楊璐

摘要：在辦公建筑中，自然采光和遮陽設計將會直接對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設計為例，闡述了如何利用Ecotect軟件的光環(huán)境模擬部分對建筑全自然采光、太陽反射板以及遮陽構(gòu)件進行簡單分析，通過軟件準確的模擬分析最終確定了最佳的遮陽形式，達到了室內(nèi)舒適的效果。

關鍵詞：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計是建筑的一個重要部分。自然采光設計能有助于人們的工作生活，還能降低建筑的能源消耗。無論是采光過多或者是采光過少，對人們和建筑都會有不良的影響。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計應考慮的問題。下面就這方面進行討論。

1 項目介紹

本文以某辦公樓為例，該項目規(guī)劃地塊呈長方形，南北長50米，東西寬約98米。地勢較為平坦。項目總用地面積4747.91平方米，總建筑面積18430.35平方米。建筑物為地下二層，設計為設備用房和車庫；地上十層，一層為主入口門廳、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間開敞式辦公室，九至十層為院辦公室。

2 模擬分析

本文采用Autodsek Ecotect Analysis生態(tài)建筑輔助設計軟件，可模擬太陽輻射、日照、遮陽、采光、照明到熱工、室內(nèi)聲場、室內(nèi)外風場，涵蓋了熱環(huán)境、風環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、日照、經(jīng)濟性及環(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

《綠色建筑評價標準》中有兩項涉及了室內(nèi)的采光質(zhì)量：“4.52臥室、起居室（廳）、書房、廚房設置外窗，房間的采光系數(shù)不低于現(xiàn)行國家標準《建筑采光設計標準》（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)行國家標準《建筑采光設計標準》（GB/T50033）的要求?！蓖ㄟ^計算全自然采光百分比，可以用于分析建筑開窗的大小與位置設計是否適當。

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

2.2 陽光反射板設計

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

2.2.1 室內(nèi)陽光反射板設計

窗1.8米高，室內(nèi)反射板在距窗頂0.5m處，此時刻為12月22號中午12：00整，這是一年當中太陽高度角最低的一天，其反射結(jié)果如圖2所示。圖中陽光反射板的進深為最小，長度為610mm。

2.2.2 室外陽光反射板設計

此時刻為5月22號中午12：00整，這是一年當中太陽高度角最高的一天，其反射結(jié)果如圖3，光線被反射的位置超過房間進深一半即可。

圖中室外陽光反射板的長度為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)反射板進深610mm，外反射板長為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 遮陽構(gòu)件的優(yōu)化設計

設置遮陽構(gòu)件主要有兩個目的：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Ecotect軟件來分析夏季的遮陽構(gòu)件的形式與大小。

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

2.4 遮陽對太陽輻射量的影響分析

對于夏季，有遮陽和無遮陽對室內(nèi)的太陽輻射量影響很大，不管采取有遮陽的那種形式，都會影響太陽輻射。對于本例，以采用以上遮陽形式為例，利用Ecotect模擬出有遮陽和無遮陽時太陽輻射量的定量影響。以某房間某一窗戶為例，

圖6為無遮陽時太陽的輻射量，平均輻射量為347028.72Wh；圖7為采用有遮陽輻射量，可知輻射面由上至下分布不同，由于遮陽構(gòu)件形狀所致，可知此時的平均輻射量為106534.61Wh。

對比分析，106534.61/347028.72=30.7%，由此采用加上遮陽構(gòu)件后，其太陽輻射量為無遮陽的30.7%，遮陽構(gòu)件大大減少了室內(nèi)太陽輻射量，對減少建筑能耗起到了很大作用。

3 結(jié)語

綜上所述，利用Ecotect對建筑太陽反射板以及遮陽構(gòu)件進行分析之后，確定了最佳的遮陽形式，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，遮陽構(gòu)件大大減少了室內(nèi)太陽輻射量。我們要合理運用軟件對建筑進行分析，才能在施工完成后得到預期理想的結(jié)果。

參考文獻：

[1]費雙.建筑遮陽條件下的自然采光設計策略[J].中外建筑，2011年11期.

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