自然采光模拟技术在绿色建筑设计与评估方面的应用
自然采光在建筑设计中的应用
自然采光在建筑设计中的应用自然采光是指利用阳光直接射入室内来获得光线照明的一种采光方式。
它是一种非常传统的建筑采光方式。
随着社会的发展，人们对建筑环境的要求也越来越高，光的使用也变得越来越重要。
自然采光作为一种环保、节能、舒适的采光方式，越来越被广泛应用于建筑设计中。
本文将分析自然采光在建筑设计中的应用，以及其对人类生活和健康的重要性。
一、自然采光在建筑设计中的应用1.美学设计对于建筑师来说，建筑设计的美学性是至关重要的。
自然采光不仅可以提供光线照明，还可以为建筑设计提供自然美学。
通过设置天窗、窗户和采光井等装置，自然采光可以让光线进入室内时形成自然画面，令人感到非常舒适。
此外，如果选用具有不同颜色的利用光线的建筑材料，自然光就可以产生多种颜色，做到多元化的空间感。
2.节能环保自然采光是一种不需要进行能源消耗的采光方式，它可以有效地节约室内照明所需用的电力。
特别是在阳光充足的地区，自然采光可以作为主要照明方式，减少室内照明设备的耗能。
此外，自然采光不会排放二氧化碳和其他有害气体，有利于温室效应的缓解和环境保护。
3.人体健康自然采光可以为人体带来多种健康效益。
通过与大自然融为一体，自然采光可以改善室内环境，减小室内空气污染和湿度，防止灰尘和细菌聚集，提高室内空气质量。
同时，充足的自然采光还可以促进身体代谢，增强体内免疫力，为人们提供更加健康舒适的居住环境。
二、自然采光在建筑设计中的实践1.自然采光在家庭住宅中的应用自然采光在家庭住宅中的应用可以非常灵活。
对于建筑师来说，可以通过设置窗户的数量、大小和位置等方式，让室内光线充足且分布均匀。
同时，通过营造自然的氛围、材料和色彩的搭配，将自然采光与美学相结合，打造出一个健康、舒适、美观的居住空间。
2.自然采光在办公室中的应用在传统的办公室设计中，往往会忽视自然采光环境的重要性。
然而，充足的自然采光可以帮助员工保持精神状态，提高工作效率，同时也可以减少灯光照射对员工眼睛的影响。
绿色建筑中的自然光运用与节能设计
绿色建筑中的自然光运用与节能设计在当今社会，绿色建筑的理念日益深入人心，其中自然光的运用与节能设计成为了关键的环节。
自然光作为一种免费且无穷无尽的资源，对于建筑的能源效率、居住者的舒适度和环境的可持续性都有着至关重要的影响。
自然光在绿色建筑中的重要性不言而喻。
首先，它能够显著降低建筑的照明能耗。
相比于人工照明，自然光无需消耗电能，从而大大减少了对传统能源的依赖。
这不仅有助于降低能源成本，还能减轻能源生产对环境造成的压力。
其次，自然光能够提供更优质、更均匀的照明效果，减少视觉疲劳，提升室内人员的工作效率和生活质量。
良好的自然采光还可以改善室内的热环境，减少空调系统的负荷，进一步实现节能的目标。
在绿色建筑设计中，合理地引入自然光需要考虑多方面的因素。
建筑的朝向是首要因素之一。
通常，南北朝向的建筑能够更好地接收自然光，特别是在北半球，朝南的窗户可以在冬季获得更多的阳光，而在夏季避免过多的直射阳光，实现冬暖夏凉的效果。
窗户的设计也至关重要。
窗户的位置、大小和形状都会影响自然光的进入量和分布情况。
大面积的窗户可以引入更多的光线，但需要注意遮阳措施，以避免夏季过热。
天窗和高侧窗的运用能够增加室内深处的采光，使光线更加均匀地分布在空间中。
除了建筑的整体布局和窗户设计，采光控制系统也是实现自然光高效运用的重要手段。
例如，自动遮阳系统可以根据太阳的位置和光线强度自动调整遮阳板的角度，既保证了足够的采光，又避免了过度的阳光照射。
光导纤维和反射板等设备可以将自然光引入建筑内部较深的区域，解决那些难以直接采光的角落的照明问题。
智能照明系统则能够根据室内的自然光照度自动调节人工照明的亮度，实现能源的最优化利用。
此外，建筑材料的选择也会对自然光的运用产生影响。
具有良好透光性和反射性的材料能够增强自然光的传播和分布。
例如，使用透明或半透明的建筑材料，如玻璃纤维增强聚酯板、聚碳酸酯板等，可以让更多的自然光进入室内。
浅色的墙面和天花板能够反射光线，进一步提高室内的亮度。
绿色建筑如何利用自然光
绿色建筑如何利用自然光在当今追求可持续发展和节能环保的时代，绿色建筑的理念日益深入人心。
绿色建筑旨在减少对环境的负面影响，同时为居住者提供健康、舒适和高效的生活和工作空间。
而在众多实现绿色建筑的策略中，充分利用自然光无疑是至关重要的一环。
自然光对于绿色建筑的重要性不言而喻。
首先，它是一种免费且无穷无尽的能源。
与人工照明相比，自然光不需要消耗电能，能够显著降低建筑的能源消耗，从而减少对传统能源的依赖，有助于缓解能源危机和减轻环境压力。
其次，自然光能够为人们创造一个更加健康和舒适的室内环境。
充足的自然光可以调节人体的生物钟，改善睡眠质量，提高工作效率和生活质量。
而且，自然光的光谱更加完整和均衡，能够更真实地呈现物体的颜色，提供更好的视觉体验。
那么，绿色建筑是如何巧妙地利用自然光的呢？这需要从建筑的设计阶段就开始精心规划。
建筑的朝向是影响自然光利用的关键因素之一。
在北半球，朝南的方向通常能够接收到更多的阳光。
因此，将主要的使用空间，如客厅、办公室等，布置在朝南的方向，可以最大程度地利用自然光。
同时，合理控制建筑的进深和开间比例，避免过深的房间导致内部采光不足。
窗户的设计也至关重要。
窗户的大小、形状和位置都会影响自然光的进入量和分布情况。
大窗户能够引入更多的光线，但也要考虑到夏季的遮阳和冬季的保温问题。
可以采用可调节的遮阳设施，如百叶窗、遮阳板等，根据不同的季节和时间来调节阳光的入射角度和强度。
窗户的位置应根据房间的功能和使用需求来确定，例如，在阅读和工作区域，窗户应避免阳光直射造成眩光，而在休息区域，可以适当引入阳光增加温暖感。
天窗和中庭的设计也是常见的利用自然光的手段。
天窗能够为顶层空间和内部深处的房间提供光线，改善整体的采光效果。
中庭则可以将自然光引入建筑的核心区域，通过反射和折射，使光线均匀分布到各个角落。
此外，建筑材料的选择也会影响自然光的利用效果。
使用透光性好的材料，如玻璃、聚碳酸酯板等，可以增加光线的穿透率。
自然采光技术在建筑设计中的应用
自然采光技术在建筑设计中的应用随着人们对可持续发展和节能减排的重视，自然采光技术在建筑设计中的应用越来越受到关注。
自然采光技术是将自然光利用到建筑内部空间中，以提供舒适的室内环境，并减少能源的消耗。
本文将探讨自然采光技术的优势、原理及其在建筑设计中的应用。
一、自然采光技术的优势自然采光技术有许多优势，首先是它可以为建筑内部提供充足的自然光线，使室内环境更加明亮、舒适。
相比于人为照明，自然光更接近自然环境，不仅能够提高居住者的生活质量，还有益于人们的身心健康。
其次，自然采光技术可以有效减少机械照明的使用。
当自然光线充足时，可以将人工照明设备的使用降至最低，从而节约能源，并减少对化石燃料的消耗，减少温室气体的排放。
此外，自然采光技术还可以提高建筑的可持续性。
通过合理设计采光方式，可以最大限度地利用自然光线，减少对其他能源的依赖，降低建筑运营的成本，实现可持续发展的目标。
二、自然采光技术的原理自然采光技术的实现主要依靠建筑设计中的一些关键原理，包括建筑朝向、窗户的设计、遮阳措施等。
首先，建筑朝向的选择是自然采光技术成功应用的基础。
合理的朝向可以使建筑在不同季节和不同时间段获得最佳的自然光线照射。
例如，南北朝向的建筑可以在冬季获得更多的阳光，而在夏季则可以减少阳光的照射。
其次，窗户的设计是自然采光技术中至关重要的一环。
窗户的尺寸、布局和材料等都会影响光线的透过程度和室内的采光质量。
合理设计窗户的位置和大小，可以最大程度地利用自然光线，使室内空间更加明亮舒适。
另外，遮阳措施也是自然采光技术中不可或缺的一部分。
通过使用遮阳板、百叶窗、窗帘等遮挡阳光直射，可以防止室内过热，保持室内环境的舒适度，同时确保充足的自然光线进入室内空间。
三、自然采光技术在建筑设计中有广泛的应用，不仅适用于住宅建筑，还可以应用于商业建筑、办公楼、学校、医院等不同类型的建筑。
在住宅建筑中，可以通过合理的朝向选择、窗户设计和遮阳措施等，使室内空间充分享受自然光线的照射，提高居住者的生活质量。
当代建筑设计中对自然采光的利用与探索
当代建筑设计中对自然采光的利用与探索一、现状分析当代建筑设计中对自然采光的利用已经成为设计师们越来越重视的一个方面。
随着人们对环保、节能和健康的关注不断增加，越来越多的建筑师开始将自然采光作为设计的重要考量因素。
自然采光不仅可以提高建筑内部的舒适性和可持续性，还可以减少能源消耗和对环境的影响，因此受到了广泛的认可和推崇。
目前，许多当代建筑设计中都在利用各种技术手段来最大限度地利用自然采光。
例如，通过采用大面积的玻璃幕墙和天窗，可以将室内光照提高到最佳水平；通过设计合理的建筑布局和立面设计，可以实现室内光线的均匀分布和有效利用；通过利用太阳轨迹和建筑朝向等因素，可以最大程度地利用自然光源，从而减少室内照明的使用。
这些技术手段不仅提高了建筑的能效，还为用户提供了更加舒适和健康的室内环境。
然而，尽管在当代建筑设计中对自然采光的利用已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题亟待解决。
部分建筑设计师对自然采光的重要性认识不足，往往只注重建筑外观的美观性，而忽视了室内环境的舒适性和功能性。
由于缺乏系统的规划和设计方法，导致一些建筑在利用自然采光方面存在一定的局限性和不足。
再者，现有的自然采光技术虽然可以提高建筑的能效，但也存在一些问题，如光照不均匀、视野受阻等，影响了用户的体验和舒适度。
如何进一步优化当代建筑设计中对自然采光的利用，提高建筑的舒适性和功能性，成为当前亟待解决的课题之一。
二、存在问题在当代建筑设计中对自然采光的利用中，存在诸多问题需要解决。
部分建筑师对自然采光的重要性认识不足，导致在设计过程中缺乏对自然采光的充分考虑。
这种情况下，建筑的室内环境往往会出现光线不均匀、通风不畅等问题，影响了建筑的使用功能和舒适性。
由于自然采光技术的发展水平和应用范围不断扩大，造成了一些建筑设计师在利用自然采光方面的局限性和不足。
例如，在布局设计、材料选择和光控系统等方面存在一定的问题，影响了建筑的实际效果和功能性。
自然采光在建筑中的应用
自然采光在建筑中的应用自然采光是指利用自然阳光将建筑内部照明的一种方式。
相比于传统的人工照明，自然采光具有环保、节能等优点，能够提高建筑的舒适度和实用性。
在现代建筑的设计中，自然采光已经成为一个重要的设计要素，其应用也越来越广泛。
一、自然采光的原理自然采光的原理就是将阳光直接引入室内，使得室内光线变得充足，达到照明的效果。
这种光线与人工光线不同，自然采光充满整个空间，能够使人在室内感受到更加真实的自然光环境，提高人们的工作、生活舒适度。
二、1. 住宅建筑现代家庭注重户型的通透性和明亮度，在建筑中采用自然采光技术可以使得室内光线充分，人们能够感受到自然光环境，提高生活舒适度。
同时，在日常生活中采用自然采光也可以有效地减少能耗，节约家庭开支。
2. 商业建筑自然采光在商业建筑中的应用也非常广泛。
商业中心、购物中心等大型商业建筑都采用了自然采光技术，使得大型的室内空间充满光线，给顾客带来更好的视觉体验。
同时，自然采光也能够有效地减少能耗，节约商家开支。
3. 办公建筑现代办公建筑中，自然采光已经成为了一个重要的设计要素。
采用自然采光，使得办公室内的光线更加充足，让员工在工作中感受到更加舒适的光环境，促进身体健康。
此外，自然采光也可以节约企业的能耗，实现节能减排的目标。
三、自然采光的优势1. 节能减排自然采光不需要外部能源输入，完全依靠自然光照明。
相比于传统的人工照明，自然采光可以节约能源，减少碳排放，实现节能减排的目标。
2. 提高舒适度自然采光能够创造出更加舒适的居住和工作环境，使人们感受到更加自然的光线环境，有助于提高人们的身体健康和心理健康。
3. 环保节能自然采光是一种环保、节能的照明方式。
使用自然采光可以对环境造成更少的污染和影响，同时也不会对自然资源造成额外的压力。
四、结论自然采光已经成为现代建筑设计的重要要素之一，其应用也越来越广泛。
采用自然采光技术可以提高建筑的舒适度、实用性，同时也可以节约能源、减少碳排放，达到环保、节能的目标。
绿色建筑中的光环境设计与评估
绿色建筑中的光环境设计与评估在当今追求可持续发展和生态友好的时代，绿色建筑理念逐渐深入人心。
绿色建筑不仅关注能源效率、材料选择和水资源管理，还着重于创造一个舒适、健康且高效的室内环境，其中光环境设计与评估是至关重要的一环。
光环境对于人们的生活和工作有着深远的影响。
良好的光环境可以提升人们的视觉舒适度，减少视觉疲劳，从而提高工作效率和生活质量。
在绿色建筑中，光环境设计旨在充分利用自然采光，同时合理配置人工照明，以实现能源节约和环境友好的目标。
自然采光是绿色建筑光环境设计的核心元素之一。
通过巧妙的建筑布局和窗户设计，可以最大程度地引入自然光。
例如，将主要使用空间朝向阳光充足的方向，采用大面积的窗户或天窗，增加采光面积。
此外，还可以利用反光板、光导管等设备将自然光引入建筑内部较深的区域，提高室内整体的照度水平。
然而，仅仅依靠自然采光并不能完全满足建筑内部的照明需求，尤其是在夜间或阴天。
这时，人工照明就发挥了重要作用。
在绿色建筑中，人工照明系统的设计需要遵循节能、高效的原则。
采用节能灯具，如 LED 灯，不仅能够降低能源消耗，还能提供稳定、高质量的照明效果。
同时，通过智能照明控制系统，可以根据室内的实际照度需求和人员活动情况自动调节灯光亮度，实现进一步的节能。
在光环境设计中，还需要考虑到光线的分布均匀性。
避免出现明暗对比过于强烈的区域，以免造成视觉不适。
合理的灯具布置和遮光措施可以有效地解决这一问题。
此外，光线的色彩也会对人的心理和生理产生影响。
温暖的光线可以营造温馨、舒适的氛围，而冷色调的光线则更适合需要集中注意力的工作场所。
光环境评估是检验光环境设计效果的重要手段。
评估指标通常包括照度水平、均匀度、眩光指数、显色指数等。
照度水平是衡量照明充足程度的关键指标，不同的功能区域对照度有着不同的要求，例如办公室需要较高的照度以满足工作需求，而卧室则可以相对较低。
均匀度反映了照明的均匀程度，良好的均匀度可以减少视觉疲劳。
浅谈绿色建筑室内自然采光
浅谈绿色建筑室内自然采光自然采光通常是建筑室内对自然光的利用，通过设计建筑透明门窗或玻璃幕墙的大小、位置，使建筑物内部得到适宜的光线。
采光良好的建筑不仅可以节约能源，更有研究证明，自然光有益于健康和舒适度，这对建筑使用者至关重要。
本文就此展开了论述，以供参阅。
标签：自然采光;眩光;绿色建筑;节能引言绿色建筑室内自然采光设计应遵循健康舒适和资源节约的原则，使建筑室内自然采光满足视觉舒适度的同时尽可能降低能耗。
日光的全光谱输出可以提供最佳的显色效果，尽管现在某些高档电光源可以接近于日光光谱，目前还没有一种方法能模拟出在不同时节日光光谱的变化，通过自然采光，建筑中的使用者可以“联系”室外，感知时光的流逝和季节的变化。
自然光不消耗电能，又是质量较高的光源，无论从提高室内照明质量上还是节约能源的角度都是最可取的，但是，自然采光真的是“完全免费”和“被有效利用”的吗？首先自然光通过围护结构中的外窗或玻璃幕墙进入室内空间，外窗或玻璃幕墙一般隔热性能较差，会造成室内热能流失，不利于建筑节能。
国际上有不少优秀节能建筑采用玻璃幕墙设计，但其实背后付出了很多代价，玻璃幕墙建筑需要采取更多节能技术措施来规避玻璃材料的节能缺点。
为获得更充足的自然采光而设计高窗墙比会增加建筑节能的压力。
其次，能将自然光引入室内不一定就能有效节约照明能耗，很多利用自然采光照明的建筑通过有效的采光改善策略仍有更高的节能潜力。
1 自然光的基本特征直射阳光直射阳光具有非常高的强度和持续变化的特征，在地球表面产生的照度可能超过100000lux。
直射阳光的亮度因季节、时间、地点和天空条件而异。
针对阳光明媚的晴朗的季节，需要进行精细的建筑设计考虑，利用散射、遮阳和反射原理改善不利影响。
天空光一般认为自然光的组成为太阳光和天空光两部分，天空光是由于太阳光经过大气层时大气中的空气分子、尘埃和水蒸汽散射形成的现象，可以看成是太阳光的间接照明。
照度在冬季的阴天可达到10000lux，在夏季阴天可能高达30000lux。
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文献标志码：A
文章编号：1673-1093(2013)02-0053-04
0 引言
建筑光环境设计是建筑方案设计的重要内 容。 良好的光环境能改善人员的视觉舒适性，提高 人员的精神状态， 在居住区有利于人们生活品质 的提高，创造良好的家居环境；在工作场所有利于 提高人员的劳动生产率。 另外，通过在室内引入自 然光照明， 可以有效地减少建筑对人工照明的灯 光电力需求，并且对于热负荷明显的地区，减少由 人工照明所产生的热负荷， 进而降低由此带来的 空调系统负荷。 因此，在大型公建中，自然采光的 利用是低能耗可持续设计的基本内容之一， 也出 现了一批高水平的运用自然采光的建筑， 如纽约 报业总部大楼等。 [1]
Clear Sky Partly Cloudy Overcast
图 1 深圳地区天气状况逐月统计图
Clear Sky 19%
Overcast 62%
Partly Cloudy 19%
图 2 深圳地区天气状况全年统计图
由逐时室外散射辐照数据推算深圳地区室外 开敞空间的逐时自然光散射照度水平如图 4 所示。
3.1 全阴天情况 全阴天模式下计算得到的结果如图 6 所示。
DF
北塔
5
4
南塔
3 2
1
0
图 5 深圳中广核大厦自然采光分析场景模型图
图 6 北塔和南塔底层工作平面自然采光系数云图 (红色代表 DF 在 5%及以上)
由图 6 可见， 北塔外周主要结构柱体距离较 大，柱体直径相对较小，因此，自然光在北塔内达
可见， 在深圳地区的白天的散射光照度值也 非常高， 不仅说明该地区具备良好的自然采光基 础，而且由于散射光具有无方向性，在没有近距离 的遮挡建筑时， 采用自然采光策略对建筑及其外 门窗的朝向等设计没有特别要求；因此，建筑的各 侧立面采光和顶部采光均适用于该地区；另外，与 具有投射方向的直射太阳光相比， 散射自然光是 比较均匀柔和的天然光源， 这些优点也都有利于 建筑自然采光方案的灵活设计。
本文以位于深圳市福田中心区的中广核大厦 为例，分析了建筑所处区域的天光可用性，并参考 我国绿色建筑和 LEED 中对自然采光的要求，利 用 Radiance 软件对建筑所处内外光环境进行模 拟，指导建筑自然采光设计。
53 2013 年 第 2 期
1 光环境计算模拟与绿色建筑体系自然采 光要求简介
Radiance 是美国劳伦斯伯克利国家实验 室 (Lawrence Berkeley National Labotratory，LBNL)开 发的基于反向光线跟踪模型的静态光环境模拟软 件， 其使用的辐照度缓存技术的混合式光线跟踪 算法能以相对较小的计算成本取得精确的计算结 果， 因此非常适合于在建筑光环境模拟领域中应 用。 Radiance 提供丰富的天空模型，包括了 CIE 标 准一般参考天空模型(分为晴天空、阴天空和多云 天空(中间天空)三大类)和接近真实情况的 perez 天空模型，也可以由用户定义天空亮度分布。
以深圳地区为例，根据美国能源部气象数据[6] 提供的深圳地区气象数据， 可以深圳地区自然光 环境对建筑自然采光策略的可用性。 2.1 天空状态
深圳地区天空出现晴天、 多云和阴天的逐月 与全年的统计信息如图 1 所示。
从图 1 可以看出，深圳全年阴天比例都较高。 各月份相比而言，11 月、12 月和 1 月晴天比例较 高，夏季的多云天气比率较高。 2.2 室外照度水平
关于自然采光的设计的方法学也日臻系统 化、 成熟化， 如美国 Lawrence Berkeley National Labs LBNL 发 布 了 《Tips for Daylighting with Windows》 对 窗 体 设 计 进 行 指 导 ；CIBS 发 行 了 Lighting Guide LG10:1999 专门介绍自然采光与窗 体设计(Daylighting and windows design)。 在以节能 著称的世界范围广泛采用的绿色建筑评估体系 LEED(NC，CI，CS)中就提出可以通过计算机模拟 的方法来进行建筑典型光环境的照度水平和视野 范围的评估。 我国制定的 GB50033—2001《建筑采 光设计标准》 中对各类建筑在最不利天气状况下 的自然采光水平以采光系数作为指标进行计算， 计算方法相对比较简单。
120 000
Shenzhen, China-Global llluminance
100 000
llluminance / lux
00
0 Jan
Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Hourly Exterior Global llluminance - Daylight Hours Hourly Exterior Global llluminance - Night Hours
估标准 ，按阴天模式和晴天模式进行 了应用分析 ，分析表明，中广 核大厦当前的北 楼 设 计 方 案 具 有 较 好 的 自 然 采 光 潜 力 ；
南楼的设计方案有利于避免自然光对办公活动的影响。
关键词：自 然 采 光 ；Radiance；绿 色 建 筑 设 计 ；绿 色 建 筑 评 估
中图分类号：TU-023
2 外部光环境与天光可用性分析
建筑外部的光环境即所处区域的光气候和局 部场景所形成的光有关的环境特性。
由于我国幅员辽阔， 各地的光气候有很大差 别， 为此在 GB/T 50033—2001 《建筑采光设计标 准》 根据室外天然光平均总照度值大小将全国划 分为Ⅰ至Ⅴ类光气候区，深圳属于 III 区，是自然 光资源较为充沛的地区。
3 内部光环境结果与分析
内部光环境采用具体案例即对中广核大厦进 行简要分析，采用场景模型如图 5 所示。
图 5 中金色几何为结构柱体金属外包面，红 色为核心筒，青色为玻璃幕墙。 考虑到采光最不利 的情况，对底层一楼的自然采光情况进行分析。 模 型中玻璃透光系数(VLT)为 0.6。 采光计算工作平 面高度为离地 0.8 m 高。 分析采用的天空模式参考 中国绿色建筑评估和美国绿色建筑 LEED 评估的 相关内容， 对全阴天模式及晴天模式下秋分日的 9：00 和 15：00 两个典型时间进行分析， 全阴天模
环境，提高生活品质与工作的劳动生产率，减轻空调负荷需求等的优点。 以位于深圳福田中心区的中广核大厦为例，通过
分析深圳地区气象数据说明了该地区的外部自然光水平的可用性， 分析说明了在该地区的绿色建筑设计中采用自然光
照明具有良好的外部光环境基础； 结合自然采光模拟技术对中广核大厦底楼的室内光环境参照我国和美国绿色建筑评
Lux 1 080
810 540 270
0
对于南塔而言，从图 7 中可以看出，深圳 9：00 的太阳高度角较低， 室内东部太阳直射光在工作 平面上的光影进深达约 7 m，加上可用散射光的范 围， 北塔东面的整个工作区域基本上都可以采用 自然光照明。 从图 8 还可以看出，15：00 的西面太 阳直射光的光影深度约 2 m，较小的光影深度意味 着室内太阳直射得热较少， 可以结合水平遮阳和 过渡季自然通风来实现较好的舒适性。 对南塔而 言，受自然光影响的范围很小，因此，建筑内部的 太阳直射得热小，有利于减少系统热负荷。 可见， 南塔和北塔的建筑设计细节上充分体现了其功能 实用性，北塔有利于办公空间自然采光，南塔有利 于大堂和展厅空间不受外界影响。
早期的光环境设计，由于技术手段的限制，是 非定量的感性设计部分的重要内容。 建筑师通过 已有的经验来设计建筑形体和内外部布局， 以获 得良好的自然采光水平。 随着计算机辅助设计技 术的发展，特别是以 Radiance 软件的出现为契机， 建筑光环境模拟于 20 世纪 90 年代初开始在工程 上应用， 并逐步成为建筑光环境设计重要的辅助 设计手段[2-3]。 自然光环境模拟在很大程度上可以 做到定量化的分析指导照明分区设计和发现光环 境的不足与改进之处，避免不良的光现象，提高视 觉舒适性。 通过光环境模拟可以指导设计特定类
Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Hourly Exterior Diffuse Horizontal llluminance
图 4 深圳地区天气状况全年逐时室外散射光照度统计图
式下采用采光系数为结果进行分析， 晴天模式下 以照度(单位：Lux)为结果进行分析。
▲
建筑技术研究
doi：10.3969/j.issn.1673-1093.2013.02.018
2013 年第 2 期 总第 192 期
自然采光模拟技术在绿色建筑设计 与评估方面的应用
韩杰
(广东大亚湾核电服务(集团)有限公司，广东 深圳 518000)
摘要：在绿色建筑设计中，充分利用自然采光具有可提高视觉舒适性，降低建筑照明能耗，进而可以达到改善居住 环境与工作
llluminance / lux
100 000 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000
0 Jan
图 3 深圳地区天气状况全年逐时室外天光总照度统计图
Shenzhen, China-Diffuse llluminance
收稿日期：2012-11-12； 修回日期：2012-11-27
别的建筑，如学校、医院和教堂，利用光和视野环 境对人心理的影响来达到或加强预期的场景效 果。 而通过结合能耗模拟手段，可以定量化采用自 然采光技术对建筑能耗需求降低的贡献，据统计， 居住建筑中人工照明的电力能耗占总能耗的 10% 左右， 夏季通过采用自然采光可减少人工照明所 需电力的 40%～50%[4-5]。
Radiance 提供的多种天空模型分布适用于不 同的绿色建筑评价体系。 在我国参照的 GB50033— 2001《建筑采光设计标准》中主要考虑建筑在最不 利天气状况下的自然采光水平， 采用了全阴天模 式和以采光系数作为指标进行计算。 而在绿色建 筑 LEED 评估体系中兼顾天光可用性与地区太阳 方位的影响， 采用晴天模式下的秋分日 9：00 和 15：00 两个典型时间点的建筑室内典型光环境的 照度水平进行评估。