热带地区的五种采光策略

文章来源：Gene Harn Lim   MSc. (Arch), LEED AP, GMM, GBIF.    IES  ICL项目咨询顾问

集成化设计过程对于采光非常重要，因为从概念设计阶段到采光传感器的调试都需要大量的协调工作，以确保设计意图成功的应用到现实中实施。如果尝试过LEED或者其他评估工具为日光进行评级，要求至少55%的常用居住空间满足Spatial Daylight Autonomy(sDA)的要求，你就会知道这种基于性能表现得评级需要有针对性的目的性设计。

采光-没有简单的规则手册

与优化HAVC设计不同，采光策略的讨论取决于天空条件和几何形状方向。首先，我们都了解采光策略本质上是对采光的优化，为使用者创造一个舒适的视觉环境，但什么是视觉舒适度？

它是由sDA定义的指水平面的照度水平吗？您视觉背景的垂直照度是多少？日光炫光概率DGP是最准确的炫光指标吗？这里的重点是，虽然这是一种使用诸如sDA之类评判指标来获得LEED认证的方法，但更全面的是审查操作日照水平和进行视觉舒适度调查。毕竟集成化设计过程旨在封闭反馈回路。

一个例子是我最近在一家拥有日光传感器的Green Mark 白金认证的办公室里遇到的。尽管它具有照明节能的特点，但日光传感器的不足之处在于它会每隔几分钟打开和关闭电灯。我敢肯定没有人会喜欢整天坐在不断变化的光环境下。这种遭遇是热带地区采光设计不同的一个例子，那里的云量远远大于温带气候，因此直射阳光的持续性波动影响了室内的日照水平。

新加坡的云量始终高于伦敦

新加坡天气的漫射辐射一直高于伦敦的天气

热带地区的日光

太阳方位角、云量和太阳辐射照度水平的不同，使我们在获取日光方面的方法有所不同。在热带地区，漫反射日光的光效率（~130lm/W）远高于直射日光的光效率（70-100 lm/W）。因此，我们的目标是只收集漫射日光，确保我们不会通过补偿额外的外部太阳得热获得过大的HVAC系统。与温带气候下的采光策略不同，该策略的目标是遮阳设备的季节性性能，以响应冬至期间低太阳角度，热带地区的立面设计则应该在全年有效的遮阳。

新加坡和伦敦的季节太阳路径比较

热带地区5种采光策略

我再硕士论文期间依靠少数的采光规范之一是国际能源署IEA的《Daylight in Buildings》资料手册，该手册对28种不同的采光策略进行了深入的评估，并提供了选择元素的标准。本文仅将五种相关的采光策略与典型办公室立面的参考方案进行了比较。尽管本文并未尝试总结任何形式的性能结果，但它演示了如何使用VE中的RadianceIES应用程序通过各种可用的说明性结果与用户进行交流。

定义窗户视野和开口的日光收集

在热带地区，有效的日光设计规则之一就是将这两种元素分开。在大多数情况下，您的窗户视野必须符合严格的外立面热性能指标。此外，热带地区地平线上明亮的天空照射进来的眩光也是居住者拉下百叶窗的原因，通常这种现象会持续一段时间。因此使用具有较低可见光透射率（VLT 30-50%）的高性能双层玻璃以及防止眩光的附加百叶窗，意味着入射的日光水平对日光的设计没有帮助。因此一个专门的日光收集开口相当于直射阳光被遮挡，但具有70-80%的高VLT值，旨在最大化有用的入射日光。

在RadianceIES中对采光特性建模

对这些采光特性进行建模的方法是SketchUp和VE Components的组合。虽然可以在VE Components中直接绘制采光功能，但是您可以在SketchUp中快速创建独特的形状，并使用我们的VE SketchUp插件导入VE ModelIT。然后，导出独特的几何体作为一个GEM文件。由于房间中的每个组件都有其RGB反射率和镜面反射属性，因此在导入所述GEM文件后，可以将其分配给类似的采光特性。

各种采光场景的照度比较

各种采光场景的亮度水平和日光眩光概率计算的比较

IEN顾问利用RadianceIES应用程序通过场景4-日光槽来优化办公空间。在热带地区，这种采光策略允许充足的采光可以穿透长达6米的办公室空间，而不会造成视觉不适的问题。对内部日光水平的现场测量也证实了RadianceIES的准确性。

各种采光场景下工作平面的照度比较

RadianceIES按需求设定

我们知道，每项咨询工作都需要进行战略性沟通以提供客观的陈述。因此RadianceIES具有一系列带有可自定义结果参数的模拟选项来帮助您完成模拟。例如，我总是更喜欢以鱼眼视角而不是工作水平面来整体显示结果，因为三维图像可以更好的展示垂直墙壁和天花板的结果。我们还具有自动计算的Spatial Daylight Autonomy(sDA)和Annual Sunlight Exposure(ASE)，结果区间范围可调节，可帮助您满足认证项目的需求。还可以导入IESNA光度文件进行人工照明，并查看它们如何与自然采光相互作用。