【摘要】：充分合理地利用自然采光是建筑節(jié)能技術(shù)最重要的手段之一,而太陽(yáng)能的利用、采光設(shè)計(jì)、節(jié)能窗設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、視覺(jué)舒適與眩光評(píng)估等均與室外自然光環(huán)境即天空亮度分布及色溫密切相關(guān)。建筑師解決這些問(wèn)題的傳統(tǒng)手段通常是應(yīng)用軟件模擬,軟件模擬雖便捷實(shí)用,但實(shí)際影響室內(nèi)光環(huán)境的因素較多,軟件模擬結(jié)果的準(zhǔn)確度還需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。室外自然光環(huán)境(包括室外天空亮度分布和色溫變化)瞬息萬(wàn)變,無(wú)法獲得穩(wěn)定、可重復(fù)的室外自然光環(huán)境,這就意味著通過(guò)實(shí)際天空亮度的觀測(cè)來(lái)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模擬的準(zhǔn)確性也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此,應(yīng)用人工天穹系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證具有無(wú)可替代性,故世界各國(guó)的建筑科學(xué)實(shí)驗(yàn)室都相繼的建立更先進(jìn)、更龐大、更穩(wěn)定的人工天穹系統(tǒng)。本文根據(jù)CIE天空亮度分布的基礎(chǔ)理論,通過(guò)精確設(shè)置LED光源的位置和亮度水平實(shí)現(xiàn)了對(duì)CIE15種天空亮度分布(包括晴天,陰天和中間天空)的準(zhǔn)確模擬。同時(shí)結(jié)合LED光源的特性分析,對(duì)應(yīng)用LED光源設(shè)計(jì)建造的人工天穹系統(tǒng)進(jìn)行亮度誤差分析和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用研究,使其更好地應(yīng)用于建筑采光科研領(lǐng)域。本文通過(guò)對(duì)以往人工天穹系統(tǒng)所應(yīng)用的光源和模擬情況進(jìn)行分析研究,應(yīng)用LED光源設(shè)計(jì)直徑為15米的人工天穹模擬系統(tǒng)。由于系統(tǒng)直徑較大、應(yīng)用光源數(shù)量較多,故對(duì)設(shè)計(jì)所需的2078盞LED光源進(jìn)行抽樣分析,得出光源調(diào)控刻度與光源亮度的回歸曲線。同時(shí)根據(jù)天空亮度分布理論確定光源的安裝位置和系統(tǒng)調(diào)控方式,在確定光源安裝位置和調(diào)控方式后,依據(jù)光源亮度回歸的數(shù)學(xué)模型同時(shí)結(jié)合CIE天空亮度分布理論設(shè)計(jì)人工天穹系統(tǒng)。以此,應(yīng)用LED光源通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編程,終端無(wú)線調(diào)控實(shí)現(xiàn)了對(duì)15種CIE天空亮度分布的模擬。在上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文結(jié)合相對(duì)誤差理論對(duì)人工天穹系統(tǒng)模擬的天空亮度分布情況進(jìn)行亮度誤差分析和校準(zhǔn),給出人工天穹系統(tǒng)模擬每種CIE天空亮度分布的相對(duì)誤差。與此同時(shí),對(duì)人工天穹系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)用進(jìn)行研究,通過(guò)對(duì)不同空間尺度亮度均勻度的測(cè)定和分析,得出應(yīng)用天穹系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)不同尺度模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差。研究結(jié)果以期為日后人工天穹系統(tǒng)應(yīng)用于采光實(shí)驗(yàn)的科學(xué)研究提供理論依據(jù),為今后人工天穹系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)參考。
【圖文】：

的多少和云的分布也是重要的氣象參數(shù)。云量的面積比，一般分為 0-10 級(jí)。云量多少的具而若要估算云量，則應(yīng)避開(kāi)障礙物，例如山，量和低云量?jī)蓚�(gè)參數(shù)。被觀測(cè)的天空被云遮擋的天空被低云所遮擋的面積比被稱為低云量，數(shù)。因此，當(dāng)全天無(wú)云時(shí)，總云量記 0 級(jí)；天天空中的云占全天空的百分之十時(shí)，總云量之二十時(shí)總云量就為 2 級(jí)，以此類推。那么當(dāng)，可以認(rèn)定全晴天空，記總云量為 0。度的唯一因素，我們就可以簡(jiǎn)單的將天空亮云天和陰天。晴天空的總云量一般為 0-2 級(jí)，陰天空的總云量一般為 8-10 級(jí)。度

sinh sin sincosh cosss = (2-6)公式計(jì)算所模擬地區(qū)夏至日和冬至日時(shí)的太度值后，通過(guò)式（2-11）計(jì)算各天空面元的模擬 CIE 標(biāo)準(zhǔn)中 15 種不同的天空亮度模型。亮度分布的主要因素，，可以發(fā)現(xiàn)影響因素較了，研究者將自然光的整體分布和變化情況型來(lái)描述。可以說(shuō)，天空模型是自然采光計(jì)進(jìn)行了大量的研究工作，最終國(guó)際照明委員歸納并將其設(shè)定為國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。由此我們計(jì)人工天穹系統(tǒng)。定義，空
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU113

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3 胡能忠;T3

本文編號(hào)：2650245