办公建筑自然采光及遮阳设计研究

2014-10-21杨璐

建筑遗产 2014年7期

杨璐

摘要：在办公建筑中，自然采光和遮阳设计将会直接对人们的生活工作和建筑的能耗有着直接的影响。本文以某办公楼的采光及遮阳设计为例，阐述了如何利用Ecotect软件的光环境模拟部分对建筑全自然采光、太阳反射板以及遮阳构件进行简单分析，通过软件准确的模拟分析最终确定了最佳的遮阳形式，达到了室内舒适的效果。

关键词：自然采光；绿色建筑；数值模拟；能耗

0 引言

在现代社会中，绿色建筑是建筑行业发展的大方向，其中绿色建筑的自然采光设计是建筑的一个重要部分。自然采光设计能有助于人们的工作生活，还能降低建筑的能源消耗。无论是采光过多或者是采光过少，对人们和建筑都会有不良的影响。因此如何控制与防止采光不利的影响是建筑采光与遮挡设计应考虑的问题。下面就这方面进行讨论。

1 项目介绍

本文以某办公楼为例，该项目规划地块呈长方形，南北长50米，东西宽约98米。地势较为平坦。项目总用地面积4747.91平方米，总建筑面积18430.35平方米。建筑物为地下二层，设计为设备用房和车库；地上十层，一层为主入口门厅、公共交通厅及值班室和架空花园等，二层至四层考虑为普通办公区，三层以上至八层为大开间开敞式办公室，九至十层为院办公室。

2 模拟分析

本文采用Autodsek Ecotect Analysis生态建筑辅助设计软件，可模拟太阳辐射、日照、遮阳、采光、照明到热工、室内声场、室内外风场，涵盖了热环境、风环境、光环境、声环境、日照、经济性及环境影响与可视度等方面。

Autodsek Ecotect Analysis具有可视化建立模型功能，可视化视图来展示最终模型效果。

2.1 全自然采光百分比分析

《绿色建筑评价标准》中有两项涉及了室内的采光质量：“4.52卧室、起居室（厅）、书房、厨房设置外窗，房间的采光系数不低于现行国家标准《建筑采光设计标准》（GB/T50033）规定。”“5.5.11办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》（GB/T50033）的要求。”通过计算全自然采光百分比，可以用于分析建筑开窗的大小与位置设计是否适当。

对4层进行了模拟分析，由图1可以看出在照度限值为300lux时除了中间房间外，其他房间的全自然采光时间百分比都在75%以上。

2.2 阳光反射板设计

Ecotect可视化的日照分析功能可以高效地设计出合理的阳光反射板尺寸与形式。下面选取该项目的某一房间为例：（四层，左办公区域）

2.2.1 室内阳光反射板设计

窗1.8米高，室内反射板在距窗顶0.5m处，此时刻为12月22号中午12：00整，这是一年当中太阳高度角最低的一天，其反射结果如图2所示。图中阳光反射板的进深为最小，长度为610mm。

2.2.2 室外阳光反射板设计

此时刻为5月22号中午12：00整，这是一年当中太阳高度角最高的一天，其反射结果如图3，光线被反射的位置超过房间进深一半即可。

图中室外阳光反射板的长度为201mm。角度向上26.57°。

经分析可知最终最适合的内外反射板的大小以及角度均可得到，内反射板进深610mm，外反射板长为201mm，向上角度为26.57°。根据模拟分析，图4为优化室内采光质量，最合理的内外反射板板位置。

2.3 遮阳构件的优化设计

设置遮阳构件主要有两个目的：一是避免光线直射入室内而造成眩光等，二是避免夏季阳光直射入室内造成室内温度升高影响室内热舒适。

以9层左办公大厅为例，通过Ecotect软件来分析夏季的遮阳构件的形式与大小。