办公照明天然采光特性及控制策略研究

论文摘要

本论文的研究工作是以重庆市科技计划项目:大进深办公昼间人工照明控制机理及实验研究为背景展开的。长期以来,与天然光相结合的人工照明在国内一直被忽略,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。此外,随着人们生活水准的不断提高,我国电力供应日趋紧张,其中照明用电量就达到社会总用电量的20%。本文在分析天然采光特性的基础上,利用微型百叶窗“引入”天然光,研究昼间人工照明的控制策略,以获得健康、节能、灵活的工作照明环境,不仅可以提高工作效率、减少视疲劳、益于身心健康,而且节约能源、绿色环保。于是天然光在室内产生的照度、最大百叶角度的确定和人工光源输出光通量的确定就成为本课题研究的主要问题。具体阐述如下:①通过分析天然采光特性,将天然光在室内工作面上某点产生的照度分为太阳直射光、天空光、室外地物反射光、室内反射光四部分产生,并对这四部分做了分析计算。②采用DIALux照明计算仿真软件,建立仿真模型,对影响办公建筑天然采光的特性参数进行定量分析,得出了各个影响因素在室内天然光分布和节能中的影响。③采用模糊数学中的模糊推理系统来确定微型百叶角度,模糊系统为多输入单输出系统。④将天然光照明和室内人工照明相结合,在天然光无法满足光环境质量的情况下,启用人工照明并调光;计算进入室内的天然光光通量,利用光通传递函数矩阵优化人工光源输出光通量。⑤根据层次分析法建立照明评价指标体系的层次结构,求得各评价指标对总目标的权重。采用灰色理论中的灰色评估方法进行单指标评价和综合评价。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题来源和论文所完成的主要工作
• 1.4 本章小结
• 2 天然采光照度计算
• 2.1 引言
• 2.2 天然光光源
• 2.2.1 直射阳光
• 2.2.2 天空光
• 2.3 室内天然光照度计算
• 2.3.1 天然采光计算现状
• 2.3.2 室内太阳直射光照度的计算
• 2.3.3 室内天空光照度的计算
• 2.3.4 室外地物反射光照度的计算
• 2.3.5 室内反射光照度的计算
• 2.4 本章小结
• 3 天然采光影响因素分析
• 3.1 仿真模型
• 3.2 影响因素分析
• 3.2.1 窗台高
• 3.2.2 窗户透光率
• 3.2.3 窗墙比
• 3.2.4 窗户外形
• 3.2.5 窗户朝向
• 3.3 模型实验验证
• 3.4 本章小结
• 4 昼间人工照明研究
• 4.1 引言
• 4.2 室内的昼间人工照明
• 4.3 昼间人工照明控制策略
• 4.3.1 常见昼间人工照明控制
• 4.3.2 改进的昼光人工照明控制
• 4.4 微型百叶角度调节
• 4.4.1 模糊推理技术
• 4.4.2 基于模糊推理技术的微型百叶角度控制的实现
• 4.4.3 决策层模糊推理系统仿真
• 4.5 人工光源输出光通量
• 4.5.1 室内照度比例模型
• 4.5.2 人工光源输出光通量
• 4.6 本章小结
• 5 照明设计指标体系及评价方法
• 5.1 前言
• 5.2 照明设计评价指标体系的构建
• 5.2.1 技术评价子目标指标
• 5.2.2 艺术评价子目标指标
• 5.2.3 评价指标体系的层次结构
• 5.3 层次分析法求权重
• 5.3.1 层次结构合理性的判断和确定权重
• 5.3.3 判断矩阵一致性检验
• 5.4 照明设计的灰色评价
• 5.4.1 单指标评价
• 5.4.2 综合评价
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录