隨著建筑體量的逐漸增大,內(nèi)部的采光通風(fēng)只能依靠設(shè)置中庭,中庭空間設(shè)計的優(yōu)劣對建筑物的使用功能和室內(nèi)物理環(huán)境質(zhì)量有重要的影響。利用中庭天窗自然采光改善了高大空間室內(nèi)光環(huán)境,但也因受外擾影響大帶來能耗以及室內(nèi)物理環(huán)境問題。如何在發(fā)揮自然采光作用時通過合理設(shè)計降低光環(huán)境不舒適和照度不均勻的影響,提高天然采光質(zhì)量,營造健康、舒適的空間光環(huán)境,成為中庭天窗設(shè)計的研究重點。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與建筑一體化結(jié)合的程度逐漸提升,發(fā)展出光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計應(yīng)用技術(shù)。另一方面,由越來越廣泛應(yīng)用的大面積玻璃天窗所帶來的建筑室內(nèi)夏季曝曬、眩光等一系列問題逐漸增多,對室內(nèi)環(huán)境帶來了負(fù)面影響。在這種情況下,建筑物對于遮陽的需求增加,遮陽簾及遮陽百葉的安裝使用逐漸增多。面對這一現(xiàn)狀問題,半透明光伏天窗的利用因光伏電池的部分遮陽效果成為平衡天窗采光和遮陽矛盾的一種解決方案,但同樣帶來了采光削弱與光照不均勻等對光環(huán)境的影響。而目前光伏窗的應(yīng)用正處于起步階段,其選型設(shè)計策略尚不完善。研究適宜的光伏天窗設(shè)計策略以達(dá)到采光和遮陽的平衡,營造良好的室內(nèi)光環(huán)境成為當(dāng)務(wù)之急。我國有大量已建及待建高大中庭空間,且... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國民用建筑竣工面積（2001-2015年）

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.2我國總建筑面積（2001-2015年）（數(shù)據(jù)來源：中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告（2017）[11]）隨著近年來公共建筑迅速發(fā)展，大量功能復(fù)雜、體量更大的公共建筑的新建，以及更高的室內(nèi)環(huán)境舒適性要求和暖通空調(diào)設(shè)備配置需求，公共建筑總能耗必定會持續(xù)增加。體量規(guī)模的逐漸增大會導(dǎo)致內(nèi)區(qū)逐漸增大，也使得公共建筑的室內(nèi)物理環(huán)境調(diào)節(jié)出現(xiàn)問題，自然采光通風(fēng)困難，而不得不依賴于空調(diào)系統(tǒng)。為了解決公共建筑內(nèi)區(qū)的自然采光通風(fēng)問題，營造舒適的室內(nèi)物理環(huán)境，目前在大型公共建筑的設(shè)計中廣泛使用中庭，而體量逐漸增大的公共建筑內(nèi)部的采光通風(fēng)等室內(nèi)環(huán)境的改善調(diào)節(jié)也只能依靠設(shè)置具有復(fù)合采光通風(fēng)作用的通高中庭。（2）公共建筑中庭室內(nèi)光環(huán)境不佳公共建筑高大空間因提升自然采光需求，普遍采用帶大面積天窗的中庭空間設(shè)計。建筑中庭設(shè)計有利于自然采光以及自然通風(fēng)，能夠有效地在夏季或者過渡季節(jié)解決室內(nèi)環(huán)境的舒適性問題，同時也能夠提高室內(nèi)照度，減少照明設(shè)備開啟時間，降低照明能耗[12]。但與此同時，利用中庭頂部天窗進(jìn)行自然采光也會帶來夏季直射、暴曬、眩光、室內(nèi)過熱等附加問題。中庭的采光控制與優(yōu)化設(shè)計對于公共建筑室內(nèi)環(huán)境的改善以及節(jié)能有重要的意義。全玻璃平天窗被越來越廣泛的應(yīng)用于建筑中庭設(shè)計中，由設(shè)計不當(dāng)?shù)拇竺娣e玻璃天窗所帶來的一系列問題也越來越多，在這種情況下，公共建筑對于頂部天窗進(jìn)行遮陽處理的需求增加，遮陽簾及遮陽百葉的安裝使用逐漸增多，但是這一措施屬于建成后改造，大大影響了天窗的設(shè)計采光效果，也影響空間的美感。另一方面，天窗的自然采光效果更佳，但是天窗也更易受到室外光環(huán)境的影響，天窗采光量過多會導(dǎo)致夏季陽光直射，容易產(chǎn)生眩光或光幕反射；采光

ツ芎牡鬧饕?蛩?也是中庭屋頂天窗面積比[15]。中庭的屋頂天窗自然采光設(shè)計對于中庭空間乃至整個建筑的優(yōu)化設(shè)計有著重要的意義。（3）光伏建筑一體化的發(fā)展綠色建筑節(jié)能技術(shù)主要包括兩個層面，“開源”和“節(jié)流”。開源的重要途徑就是增加可再生能源，特別是太陽能的利用。國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015中明確指出，“公共建筑設(shè)計宜充分利用太陽能”，同時“公共建筑宜采用光熱或光伏與建筑一體化系統(tǒng)”[16]。可再生能源能夠幫助緩解能源需求和環(huán)境污染之間的矛盾，應(yīng)該在建筑上大力推廣應(yīng)用。從圖1.3可以看出，雖然中國的可再生能源利用取得了快速的發(fā)展，位居世界第三位，但是在可再生能源的利用形式上與其他國家還有很大差距，小水電利用較多，而與建筑結(jié)合更緊密的光伏發(fā)電等措施的利用率較低[17]。圖1.3世界可再生能源利用分布圖（數(shù)據(jù)來源：國家可再生能源中心《中國可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2013》[17]）太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與建筑一體化結(jié)合的程度逐漸提升，發(fā)展出光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計應(yīng)用技術(shù)，主要包括光伏窗、光伏幕墻等，逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑玻璃成為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的有效組成部分[18-19]。透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，是建筑負(fù)荷的一大來源。而可透光的光伏組件不僅能夠替代傳統(tǒng)的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，還可以利用太陽輻射產(chǎn)能，起到降低建筑負(fù)荷的作用[20-21]。另一方面，可透光光伏組件由于代替了建筑上的透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分，它們需要能夠?qū)崿F(xiàn)透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的多種功能，光環(huán)境是需要考慮的重要內(nèi)容，還包括美學(xué)、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)、聲環(huán)境、熱環(huán)境等[22]。在這個背景下，屋頂天窗部位應(yīng)用光伏組件并代替?zhèn)鹘y(tǒng)玻璃天窗成為一種改善天窗采光和遮陽矛盾、營造良好的室內(nèi)


本文編號：3318575