间自然采光必要性在地下空间中，天然采光设计对改进地下空间具备多方面作用，不但局限于满足照明和节能规定，更重要是为了满足人们生理和心理需求。照明和节能规定采光是地下空间中要解决首要问题，由于缺少垂直方向开口，并且在多层地下空间中通过顶部和侧向直接采光受到限制，人工采光被普遍以为是合理解决方式，然而，将天然光引入地下空间，不但可以提供满足功能规定照度，在节约能源上面也有很大优势。方位感空间方位感是指人们通过对周边环境中相对物体空间关系、位置判断而形成对自身所处空间位置知觉。人们通过这种自我定位过程，可以在个人外部世界概括环境意向中产生全局联系。空间方位感和空间封闭性是紧密联系。因而在设计中应最大限度减少封闭某些，增长开敞某些，实现地下空间和地上空间融合与流通，使两者在空间上形成一种有机整体，消除人们在地下环境中隔绝感，从而增长对其所在位置判断力。心理规定在地下空间中，自然光线能满足人们对阳光、阴晴变化、季节轮回、等自然信息感知心理需求，由于在封闭空间中，没有阳光和外部景观，人们难以运用自然光线变化和环境变迁形成时间观念，容易使人产生幽闭、不安等负面情绪。三、地下空间自然采光方式地下空间获得自然采光有效办法涉及被动式自然采光和积极式自然采光。被动式自然采光，即不依赖设备，只通过建筑自身特性（如建筑形式、采光口布置、材料反射率等）将自然光引入室内。例如顶部天窗采光、庭院侧窗采光、地下中庭采光等。积极式采光是运用光控、电控设备，通过孔道、导管、光纤等将自然光传递到地下空间，涉及镜面反射采光、导光管采光和棱镜传光采光等。被动式自然采光在不增长成本前提下，通过精心设计，优化构造办法达到地下空间获得自然光线目。本文以被动式采光为重要研究内容。四、研究目、办法目：以绿色建筑评价条款为根据，分析顶部采光和侧向采光各要素变化对采光系数和采光面积影响，总结规律，指引建设项目中地下室采光设计。办法：以软件模仿为手段，以单变量分析办法，通过数值比较分析办法，综合考虑成本、景观、采光效率等以拟定最佳采光方式。五、自然采光模仿原理天空模型自然光作用机理和变化规律非常复杂，其中涉及了太阳辐射、大气成分、地理位置、和天气、时间等诸多因素。为了简化问题，建筑光环境模仿普通采用天空模型来描述天空中自然采光分布和变化状况。天空模型是依照日期、时间、地理位置、大气质量和太阳辐射数据计算天球亮度分布一种数学模型。天空模型分为CIE均匀天空模型、CIE全阴天模型、CIE晴天模型、Perez全气象条件天空模型。全阴天模型可以用于评估建筑在全年最不利条件下采光状况，国内采光设计原则中就使用基于全阴天模型采光系数作为基本采光评价原则。模仿软件：建筑光环境模仿从广义上来说涉及公式计算、模型测量和软件模仿三种方式。本研究中采用是软件模仿方式，即用市场上主流光环境模仿软件Ecotect和Radiance模仿、分析地下空间自然光采光。EcotectAnalysis是美国Autodesk公司开发综合建筑性能模仿软件，其提供了涉及光、热、声、日照、造价以及可视度在内一系列建筑性能模仿和分析功能。Radiance是由美国劳伦斯伯克利国家实验室、美国太平洋煤气和电力公司旗下太平洋能源中心以及美国Marinsoft公司合伙开发一款建筑光环境模仿软件，由于其卓越模仿性能，诸多第三方软件都以其作为核心进行二次开发。Ecotect光环境模仿分为两种，一种是基于英国建筑中心（BRE）分项法计算全阴天