廖 燕

(深圳市協(xié)鵬建筑與工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 深圳 518000)

1 引言

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，城市土地資源日益緊張。帶上蓋的物業(yè)越來(lái)越普遍，其特點(diǎn)是高效利用土地資源，但其也有一定的特殊性，室內(nèi)空間較大，自然采光狀況不理想，照明用電量大。因此營(yíng)造一個(gè)充分利用自然采光的室內(nèi)環(huán)境至關(guān)重要。

近年來(lái)自然采光越來(lái)越受到人們的重視，科研工作者對(duì)此的相關(guān)研究日益增多。徐登輝[1]介紹了光導(dǎo)照明的基本結(jié)構(gòu)及原理，結(jié)合發(fā)展現(xiàn)狀和工程實(shí)例探討了光導(dǎo)照明的優(yōu)勢(shì)，從技術(shù)和市場(chǎng)兩方面分析了光導(dǎo)照明的應(yīng)用場(chǎng)景。楊艷梅[2]基于地下車庫(kù)采用24h人工照明能耗較大現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)例分析了適合地下車庫(kù)自然采光的6種自然采光方式。紀(jì)思美[3]研究了自然采光和人工照明結(jié)合的地下通道類型的隧道照明。李雙菊[4]從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，通過(guò)對(duì)比分析證明季節(jié)變化對(duì)光導(dǎo)管的光傳輸量的影響很大，太陽(yáng)高度角于室內(nèi)照度分布的影響也很大。鄧樹[5]對(duì)從光導(dǎo)照明原理入手，分析了光導(dǎo)照明在帶上蓋車輛段應(yīng)用的可行性。林濤[6]結(jié)合工程實(shí)例，通過(guò)全尺寸模型試驗(yàn)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)方案，分析了光導(dǎo)照明在城市隧道中的首次應(yīng)用。王志強(qiáng)[7]分析得出光導(dǎo)照明比電力照明更節(jié)能環(huán)保，適用在地鐵工程。吳君乾[8]分析了大型車輛段光導(dǎo)照明的應(yīng)用，并結(jié)合工程實(shí)際案例總結(jié)了光導(dǎo)照明的應(yīng)用效益。

目前，對(duì)車輛段光導(dǎo)照明的研究較多，但對(duì)于光導(dǎo)照明布置方案的對(duì)比分析較少，因此，本文以某車輛段為例，通過(guò)模擬3種不同布置方案的導(dǎo)光管采光，分析適宜的采光布置方式。

2 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于廣東省，由兩部分組成，一部分為蓋板下的車輛段，主要用于地鐵車輛的檢修、?？?；另一部分為蓋板上，主要為住宅等物業(yè)，本文主要針對(duì)蓋板下車輛段進(jìn)行自然采光研究。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及模擬工具

自然采光隨時(shí)間、季節(jié)變化，為了更好的評(píng)估自然采光效果，通常用“采光系數(shù)”(daylight factor)作為自然采光的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

運(yùn)用Ecotect建模結(jié)合Radiance計(jì)算的方式對(duì)蓋板下車輛段的室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行模擬，并分析判斷其室內(nèi)主要功能空間的自然采光效果是否達(dá)到《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50033-2013)[9]的要求。參照《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2019)[10]中5.2.8條可知，內(nèi)區(qū)采光系數(shù)滿足滿足采光要求的面積比例達(dá)到60%，得3分。

4 車輛段自然采光模擬分析

4.1 自然采光現(xiàn)狀

圖1和圖2為采光模擬結(jié)果，表1為采光系數(shù)，由圖表可知，本項(xiàng)目建筑面積和進(jìn)深均較大，蓋板下部分有58.7%以上區(qū)域(外區(qū))采光系數(shù)達(dá)到0.5%以上，其他區(qū)域(內(nèi)區(qū))采光條件較差，有待改善。

圖1 蓋板下車輛段采光系數(shù)分析

圖2 蓋板下車輛段采光系數(shù)分析(采光系數(shù)≥0.5%)表1 蓋下部分采光系數(shù)(無(wú)導(dǎo)光管)

為了改善車庫(kù)的采光，可采用多種方式，如導(dǎo)光管技術(shù)、人工照明等，以下將展開闡述，分析適宜本項(xiàng)目的采光方式。

Contour Band(from-to)WithinAbovePts(%)Pts(%)0-0.52305041.3558081000.5-1673712.073275858.701-1.532765.872602146.631.5-221963.932274540.762-2.519483.492054936.822.5-314752.641860133.333-3.512782.291712630.693.5-49951.781584828.404-4.58521.531485326.614.5-56291.131400125.09

4.2 導(dǎo)光管采光

4.2.1 導(dǎo)光管介紹

由于自然光線具有柔和、均勻和自然的特性，在一般的情況下，建筑師在建筑設(shè)計(jì)中都會(huì)充分考慮利用自然采光的方式來(lái)進(jìn)行建筑采光。光導(dǎo)照明技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展較快的一項(xiàng)建筑采光照明技術(shù)，是一種比較有效的天然光照明方式。光導(dǎo)照明系統(tǒng)對(duì)于建筑節(jié)能有很大的幫助，可以更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。目前，光導(dǎo)照明系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，例如：地下停車場(chǎng)、學(xué)校、工業(yè)廠房、住宅、機(jī)場(chǎng)等。但是利用導(dǎo)光管采光也有某些缺點(diǎn)，如自然光線受氣候環(huán)境和季節(jié)的影響比較大，陰雨天的光線不是很充足，冬季有效采光時(shí)間也比較短，在一天內(nèi)光線照度的波動(dòng)比較大等，使某些建筑在利用導(dǎo)光管采光的同時(shí)需要采取其他一定的具體措施來(lái)加以解決。

4.2.2 導(dǎo)光管模擬分析

依據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)狀，車庫(kù)蓋板上設(shè)置多棟居住建筑，周邊有道路和綠化等，主要供居民生活?yuàn)蕵?lè)，在蓋板上結(jié)合景觀設(shè)置一定面積的導(dǎo)光管，車庫(kù)采光能得到較大程度的改善。本項(xiàng)目選用DGG530導(dǎo)光管，將導(dǎo)光管分別按照5 m、10 m和15 m左右布置一個(gè)的原則(對(duì)應(yīng)方案一、方案二和方案三)，有規(guī)律地布置在蓋板的綠化中。

通過(guò)模擬分析圖3～5和表2可知，方案一(導(dǎo)光管按照5 m左右布置在綠地中)在導(dǎo)光管的作用下，車庫(kù)內(nèi)自然采光情況有了很大程度的提高，蓋下部分有84.45%以上區(qū)域采光系數(shù)達(dá)到0.5%以上；方案二(導(dǎo)光管按照10 m左右布置在綠地中)較好的改善了車庫(kù)的自然采光，車庫(kù)地面采光系數(shù)大于0.5%的區(qū)域占總面積的78.39%；方案三(導(dǎo)光管按照15 m左右布置在綠地中)一定程度上提高了車庫(kù)的自然采光面積，76.63%以上區(qū)域采光系數(shù)大于0.5%。

圖3 方案一：蓋板下車輛段采光系數(shù)分析圖(采光系數(shù)≥0.5%)

中心區(qū)原方案采光系數(shù)趨近于0；方案二和方案三外區(qū)采光相對(duì)較好，中心區(qū)采光也有一定的改善，但仍不夠理想，而方案一，由于導(dǎo)光管加密，中心區(qū)采光狀況有很大的改善。故建議內(nèi)區(qū)按5 m一個(gè)導(dǎo)光管進(jìn)行布置，外區(qū)適當(dāng)加大間距，按10～15 m一個(gè)導(dǎo)光管布置。

各方案導(dǎo)光管布置的個(gè)數(shù)及場(chǎng)地采光系數(shù)分布情況匯總?cè)绫?所示。

表2 導(dǎo)光管數(shù)量及場(chǎng)地采光系數(shù)

圖4 方案二：蓋板下車輛段采光系數(shù)分析圖(采光系數(shù)≥0.5%)

圖5 方案三：蓋板車輛段下采光系數(shù)分析圖(采光系數(shù)≥0.5%)

5 自然采光與智能照明結(jié)合探討

本項(xiàng)目車庫(kù)(蓋板下空間)主要用于鐵路?？繖z修用，當(dāng)?shù)罔F駛?cè)胲噹?kù)時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)一段由亮變暗的區(qū)域，若該區(qū)域過(guò)渡不好，容易產(chǎn)生許多特殊的視覺(jué)問(wèn)題，給行車帶來(lái)了不便。白天當(dāng)司機(jī)駛?cè)胲噹?kù)時(shí)，由于車庫(kù)內(nèi)部的亮度低于外部亮度很多，使司機(jī)感覺(jué)一瞬間從白變黑，看不清洞口里面的狀況，這就是所謂的黑洞效應(yīng)。因?yàn)樗緳C(jī)要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間(3 s以上)才能恢復(fù)視覺(jué)，看清前方的狀況，所以這一現(xiàn)象很容易造成交通事故。當(dāng)司機(jī)要駛出車庫(kù)時(shí)，亮度由弱變強(qiáng)，使司機(jī)眼前一瞬間發(fā)白，產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光，看不清洞外的狀況，這就是所謂的白洞效應(yīng)，這也很危險(xiǎn)。車庫(kù)基本分為入口段、過(guò)渡段、中間段和出口段四部分。入口段和出口段亮度往往最高，過(guò)渡段次之，中間段達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)要求即可。為了消除白洞效應(yīng)和黑洞效應(yīng)，建議對(duì)車庫(kù)進(jìn)行分段照明設(shè)計(jì)。

考慮到自然采光會(huì)隨天氣的變化而發(fā)生明暗變化，因此陰天時(shí)需要輔助人工照明來(lái)改善室內(nèi)的光環(huán)境狀況。本項(xiàng)目綜合利用自然采光(導(dǎo)光管采光)和智能照明進(jìn)行混合照明，白天時(shí)，主要利用自然采光進(jìn)行照明，不利區(qū)域通過(guò)光感器啟用照明燈具來(lái)改善。故導(dǎo)光管附近的燈具應(yīng)分區(qū)獨(dú)立智能控制，白天室外光線充足時(shí)，光導(dǎo)管附近的燈具根據(jù)室內(nèi)光線情況自動(dòng)關(guān)閉，并自動(dòng)開啟遠(yuǎn)離光導(dǎo)管、采光不足區(qū)域的燈具。

6 結(jié)論

通過(guò)模擬分析可知，帶上蓋物業(yè)的車輛段的蓋板下車庫(kù)進(jìn)深較大，在未采取任何措施的情況下，大多數(shù)內(nèi)區(qū)的自然采光條件較差，需進(jìn)一步改善。

(1)建議把導(dǎo)光管有規(guī)律地布置在蓋板的綠化中，內(nèi)區(qū)按5 m一個(gè)導(dǎo)光管進(jìn)行布置，外區(qū)適當(dāng)加大間距，按10～15 m一個(gè)導(dǎo)光管布置，可以較好地改善蓋板下車庫(kù)的自然采光情況。

(2)為了消除地鐵駛?cè)?、駛出車?kù)(蓋板下空間)時(shí)產(chǎn)生的白洞效應(yīng)和黑洞效應(yīng)，建議對(duì)車庫(kù)進(jìn)行分段照明設(shè)計(jì)。車庫(kù)(蓋板下空間)入口段和出口段亮度往往最高，過(guò)渡段次之，中間段達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)要求即可。

(3)為彌補(bǔ)陰天時(shí)，帶上蓋物業(yè)的車輛段的蓋板下車庫(kù)自然采光不佳，建議綜合利用自然采光(導(dǎo)光管采光)和智能照明進(jìn)行混合照明，對(duì)燈具進(jìn)行分區(qū)獨(dú)立智能控制。