【正文】 熱冬暖地區(qū)劃分為南、北兩個區(qū)，℃為分界線，等溫線北部為北區(qū)，南部為南區(qū)。北區(qū)內應主要考慮夏季空調，兼顧冬季采暖；南區(qū)內應考慮夏季空調，可不考慮冬季采暖。該標準要求達到采暖、空調總能耗降低50％的節(jié)能目標。兩種方法可確定設計的居住建筑是否符合本節(jié)能設計標準的要求：①設計時嚴格按照標準規(guī)定的條文設計，即可認定所設計建筑滿足節(jié)能要求。 ②在不能滿足強制性條文的規(guī)定時，必須采用“對比評定法”對所設計的建筑進行綜合評價。⑴夏季空調室內設計計算指標應按下列規(guī)定取值：居住空間室內設計計算溫度26℃；。⑵北區(qū)冬季采暖室內設計計算指標應按下列規(guī)定取值：居住空間室內設計計算溫度16℃；。 ⑴朝向與布局夏熱冬暖地區(qū)的主要氣候特征是4～9月盛行東南風和西南風，且風速較大，沿海和島嶼風速更大；充分利用風力資源，組織自然通風可有效地達到自然降溫的目的。居住區(qū)的總體規(guī)劃和居住建筑的平面、立面設計應有利于自然通風。朝向宜采用南北向或接近南北向。⑵體形系數作為標準的強制性條文，夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)建筑物的體形系數必須滿足： ①單元式、通廊式住宅≤；②塔式住宅≤。⑶建筑圍護結構的熱工設計 1)屋頂和外墻的熱工性能 在夏熱冬暖地區(qū)，同樣需要考慮影響室內外溫差傳熱、決定夏季空調和冬季采暖負荷的圍護結構傳熱系數K，也需要考慮反映圍護結構熱穩(wěn)定性的熱惰性指標D。2)居住建筑的屋頂和外墻的節(jié)能措施①使用淺色飾面(如淺色粉刷、涂層和面磚等)，降低屋頂和外墻對太陽輻射的吸收。 ②屋頂內設置貼鋁箔的封閉空氣間層，增強屋頂隔熱能力。③使用含水多孔材料做屋面層或屋面蓄水，利用蒸發(fā)散熱。 ④屋面有土或無土種植，利用植物遮陽。⑤東、西外墻采用花格構件遮陽，或沿東、西外墻種植爬藤植物遮陽。 3)居住建筑的外窗(門)部位的設計①窗墻面積比：北向≤；東、西向≤；南向≤。②天窗：天窗面積≤屋頂總面積的4％，傳熱系數≤(m2K)，天窗的遮陽系數≤。③外窗的傳熱系數和綜合遮陽系數在夏熱冬暖地區(qū)，夏季的太陽輻射熱強烈，進入室內的太陽輻射熱構成了空調負荷的主要部分，設置外遮陽是減少太陽輻射熱進入室內的一個有效措施。建筑的外窗，尤其是東、西朝向的外窗宜采用活動或固定的建筑外遮陽設施。由于南區(qū)冬季不采暖，夏季室內外溫差小，溫差傳熱對空調負荷的作用有限，因此，對外窗的傳熱系數不作限定，這使得外窗的遮陽措施更為重要。④門窗的氣密性：1～9層：應≥3級；10層及以上：應≥4級。 三、公共建筑節(jié)能設計標準《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB 501892005) 該標準適用于全國新建、擴建和改建的公共建筑節(jié)能設計。公共建筑包含辦公建筑(如寫字樓、政府部門辦公室等)，商業(yè)建筑(如商場、金融建筑等)，旅游建筑(如旅館飯店、娛樂場所等)，科教文衛(wèi)建筑(包括文化、教育、科研、醫(yī)療、衛(wèi)生、體育建筑等)，通信建筑(如郵電、通信、廣播用房)以及交通運輸用房(如機場、車站建筑等)。實現與“基準建筑”(20世紀80年代初期建造的公共建筑)相比，全年的采暖、空調、通風、照明的能耗達到本階段節(jié)能50％的目標。 ⑴朝向與布局公共建筑總平面的布置和設計，宜利用日照并避開冬季主導風向，有利于夏季自然通風。建筑的主朝向宜選擇本地最佳朝向或接近最佳朝向。⑵體形系數嚴寒和寒冷地區(qū)公共建筑物的體形系數須≤。 ⑶圍護結構的熱工設計1)城市的氣候分區(qū)嚴寒地區(qū)A區(qū)、嚴寒地區(qū)B區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)。2)圍護結構的傳熱系數公共建筑圍護結構的傳熱系數應符合所在城市氣候分區(qū)圍護結構傳熱系數限值的規(guī)定。外墻的傳熱系數為包括結構性熱橋在內的平均值。3)外窗(門)部位的設計 ①窗墻面積比每個朝向的窗(包括透明幕墻)墻面積比均應≤。當窗墻面積比＜，玻璃(或其他透明材料)的可見光透射比應≥。②屋頂透明部分應≤屋頂總面積的20％，當不能滿足本條文的規(guī)定時。③外窗的傳熱系數應符合圍護結構傳熱系數限值的規(guī)定。 ④外窗的綜合遮陽系數夏熱冬暖地區(qū)，夏熱冬冷地區(qū)和寒冷地區(qū)中制冷負荷大的建筑，外窗(包括透明幕墻)應設置外部遮陽，綜合遮陽系數應符合標準規(guī)定的限值。⑤門窗的氣密性外窗的氣密性等級須≥4級。透明幕墻的氣密性等級應≥3級。⑥換氣措施外窗的可開啟面積須≥窗面積的30％，透明幕墻應具有可開啟部分或設有通風換氣裝置。⑦外門處理嚴寒地區(qū)建筑的外門應設門斗，寒冷地區(qū)建筑的外門宜設門斗或其他減少冷風滲透的措施。其他地區(qū)的外門應采取保溫隔熱節(jié)能措施。⑷建筑中庭降溫建筑中庭夏季應利用通風降溫，必要時設置機械排風加強通風。第十五章 建筑光學第一節(jié)　光、顏色與視覺的基本知識一、光的特性和基本量 ㈠光的特性。波長為380～780nm的輻射是可見光(見圖151)。lnm=109m。，單色光是單一波長的光，如700nm的單色光呈紅色；復合光是不同波長混合在一起的光。，在光亮環(huán)境中人眼對555nm的黃綠光最敏感；在較暗的環(huán)境中對507(510)nm的藍綠光最敏感。㈡光的基本量●●●（掌握概念）常用光度量有光通量、發(fā)光強度、照度、亮度。 光通量是根據輻射對標準光度觀察者的作用導出的光度量，符號是φ，單位是流明(lm)。光源在整個空間發(fā)出的光通量叫總光通量。40W白熾燈的光通量約為350lm，36W T8型熒光燈光通量約為3350lm，比白熾燈高8倍多。 ⑴立體角：球面面積和球心O形成的角度叫立體角，符號Ω，單位是球面度(sr)。⑵發(fā)光強度光源在給定方向上的發(fā)光強度是光源在這一方向立體角dΩ內傳輸的光通量dφ與該立體角之比，符號為I，單位是坎德拉(cd)。發(fā)光強度表征光源或燈具發(fā)出的光通量在空間的分布密度。一個白熾燈泡點亮后向四周發(fā)出光通量，它的各個方向發(fā)光強度大致相等；如果加上一個向下反射的燈罩，向下的發(fā)光強度增加，向上的發(fā)光強度減少，從而使光能充分地利用。例如一個40W的白熾燈平均光強為28cd，加上一個搪瓷燈罩后，正下方光強增加到70～80cd。表面上一點的照度是入射在包括該點面元上的光通量dφ和該面元面積dA之比，符號是E，單位是勒克斯(lx)。照度和距離的平方成反比。照度是被照面單位面積上接受光通量的多少。夏季中午日光下，地平面上的照度可達105lx。40W白熾燈臺燈下，桌面上平均照度約為200～3001x。在英制單位，照度單位是英尺坎德拉(fc)，由于lm2=，所以lfc=。 如果以球面為被照面，光線垂直于被照面時，被照面上的照度與光源的發(fā)光強度成正比，與距離的平方成反比。發(fā)光面或反光面在單位面積上的發(fā)光強度，符號Lα，單位是坎德拉每平方米(cd/m2)。1坎德拉每平方米也叫尼特(nt，nit)。亮度的單位還有熙提sb，阿熙提(asb)，它們的關系是：lsb=1cd/1cm2，lsb=104nt，lasb/π＝1nt太陽的亮度為20萬sb，白熾燈絲的亮度為300～500sb，～，～。某發(fā)光面在被照面形成的照度和發(fā)光面的亮度成正比，與發(fā)光面在被照面上的立體角投影成正比，上式也叫立體角投影定律。二、材料的光學性質㈠反射比、透射比、吸收比各種材料在光線的入射角度不同時的反射比、吸收比和透光比是不同的。入射角度是指光線和被照面的法線之間的夾角。光線垂直入射，即入射角小，反射的光線少，如果是透光材料，吸收的光線少，透過的光線多。根據能量守恒定律，總的入射光能應當等于反射、吸收和透射光能之和，ρ+τ+α＝1。㈡規(guī)則反射和透射(定向反射和透射)規(guī)則反射(定向反射)。光線照射到玻璃鏡、磨光的金屬等表面會產生規(guī)則反射。這時在反射角的方向能清楚地看到光源的影像，入射角等于反射角，入射光線、反射光線和法線共面。它主要用于把光線反射到需要的地方，如燈具；擴大空間，如衛(wèi)生間、小房間；以及化妝臺、地下建筑采光等。規(guī)則透射(定向透射)。光線照射玻璃、有機玻璃等表面會產生規(guī)則透射，這時它遵循折射定律。用平板玻璃能透過視線采光；用凹凸不平的壓花玻璃能隔斷視線采光。經規(guī)則反射和規(guī)則透射后光源的亮度和發(fā)光強度，比光源原有的亮度和發(fā)光強度有所降低。㈢擴散反射和透射漫反射(均勻擴散反射)。光線照射到氧化鎂、石膏、粉刷、磚墻、繪圖紙等表面時，這些材料將光線向四面八方反射或擴散，各個角度亮度相同，看不見光源的影像。漫透射(均勻擴散透射)。光線照射到乳白玻璃、乳白有機玻璃、半透明塑料等表面時，透過的光線各個角度亮度相同，看不見光源的影像。經漫反射或漫透射后，其最大發(fā)光強度在表面法線方向，其他方向的發(fā)光強度遵循朗伯余弦定律。混合反射。規(guī)則反射和漫反射材料如油漆表面、光滑的紙、粗糙金屬表面等大部分材料，在反射方向能看到光源的大致影像?；旌贤干?。規(guī)則透射和漫透射材料如毛玻璃等，透過它，可以看到光源的大致影像。 三、可見度及其影響因素(視覺的基本特性)可見度就是人眼辨認物體存在或形狀的難易程度。用來定量表示人眼看物體的清晰程度。㈠亮度照度或亮度高，看得清楚。人們能看見的最低亮度閾為l05asb。隨著亮度的增大，可見度增大。1500～3000lx可見度最好。當物體亮度超過16sb時，人們就感到刺眼。光量效應：人眼感到房間照度變化差值和照度水平之比。例如，照度為lOlx的房間，增加1lx的照度就覺得照度變了；而在照度為 l00lx的房間，則要增加10lx照度才能覺察出照度發(fā)生變化。㈡物體的相對尺寸(視角)物體尺寸d，眼睛至物體的距離l形成視角α。視力。在醫(yī)學上識別細小物體的能力叫視力。它是所觀看最小視角的倒數。在5m遠的距離看視力表上的視標，視角正好為1分，(1/2)。視野。當頭和眼睛不動時，人眼能看到的空間范圍叫視野。人眼的水平面視野為180176。，垂直面130176。，其中向上為60176。，向下為70176。視線周圍30176。的視覺范圍，看東西的清晰度比較好。 ㈢亮度對比觀看對象的亮度與它的背景亮度(或顏色)的對比，對比大，即亮度或顏色差異愈大，可見度愈高。物體亮度、視角大小和亮度對比對可見度的影響：，如對比下降，則需要增加照度才能保持相同的可見度。，需要的照度愈高。 ㈣識別時間觀看物體時，物體呈現時間愈短，愈需要更高的亮度才能引起視感覺。物體愈亮，察覺它的時間就愈短。暗適應、明適應：人們從明亮環(huán)境到暗環(huán)境時，經過10～35min眼睛才能看到周圍的物體，這個適應過程叫暗適應。由暗環(huán)境到明亮環(huán)境的適應叫明適應，明適應約需3～6s。㈤避免眩光眩光是指在視野中由于亮度的分布或亮度范圍不適宜，或存在著極度對比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細部或目標能力的視覺現象。眩光分為直接眩光和反射眩光。在采光和照明設計時，要盡量避免眩光的出現，若有眩光，也應把它限制在允許范圍內。直接眩光的控制方法是：⑴限制光源亮度；⑵增加眩光源的背景亮度，減少二者之間的亮度對比； ⑶減小眩光源對觀察者眼睛形面的立體角；⑷盡可能增大眩光源的仰角，眩光光源或燈具的位置偏離視線的角度越大，眩光越小，仰角超過60176。后就無眩光作用。反射眩光的控制方法是：⑴視覺作業(yè)的表面為無光澤表面；⑵視覺作業(yè)避開和遠離照明光源同人眼形成的規(guī)則反射區(qū)域；⑶使用發(fā)光表面面積大、亮度低的光源；⑷使引起規(guī)則反射的光源形成的照度在總照度中所占的比例減少。四、顏色的基本知識 ㈠光源色和物體色 ⑴光源色溫：當光源的顏色和一完全輻射體(黑體)在某一溫度下發(fā)出的光色相同時，完全輻射體的溫度就叫做光源的色溫，符號Tc，單位為K(絕對溫度)。40W白熾燈色溫為2700K，40W熒光燈色溫為3000～7500K，普通高壓鈉燈為2000K，HID(高強度氣體放電燈，如金鹵燈等)為4000～6000K，日光為5300～5800K。⑵光源顯色指數：物體在待測光源下的顏色和它在參考標準光源下顏色相比的符合程度叫做光源顯色指數，符號Ra和Ri，Ra為一般顯色指數，Ri為特殊顯色指數。普通照明光源用Ra作為顯色性的評價指標。Ra的最大值為100，100～80為顯色優(yōu)良，79～50為顯色一般，小于50為顯色較差。例如：500W白熾燈Ra為95～99，1000W鏑燈為85～95，熒光燈為50～93，400W熒光高壓汞燈為40～50，高壓鈉燈為20～60。光被物體反射或透射后的顏色叫物體色。物體色取決于光源的光譜組成和物體對光譜的反射或透射情況。㈡顏色的表色體系孟塞爾體系是按顏色三個基本屬性：色調H、明度V、彩度C對顏色進行分類與標定的體系。它把所有顏色用x，y兩個坐標表示在一張色度圖上。圖上一點表示一種顏色。CIE色度體系比孟氏表色體系應用更廣，它不但可表示光源色，也可表示物體色。第二節(jié)天然采光設計標準和采光計算一、天然采光基本知識天然光特性(又稱光氣候特性) ㈠天然光的組成和影響因素 晴天：云量占天空30％以下，晴天天然光由直射陽光和天空擴散光兩部分組成。直射陽光占90％，天空擴散光占10％。天空最亮處在太陽附近，太陽亮度達20萬熙提(sb)，～，在與太陽呈90176。角處是最低值。多云天：多云天天然光也是由直射陽光和天空擴散光兩部分組成，但兩部分的比例和晴天不同。全云天：全云天時地面無直射陽光，只有天空擴散光。當天空全部被云遮擋，看不清太陽位置。國際照明委員會將這樣的天空命名為CIE全云天空。采光設計與采光計算都假設天空為全云天空，計算起來比較簡單。影響天然光的因素有太陽高度角、云量、云狀、日照率、地理緯度、海拔高度等。 ㈡我國自然光(光氣候)分布與分區(qū)情況我國天然光最豐富的地區(qū)是西北和北部地區(qū)，向南逐步降低，盆地最低。根據天然光的分布情況，將我國光氣候分為五區(qū)。用光氣候系數與相應室外臨界照度表示該區(qū)天然光的高低。要取得同樣照度，I類光氣候區(qū)開窗面積最小，V類光氣候區(qū)開窗面積最大。二、采光標準㈠采光系數計算公式側面采光系數標準