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發(fā)布日期:2022-04-17 點(diǎn)擊率:26
隨著人們對(duì)建筑能耗以及建筑環(huán)境要求的不斷提高,建筑的外觀、結(jié)構(gòu)、照明、暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不再相互獨(dú)立。對(duì)建筑綜合設(shè)計(jì)(Integrated Design)的趨勢(shì)要求建筑師、城市規(guī)劃師、環(huán)境工程師、結(jié)構(gòu)工程師、照明設(shè)計(jì)師、暖通工程師等在設(shè)計(jì)的初始階段就開(kāi)始相互配合,以探討建筑能耗以及環(huán)境的整體性。
美國(guó)建筑工程協(xié)會(huì)(Architectural Engineering Institute)已經(jīng)將對(duì)建筑的綜合設(shè)計(jì)列為每年P(guān)rofessional ProjectAward評(píng)選的重要關(guān)注點(diǎn),而在每年的學(xué)生設(shè)計(jì)大賽(Student Design Competition)中更是專(zhuān)門(mén)設(shè)立了綜合設(shè)計(jì)獎(jiǎng)(Integration Award)來(lái)鼓勵(lì)建筑的綜合設(shè)計(jì)。
綜合設(shè)計(jì)的理念對(duì)于建筑照明設(shè)計(jì)而言最重要的就是自然采光的設(shè)計(jì)。自然采光的設(shè)計(jì)不僅影響照明質(zhì)量,更是對(duì)建筑的暖通系統(tǒng)的能耗有重要影響,而且這兩者的設(shè)計(jì)又受建筑所在城市的氣候影響,因而并不能使用相同的設(shè)計(jì)手段。例如我國(guó)南京夏季炎熱,如何通過(guò)合理的墻體或者窗戶(hù)設(shè)計(jì)來(lái)降低太陽(yáng)日曬以及空調(diào)負(fù)荷,但同時(shí)通過(guò)提高進(jìn)入室內(nèi)空間的日光量來(lái)減少電氣照明的能耗對(duì)設(shè)計(jì)提出了很高的要求。因而對(duì)于照明設(shè)計(jì)師而言如何合理設(shè)計(jì)自然采光系統(tǒng)來(lái)達(dá)到照明和暖通能耗的平衡優(yōu)化就變得格外重要。
對(duì)于照明設(shè)計(jì)師而言,比較常見(jiàn)的就將建筑模型導(dǎo)入照明模擬軟件(例如:Dialux或者Agi32)來(lái)模擬計(jì)算自然采光在某一特定時(shí)間點(diǎn)對(duì)空間內(nèi)照度或者亮度水平以及分布的影響,然后通過(guò)對(duì)若干時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算來(lái)評(píng)價(jià)分析空間自然采光的質(zhì)量。
這樣的模擬分析:
1、無(wú)法從全年的角度綜合評(píng)價(jià)空間自然采光的質(zhì)量;
2、對(duì)于許多參數(shù)(例如水平遮陽(yáng)板的尺寸、窗戶(hù)大小、玻璃透光率)等大多依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),并且參數(shù)以及尺寸的修改都會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜的模型修改以及重復(fù)模擬計(jì)算;
3、將照明與暖通系統(tǒng)的能耗完全分離,照明設(shè)計(jì)師和暖通工程師很難通過(guò)高效合作來(lái)達(dá)到照明與暖通的平衡與優(yōu)化。

圖1:運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)的整體流程(來(lái)源:Smith Group)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,照明設(shè)計(jì)師和暖通工程師可以和建筑師、結(jié)構(gòu)工程師一起通過(guò)參數(shù)化建模,并且合理地整合照明模擬計(jì)算以及建筑能耗計(jì)算模型將照明與暖通能耗做到最佳優(yōu)化。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程其實(shí)是一個(gè)參數(shù)化建模、模擬計(jì)算各種組合情況、分析比較各種設(shè)計(jì)、選取最優(yōu)設(shè)計(jì)的過(guò)程(如圖1所示)。
參數(shù)化模型:建筑模型的各個(gè)參數(shù)不再固定,通過(guò)定義各個(gè)參數(shù)(建筑朝向、材料反射率、窗戶(hù)尺寸、墻的厚度、窗戶(hù)以及墻的熱傳透率等)的范圍以及相互關(guān)系將整個(gè)建筑模型建立起來(lái)。
定義評(píng)價(jià)指標(biāo):根據(jù)客戶(hù)要求或者設(shè)計(jì)理念將各個(gè)受建筑參數(shù)影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)定義在模擬軟件中,例如平均照度、衡量全年自然采光質(zhì)量的指標(biāo)(DA,cDA,UDI,sDA)、空調(diào)制冷負(fù)荷、空調(diào)供暖負(fù)荷、太陽(yáng)光在空間內(nèi)的直射深度、電氣照明用電等。

圖2:通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)引起各評(píng)價(jià)指標(biāo)的改變(來(lái)源:Mostapha Roudsari)
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