採光計算

採光係數的組成 室內某一點的採光係數是由天空直射光、室內反射光和室外反射光三個分量組成，其中以天空直射光為主。計算時一般以天空直射光的採光係數為基數，乘上相應的室內反射增量係數，即為天空直射光與室內反射光採光係數的總和，室內反射光也可以單獨計算。室外地面、房屋等表面反射的天然光形成的室外反射光占的比例很小，在採光計算中常忽略不計。

世界各國已發表的採光計算方法有數十種，這些方法主要建立在以光度理論推導的和以採光模型實驗的測量數據為依據的兩種不同基礎上。表達形式有圖表法、數解法和工具法。

在採光設計中廣泛使用的傳統方法。此法應用簡便，能滿足設計精度要求。常用 的如：

① 根據立體角投影原理繪製的英國的沃爾德拉姆圖是一種比較典型的採光計算圖。全圖代表半個天空，共劃分成個小方格，每格面積等於0.05%的採光係數。圖上有兩組曲線──實線和虛線。量出計算點與窗口上沿和下沿形成的高度角（和），分別描繪在實線曲線上；再將計算點與窗口兩側形成的平面方位角 和描繪在圖中虛線曲線上。由四條曲線圍成的面積佔有的方格數乘以0.05，即得出計算點的天空直射光採光係數 。沃爾德拉姆圖可以精確計算豎直窗的 值。採光計算

② 採光計算圖表是中國《工業企業採光設計標準》(TJ33-79)中推薦的一種採光計算圖表，適用於採光的初步設計。它不能精確計算某一點的採光系 數，但可用來驗算窗口面積是否符合採游標准，還可用采游標准估算開窗面積。圖2為天窗採光計算圖表，圖上有三組斜線，分別用於矩形天窗、鋸齒形天窗和平天窗。縱坐標表示窗口面積與地板面積的比值，這個比值確定后，即可按照天窗類型和建築長度，經過相應的斜線在橫坐標上求出天空直射光採光係數的最低值。反之，已知採光係數，也可求出所需的窗口面積。圖3為側窗採光計算圖表。

根據光度理論建立數學模型，然後求解。有兩種數學模型：一種是將天空視為有固定 亮度分佈的半球，計算點位於球心，按立體角投影定律推導出計算點的天空直射光採光係數值；另一種是將窗口看成具有某種亮度分佈的矩形發光面，根據窗口與計算點的相對幾何位置計算天空直射光採光係數值。

符合國際照明委員會標準全陰天天空亮度分佈的矩形豎直窗在室內水平工作面某一點上的天空直射光採光係數為:

式中、分別為計算點與窗上沿和窗下沿構成的高度角； 、 為計算點至窗牆的垂線與窗口兩側分別構成的平面方位角。窗口較多時，可將每個窗口對計算點的採光係數值逐一求出，然後相加。

屬於這一類的有採光係數計算尺和英國BRS採光係數分度器等，電子計算機與配套的採光計算軟體可視為最有效的計算工具。中國已經研製出適用於一般採光形式的採光計算用的計算機程序軟體。

在計算實際採光係數時，必須考慮有關因素對上述方法求得數值加以修正，這些因素包括室內反射光增量，窗口的總透光損失，室外遮擋及其他與標準計算條件不符的因素。這些修正係數可在《工業企業採光設計標準》的附錄中查到。經過修正後的實際採光係數最低值（對於頂部採光）為：

式中為窗口的總透光係數； 為室內反射光增量係數； 為考慮建築高度與跨度比值的修正係數（僅配合採光設計圖表使用）。

在建築方案設計階段，建築物各項參數尚未最後確定，有時需要根據采游標准初步估算開窗面積，可採用以下簡易的經驗公式：

側窗:

矩形天窗和鋸齒形天窗:

平天窗:

式中 為窗口面積(米2)；為房間地板面積(米2)；為采游標准規定的採光係數最低值。參考書目 國家基本建設委員會：《工業企業採光設計標準》(TJ33-79)，中國建築工業出版社，北京，1979。 R.G.Hopkinson，P.Petherbridge，J.Longmore,Daylighting,Heinemann,London,1966. CIE Publication No.16, International Recommendation for the Calculation of Natural Daylight,Paris,1970.