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摘要:綠色建筑是我國建筑行業未來發展的主要方向，光環境是綠色建筑的重要內容之一，合理的室內自然采光能使得居住者更為舒適，同時也能降低建筑能耗，以成都地區某住宅建筑為例，通過綠建斯維爾DAIL軟件模擬分析其室內采光存在的不足，通過對其優化，使優化后的室內采光滿足GB/T50378—2019綠色建筑評價標準的要求，也使得室內光環境更為舒適。

關鍵詞:綠色建筑;光環境;采光優化

我國的既有建筑面積已達500億m2左右，但通過改造而獲得綠色建筑標識的既有建筑面積僅10．7億m2，剩下的絕大部分的“非綠色”既有建筑，都存在資源消耗水平偏高、環境負面影響偏大、使用功能有待提升等方面的不足。推進既有建筑綠色化改造，可以集中節約資源，提高建筑的安全性、舒適性和健康性，對轉變城鄉建設模式，破解能源資源瓶頸約束具有十分重要的意義。這些既有建筑中的大多數都存在著能耗大、室內聲光環境差、居住舒適度低的問題，對它們進行綠色建筑的改造十分重要且必要［1］。光環境作為綠色建筑的重要內容之一［2］，對既有居住建筑室內天然采光的優化設計，不僅能夠提高建筑的舒適度，同時也能降低建筑照明能耗和采暖空調能耗［3－4］。

1工程概況

1．1成都的地理位置

成都位于四川省中部，四川盆地西部，介于東經102°41'～104°53'和北緯30°05'～31°26'之間，全市東西長192km，南北寬166km，總面積14605km2。成都平原地勢自西北向東南傾斜，一般海拔600m左右，土壤肥沃。又有自古聞名的都江堰灌溉工程，水渠縱橫，農業發達，物產富饒，人口稠密，自古有“天府之國”的美譽。

1．2成都的光氣候分區

光氣候是指當地的室外照度狀況以及影響其變化的氣象因素的總和［5］。我國幅員遼闊，各地光氣候差異較大，GB50033—2013建筑采光設計標準［6］中將我國分為五類光氣候區，根據各地區室外年平均總照度長年累計值的高低，分別采用不同的室外臨界照度(見表1)，成都屬于Ⅴ區，因此采用12000lx作為采光模擬計算室外照度。

1．3相關標準的要求

2006年我國住房和城鄉建設部正式頒布了GB/T50378—2019綠色建筑評價標準［7］，2007年又出臺了《綠色建筑評價技術細則(試行)》和《綠色建筑評價標識管理辦法》，逐步完善適合中國國情的綠色建筑評價體系;住房和城鄉建設部又于2014年和2018年對GB/T50378—2019綠色建筑評價標準和《綠色建筑評價標準技術細則》［8］進行了兩次修訂，四川省也在2012年11月1日起全省實施地方標準《四川省綠色建筑評價標準》［9］，在既有建筑節能改造方面，引進國外先進的綠色建筑技術，在2017年頒布了T/CECS465—2017既有建筑綠色改造技術規程［10］，為既有建筑的綠色改造提供了依據。1)GB/T50378—2019綠色建筑評價標準提到，住宅建筑的室內采光應滿足GB50033—2013建筑采光設計標準的相關要求:a．對于住宅建筑的臥室、起居室(廳)、廚房應有直接采光。b．住宅建筑的臥室、起居室(廳)的采光不應低于采光等級Ⅳ級的采光標準值，側面采光的采光系數不應低于2．0%，室內天然光照度不應低于300lx;住宅建筑的采光標準值不低于表2的規定。2)GB/T50378—2019綠色建筑評價標準充分利用天然光的評分項，評價總分值為12分:a．住宅建筑室內主要功能空間至少占60%面積比例區域，其采光照度值不低于300lx的小時平均數不小于8h/d，得9分。b．主要功能房間有眩光控制措施，得3分。

1．4模擬對象概況

本文以成都地區某小區為例，該項目位于成都市郫都區郊區，地勢平坦，東側隔規劃道路是中高層小區，其余三側均為市政規劃道路?？偨ㄖ娣e為9097．90m2，建筑體積為26360．93m3，建筑體型系數為0．35，建筑密度18．7%，綠地率30%，該小區大樣圖如圖1所示，本文選擇該小區2號樓為模擬對象，該單元單體模型如圖2所示，該單元地上共19層樓，一樓為三戶住戶(左右兩邊為套三戶型，中間為套一戶型)和兩個活動室，2層～19層構造相同，兩梯六戶，戶型1，2，3分別占33．3%，其各樓層的戶型布置如圖3，圖4所示。

2模擬分析

2．1模擬參數的設置

本次模擬采用綠建斯維爾DAIL采光作為模擬計算軟件。1)計算模型。采用CIE全陰天模型計算室內自然采光照度、采光系數，采光引擎采用模擬法，網格化精度為200。2)采光設置。模型建筑頂棚為白水泥，地面為淺色木地板，墻面為白色乳膠漆，外表面為灰磚，窗戶為雙層塑料窗，窗戶的玻璃類型為普通雙層玻璃，它們的反射比見表3。

2．2采光現狀模擬

本文針對1層與2層～19層的各個戶型主要居住空間(即起居室、臥室等)的室內光環境進行模擬，如圖5，圖6所示。由模擬結果可以看出，1層的套一和套二戶型由于起居室進深較大，采光面積較小，存在采光不足的問題，2層～19層的套一、套二、套三戶型也都由于起居室的進深較大，采光面積小，存在采光不足，不滿足相關規范要求的問題。

3優化方案對比分析

由于是既有建筑，所以本文分別從改變窗玻璃材料、增設反光板、增設導光管三個方面來對室內采光進行優化。1)改變窗玻璃材料，該建筑本身采用反射比較高，透射比較低的普通玻璃材料，考慮到存在室內采光不足的情況，將窗戶玻璃材料改為反射比較低，透射比較高的高透Low－E玻璃，改變窗玻璃材料后的室內采光情況模擬結果如圖7，圖8所示。從圖7，圖8可以看出，將窗戶玻璃材料改為透射比更高的Low－E玻璃后，該建筑主要居住房間的采光情況有所改善，但是1層套一戶型的起居室由于采光面積較小，仍然存在采光不足的問題，2層～19層套一和套二的起居室也仍然存在同樣的采光不足的問題。2)增設反光板，在不滿足采光要求的起居室外的窗戶上增設一定朝向角為270°，傾角為45°的反光板，模擬其對室內采光的改變情況，如圖9，圖10所示。增設反光板后，室內采光不足的問題有一定的改善，但是1層的套一戶型起居室離窗戶較遠的位置采光仍不滿足相關要求，2層～19層套一、套二、套三起居室的采光也不滿足相關規范要求。3)增設導光管，在不滿足采光要求的起居室內，增設導光管，模擬其對室內采光的改變情況，見圖11，圖12。1層還是2層～19層的主要功能房間(起居室、臥室)的采光都得到了很大的改善，均滿足了采光相關標準要求，達到了GB/T50378—2019綠色建筑評價標準的要求。

4結論

舒適合理的自然光環境能使建筑空間更符合居住者心理和生理的需求，達到美的享受和平衡，因此對既有居住建筑的光環境進行綠色改造十分有必要。本文根據成都地區的氣候條件，使用綠建斯維爾DAIL軟件對成都某小區進行室內采光優化設計，使優化后的室內采光滿足GB/T50378—2019綠色建筑評價標準的要求，從上面的模擬結果得出以下結論:

1)對于使用普通窗玻璃的居住建筑，將窗玻璃材料改為反射比更低、透射比更高的窗玻璃材料，可以有效改善室內采光情況。

2)在采光不足的房間的窗戶上增設反光板，也能在一定程度上改善室內光環境。

3)對于既有的住宅建筑的室內采光優化，在不滿足采光要求的房間內增設導光管是相對來說最有效直接并且可以很好地改善室內采光情況的方法，能使得室內采光滿足綠色建筑標準的要求。

作者：吳際 李曉虹 鄒濤 單位：西華大學土木建筑與環境學院