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LED照明设计师必看:自然采光的参数化设计

本文摘要:随着人们对建筑能耗以及建筑环境拒绝的大大提升,建筑的外观、结构、灯光、暖通系统的设计仍然互相独立国家。对建筑综合设计(IntegratedDesign)的趋势拒绝建筑师、城市规划师、环境工程师、结构工程师、灯光设计师、暖通工程师等在设计的初始阶段就开始相互配合,以探究建筑能耗以及环境的整体性。

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随着人们对建筑能耗以及建筑环境拒绝的大大提升,建筑的外观、结构、灯光、暖通系统的设计仍然互相独立国家。对建筑综合设计(IntegratedDesign)的趋势拒绝建筑师、城市规划师、环境工程师、结构工程师、灯光设计师、暖通工程师等在设计的初始阶段就开始相互配合,以探究建筑能耗以及环境的整体性。  美国建筑工程协会(ArchitecturalEngineeringInstitute)早已将对建筑的综合设计列入每年ProfessionalProjectAward票选的最重要关注点,而在每年的学生设计大赛(StudentDesignCompetition)中堪称专门成立了综合设计奖(IntegrationAward)来希望建筑的综合设计。

  综合设计的理念对于建筑照明设计而言最重要的就是大自然通风的设计。大自然通风的设计不仅影响灯光质量,堪称对建筑的暖通系统的能耗有最重要影响,而且这两者的设计又不受建筑所在城市的气候影响,因而并无法用于完全相同的设计手段。

例如我国南京夏季寒冷,如何通过合理的墙体或者窗户设计来减少太阳日晒以及空调负荷,但同时通过提升转入室内空间的日光量来增加电气灯光的能耗对设计明确提出了很高的拒绝。因而对于灯光设计师而言如何合理设计大自然通风系统来超过灯光和暖通能耗的均衡优化就显得十分最重要。

  对于灯光设计师而言,较为少见的就将建筑模型引入灯光仿真软件(例如:Dialux或者Agi32)来模拟计算大自然通风在某一特定时间点对空间内照度或者亮度水平以及产于的影响,然后通过对若干时间点的计算出来来评价分析空间大自然通风的质量。  这样的仿真分析:  1、无法从全年的角度综合评价空间大自然通风的质量;  2、对于许多参数(例如水平遮阳板的尺寸、窗户大小、玻璃透光率)等大多依赖经验展开设计,并且参数以及尺寸的改动都会造成简单的模型改动以及反复模拟计算;  3、将灯光与暖通系统的能耗几乎分离出来,灯光设计师和暖通工程师很难通过高效合作来超过灯光与暖通的均衡与优化。图1:运用参数化设计的整体流程(来源:SmithGroup)  随着计算机技术的大大发展,灯光设计师和暖通工程师可以和建筑师、结构工程师一起通过参数化建模,并且合理地统合灯光模拟计算以及建筑能耗计算出来模型将灯光与暖通能耗做最佳优化。

整个设计过程只不过是一个参数化建模、模拟计算各种人组情况、分析较为各种设计、挑选最优设计的过程(如图1右图)。  参数化模型:建筑模型的各个参数仍然相同,通过定义各个参数(建筑朝向、材料反射率、窗户尺寸、墙的厚度、窗户以及墙的热传透率等)的范围以及相互关系将整个建筑模型创建一起。  定义评价指标:根据客户拒绝或者设计理念将各个不受建筑参数影响的评价指标定义在仿真软件中,例如平均值照度、取决于全年大自然通风质量的指标(DA,cDA,UDI,sDA)、空调加热器负荷、空调暖气负荷、太阳光在空间内的照射深度、电气照明用电等。


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