基于实测数据对工业厂房天然采光的评价

基于实测数据对工业厂房天然采光的评价

朱国珍

中船第九设计研究院工程有限公司 上海市 200090

摘要：工业建筑，尤其是多联跨高大厂房，其天然采光的重要性容易被人们忽视，现有的多联跨工业厂房建筑大多通过人工照明进行采光补给，天然采光作为一种清洁易获取的能源，在我国现行倡导的低碳环境下，具有一定的研究意义。

本文基于实测数据，对多联跨厂房室内天然采光进行系统评价，经研究发现，多联跨高大厂房高低跨交界处，采光效果较差，空间局部高跨区域，采光效果也较差，可在初期的采光设计中，针对该区域适当增加屋面采光带。

关键词：实测数据；天然采光；工业厂房；优化策略

1 研究对象

本次研究对象位于江苏省南通市，火灾危险性类别为丁类，耐火等级为二级。建筑面积117094.2平方米，占地面积117395.6平方米。厂房共六跨，轴线总长457米，轴线总宽253.95米，建筑高度46.45米。项目总长度457m，宽度253.95m，总面积达到117395.6㎡。现场实测图片如图1-1—1-3，具体参数详见表1-1。

表1-1 厂房采光带设置

1-2厂房侧面采光设置

2测量数据的分类

在明确课题的研究目的之后，课题组分别对所选调研对象有针对性地进行了实地测量，并记录室内与评价天然采光相关的数据，针对调研对象所测量的数据有：

（1）现场多角度照片（2）室内各个测点的照度

针对所收集的数据，需要计算的数据有：

（1）平均照度（2）照度均匀度（3）平均采光系数

笔者在实际测量时，长度方向取21个点测量，宽度方向取22个点测量，共对该空间进行462次布点，参考点平面高度为1m。

3测量数据的分析与评价

厂房现已投入使用，现场已陆续搬入设备，开始施工作业，在实际测量中，课题组同行人员认为室内光线较充足，笔者在询问施工现场作业的工人对室内光线的满意度时，得到较良好的反馈，阴天时室内光线能满足的正常施工作业，且作业时没有采用人工照明。

分析实测数据可以得出：靠近侧窗区域照度较大，靠近侧墙区域照度较小，边跨①因跨度较小、隔墙封闭、墙面涂料颜色较深、采光带面积较少、使用门式钢架等原因，导致该跨室内效果采光较差，照度较低。非边跨区域因侧墙尚未完全封闭，可从周边跨借光，且侧山墙增加竖向采光带，室内效果较好，高低跨区域相对来说，照度较低，交界处高跨部分对低跨有遮挡，且采光带设置位置距离较远。

根据平面布点统计照度数据，算出每跨空间中的平均照度、照度均匀度及平均采光系数，统计如下表：

表3-1采光数据

测量时间选择全阴天，早上9：30--15：00，室内仅依靠天然采光；①跨为最南边跨度，跨度27m，位于边跨，在实际测量中，发现①跨采光效果最差，⑥跨次之，中间跨②③④⑤效果最好；课题组对现状进行分析后，发现结构形式对采光有一定影响，造成跨采光较差的原因主要为三个：其一是①跨门式钢架结构对屋顶采光有一定遮挡，室内光线折减相对网架结构较大；其二是①跨采光带面积比不够，仅6.3%，且与2跨实墙分隔。不能借光；其三是①跨长宽比过大，内部空间给人局促感，在心理预期上认为视野不够开阔。

为探究室内高低跨的采光情况，课题组将②跨不同区域的照度数据进行分析：

表3-2采光数据

高跨区域增加侧窗后，侧窗对室内采光有一定提升，高跨区域照度值较高，达到IV类厂房采光标准值要求，高跨区域添加的侧窗对低跨区域采光影响不大，低跨区域可认为主要依靠采光带采光，同样满足规范限制要求。

高低跨交界处平均照度值相对来说最低，可考虑在高低跨交界处增设一条采光带，即增加面积比为6.3%，以此改善此区域采光效果。

由于⑥跨中，既有门式钢架，又有网架，将⑥跨的门式钢架结构与网架区域的照度数据进行比对。

表3-3采光数据

门式钢架结构部分照度值低于网架结构，且空间照度均匀度相对较差，空间结构类型对室内采光效果也有一定影响，此种情况可灵活增加采光带进行采光补给。

4 总结与建议

高低跨区域，增加采光带，能改善高低跨交界处室内天然采光效果。

工业厂房天然采光还应根据实际项目中的需求来制定详细的优化方案，计算机仿真模拟可在设计前期进行辅助设计，给出一定的参考范围，供设计时选用。

参考文献：

1. Reinhart C F, Wienold J. The daylighting dashboard–A simulation-based design analysis for daylit spaces[J]. Building and environment, 2011, 46(2): 386-396.

2. 林若慈, 赵建平. 新版《 建筑采光设计标准》 主要技术特点解析[J]. 照明工程学报, 2013, 24(1): 5-11.

3. 肖辉,陈小双,彭玲,姚梦.基于天然采光的办公建筑健康光环境研究[J]. 照明工程学报,2015,(1):6-10.

4. 申帅兵.棱镜玻璃侧窗自然采光研究[D].河北工程大学,2018.