云泉雅院建筑单体采光分析

刘成学

（沈阳城市建设学院 建筑与规划系， 辽宁 沈阳 110001）

0 引言

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑[1]。绿色建筑的衡量与评价包括节水、节地、节能、采光、通风、环保等诸多方面。因此，建筑采光是绿色建筑考评的一个重要方面，同时，良好采光也是提升建筑品质，创造宜 居环境的重要组成。

利用先进的计算机模拟分析系统对建筑进行采光分 析，可以研究日照与建筑之间关系，发现建筑设计对采光的 影响，并以此对建筑设计进行调整与优化，从而可以充分利 用自然采光、实现安全美观的亮度分布,防止眩光，提升采光照明品质，达到绿色建筑的标准与要求。

1 项目介绍

该项目位于辽宁省营口经济开发区熊岳镇，园区占地 6.5 万 m2，楼盘定位高品质旅游度假住宅产品。建筑单体别 致典雅、空间错落，内有中庭，并且温泉入户，设有室外泡 泉，项目品质高。单体为四层洋房形式，其中地上四层，地 下一层（地下一层与一层合为一户），其下沉庭院与二层、 三层、四层均设有室外泡池。

2 模拟分析

该项目运用 Autodesk Ecotect Analysis 软件对其建 筑采光方面进行模拟分析。Autodesk Ecotect Analysis 软 件是一款基于国际先进的绿色建筑设计理念LEED 及相关标 准所开发的，可对建筑性能进行全方位分析与评价的软件。该软件适应了可持续发展的设计理念，其分析的范围很广，可对太阳辐射、日照、遮阳、采光、照明及热工、室内声场、 室内外风场都可以进行模拟，覆盖了热环境、风环境、光环 境、声环境、日照、经济性及环境影响与可视度等建筑物理 环境的七个方面，其中对光环境模拟有着独特的作用[2]。因此，Autodesk Ecotect Analysis也被称为生态建筑分析大师。Autodesk Ecotect Analysis 具有可视化建模功能，并也支持相关设计软件导入模型。本项目中，是BIM建筑模 型（revit)导入 Autodesk Ecotect Analysis 中，并进行精 简和优化，得到可视化采光分析模型。

本项目中，运用 Autodesk Ecotect Analysis 软件对建筑单体进行日照辐射、日照时数、日光路径、遮阳构件辐 射对比、采光系数等方面模拟分析，从而全方位研究日照采 光与建筑设计的关系，并以此指导优化建筑设计。

图 1 云泉雅建筑单体 Ecotect 采光分析模型

2.1 户外日照时数与辐射强度分析

本项目建筑的特色是配有户外泡池与中空庭院，其采光的良否是影响着项目品质与绿色建筑的评定，所以，运用 Autodesk Ecotect Analysis 分析户外区域的全年日照时数 与辐射强度，从而评定户外采光情况。日照时数与辐射强度分析结果为全年统计平均值，日照时数单位为小时/年（h/y), 辐射强度为瓦/平方米（w/m2) ，分析结果见表1，图1。

表 1 户外庭院（户外泡池）采光时数

图 1 庭院户外泡池日照辐射结果（负1，2-4层）

根据上图和上表可以看出：负一层、三层庭院、四层 南阳台及二层外侧庭院的采光均良好，全年日照时数充足，可满足设计要求。二层内侧庭院（户外泡池）则受遮挡严重，日照时数仅为外侧的三分之一，日照辐射严重不足。四层天井泡池区仅在北墙边缘有不到30小时的年日照时数，日照辐射非常低。

2.2 遮挡构件采光分析

在本项目中，在建筑负一层庭院（户外泡池）区域设 有遮挡构件。为衡量遮挡构件对负一层庭院采光性能是否存在影响，运用 Autodesk Ecotect Analysis 对遮挡区域进行日照辐射分析，见图2-3。

图2 未设置遮挡构件时的负一层庭院日照辐射图

图3 设有遮挡构件时的负一层庭院日照辐射

通过图 2、3 比较分析可得：虽然地下室泡池顶空设置了遮阳百叶（遮挡构件），但是对泡池区日照辐射没有产生严重影响，仅在烈日时降低了日照强度。

2.3 日光路径模拟分析

日光路径模拟分析可以模拟分析出全年不同时间段 的日光在建筑上的投射、折射、反射情况。从而评判不同季 节建筑采光情况及屋檐、开窗位置等对建筑采光的影响。在 本项目中，对建筑单体进行了全年四个季节的日光路径模拟，见图4。

图4 日光路径模拟（中午12时，春-冬）

根据四季日光路径模拟可得:四层天井（户外）泡池 区域因顶棚洞口高度与角度及泡池的墙高比影响，全年仅有 几日阳光能够到达地面，墙面反射日光时间很少，无法依靠 墙面的反射辐射提高区域温度。

2.4 室内自然采光百分比模拟

室内自然采光百分比模拟可分析自然采光占总照明的比重，从而判定建筑室内自然采光的良好度。本项目对 1-4层建筑进行了室内自然采光百分比模拟，见图5。

图 5室内自然采光比分析结果（1-4层）

根据图 5 可得：

一层整体自然采光不良。客厅和卧室有 70%区域全自 然采光百分比数值低于50%，即有 50%以上的时间需要补充灯具照明。二层整体自然采光尚可，而厨房区自然采光较差。南 卧室（因外装饰遮阳构件影响）部分空间自然采光不良。三层整体自然采光较优，仅在走廊和卫浴区，需要补充人工照明。四层整体自然采光较优。在储物区和卫浴区需要补充人工照明。

3 结论

（1）本文主要利用 Autodesk Ecotect Analysis 的光环境模拟部分对建筑室内外采光性能进行分析，并以此为建筑设计优化提供指导依据。

（2）根据模拟分析判断：户外庭院（室外泡池）区域整 体采光良好，但二层内侧庭院及四层北侧天井区域采光不 良，需要调整优化。室内自然采光整体良好，但一层室内有 50%以上的时间需要补充灯具照明。

（3）从遮挡分析可以看出：遮阳百叶（遮挡构件）对建 筑采光没有影响，仅在烈日时降低了日照强度，可以使用遮阳百叶。