基于天然采光的辦公照明控制策略和節(jié)能分析

【摘要】： 長(zhǎng)期以來(lái),與天然光相結(jié)合的人工照明在國(guó)內(nèi)一直被忽略,大多數(shù)建筑物仍沿用傳統(tǒng)的照明控制方式。然而,隨著人們生活水平的不斷提高,我國(guó)電力供應(yīng)日趨緊張,其中照明用電量就達(dá)到社會(huì)總用電量的20%。為此,本文在分析天然采光特性的基礎(chǔ)上,利用百葉窗“引入”天然光,研究晝間人工照明的控制策略,獲得健康、節(jié)能、靈活的工作照明環(huán)境,達(dá)到提高工作效率、減少視疲勞、益于身心健康、節(jié)約能源且綠色環(huán)保的目的。因此,天然光的特性分析,天然光在室內(nèi)產(chǎn)生的照度、百葉窗開(kāi)度的確定、結(jié)合天然光的人工照明策略的制定和節(jié)能分析是本課題研究的主要問(wèn)題。具體闡述如下： 1分析了天然采光特性及影響天然采光的因素。 2研究了建筑日照的一般規(guī)律。根據(jù)天然采光特性,將天然光在室內(nèi)工作面上某點(diǎn)產(chǎn)生的照度分為天空光和直射陽(yáng)光,并對(duì)這兩部分進(jìn)行分析計(jì)算。 3在前面研究的基礎(chǔ)上,以西安某綜合辦公樓為原型,采用DIALux軟件,搭建天然采光辦公模型,在不同的天空模式下,選擇了一年中的八個(gè)典型工作日,對(duì)辦公模型的工作面點(diǎn)天然光照度值進(jìn)行計(jì)算,并做了定量分析。將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和仿真計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果表明仿真數(shù)據(jù)可靠。 4采用模糊推理系統(tǒng)來(lái)確定百葉窗的開(kāi)度,并利用Simulink進(jìn)行了仿真。將天然光照明和室內(nèi)人工照明相結(jié)合,在天然光無(wú)法滿足光環(huán)境質(zhì)量的情況下,啟用人工照明并調(diào)光。 5在不考慮天然光的前提下,對(duì)已有模型進(jìn)行人工照明設(shè)計(jì)和節(jié)能分析。通過(guò)對(duì)無(wú)控制,開(kāi)關(guān)控制和調(diào)光控制三種情況的分析計(jì)算,對(duì)比表明：利用天然采光的照明開(kāi)關(guān)控制和調(diào)光控制均能帶來(lái)較大的能源節(jié)約,其中,調(diào)光控制可以節(jié)約更多的照明能源。 【關(guān)鍵詞】：天然采光 照度分析 控制策略 節(jié)能分析
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TM923.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 課題研究意義及目的10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容和完成的主要工作12
• 1.5 本章小結(jié)12-14
• 2 基于天然采光的辦公模型設(shè)計(jì)原則14-26
• 2.1 基本概念14-16
• 2.1.1 光通量14
• 2.1.2 發(fā)光強(qiáng)度14
• 2.1.3 照度14
• 2.1.4 亮度14-15
• 2.1.5 照度均勻度15
• 2.1.6 統(tǒng)一眩光等級(jí)(UGR)15-16
• 2.1.7 色溫16
• 2.2 天然采光特性分析16-21
• 2.2.1 直射陽(yáng)光16-17
• 2.2.2 天空光17-21
• 2.3 天然采光中窗的設(shè)計(jì)原則21-23
• 2.3.1 位置的分類(lèi)與功能21-22
• 2.3.2 窗的心理效果22-23
• 2.3.3 窗的眩光23
• 2.4 光的透射率及光的分布23-25
• 2.5 均勻度和入射光的方向性25
• 2.6 辦公室照明推薦室內(nèi)反射系數(shù)25
• 2.7 本章小結(jié)25-26
• 3 基于模型的天然采光數(shù)據(jù)分析26-52
• 3.1 建筑日照26-28
• 3.1.1 太陽(yáng)赤緯角26-27
• 3.1.2 地方時(shí)角27
• 3.1.3 太陽(yáng)高度角和方位角27-28
• 3.2 室內(nèi)工作面天然光照度的計(jì)算28-30
• 3.2.1 室內(nèi)工作面天空光照度的計(jì)算28-29
• 3.2.2 室內(nèi)工作面直射陽(yáng)光照度的計(jì)算法29-30
• 3.3 仿真模型的搭建30-32
• 3.3.1 DIALux軟件30-31
• 3.3.2 DIALux仿真模型31-32
• 3.4 晴天模式下室內(nèi)天然光照度分析32-43
• 3.4.1 一天內(nèi)照度變化分析32-39
• 3.4.2 年照度變化分析39-43
• 3.5 陰天模式下室內(nèi)天然光照度分析43-46
• 3.5.1 一天內(nèi)照度變化分析43-45
• 3.5.2 年照度變化分析45-46
• 3.6 混合天空模式下室內(nèi)天然光照度分析46-49
• 3.6.1 一天內(nèi)照度變化分析46-47
• 3.6.2 年照度變化分析47-49
• 3.7 模型試驗(yàn)驗(yàn)證49-51
• 3.8 本章小結(jié)51-52
• 4 結(jié)合天然采光的晝間照明控制策略52-71
• 4.1 模糊控制理論基礎(chǔ)52-54
• 4.1.1 模糊集合52
• 4.1.2 隸屬函數(shù)52
• 4.1.3 語(yǔ)言變量52-53
• 4.1.4 模糊關(guān)系53
• 4.1.5 模糊蘊(yùn)含關(guān)系53
• 4.1.6 模糊邏輯推理53-54
• 4.2 模糊邏輯控制系統(tǒng)基本原理54-57
• 4.2.1 模糊控制系統(tǒng)的組成54
• 4.2.2 模糊控制器結(jié)構(gòu)54
• 4.2.3 確定輸入量54-55
• 4.2.4 模糊控制規(guī)則的建立55-56
• 4.2.5 模糊推理56
• 4.2.6 清晰化計(jì)算56-57
• 4.3 百葉窗模糊控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)57-67
• 4.3.1 輸入輸出量的確定57-58
• 4.3.2 模糊化處理58-61
• 4.3.3 制定模糊控制規(guī)則61-63
• 4.3.4 百葉窗模糊控制系統(tǒng)的仿真63-67
• 4.4 結(jié)合人工照明的晝間照明控制策略67-69
• 4.4.1 目前提出的幾種控制策略67-68
• 4.4.2 晝間照明控制策略68-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 5 節(jié)能分析71-79
• 5.1 基于人工照明的光環(huán)境設(shè)計(jì)71-73
• 5.2 結(jié)合天然光的人工照明節(jié)能分析73-78
• 5.2.1 不使用天然光的人工照明能源分析73-74
• 5.2.2 結(jié)合天然采光的人工照明節(jié)能分析74-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 6 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79
• 6.2 展望79-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文85

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論現(xiàn)代建筑中的天然光環(huán)境    高履泰;

智能建筑采光照明初探    盧艷華;

藍(lán)牙系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與收發(fā)信機(jī)特性    王樹(shù)甲

模糊決策在城市照明控制中的應(yīng)用    張承慧,李洪斌

WiFi技術(shù)的原理及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)    張春飛;

基于ZigBee技術(shù)的射頻芯片CC2430    馬永強(qiáng);李靜強(qiáng);馮立營(yíng);

ZigBee技術(shù)在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用    杜麗敏;郭文成;

單片機(jī)控制的照明智能控制系統(tǒng)    王海倫,葉冬芬

智能照明控制模型的研究    潘佳凌;肖輝;

    本報(bào)記者 熊聰茹　儲(chǔ)國(guó)強(qiáng)

住宅人工照明光環(huán)境智能控制研究    劉煒

基于ZigBee的無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)研究    孫彩云

天然光的利用與方法的研究    孟峙

晝間人工照明特性及其控制策略研究    曾禮強(qiáng)

基于ZigBee的無(wú)線照明系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    裴麗群

自然采光控制策略研究與節(jié)能分析    郭保振

基于嵌入式Linux的裁減方法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    吳東超

辦公建筑的天然采光與能耗研究    劉雅凝

基于SimpliciTI的無(wú)線微電流神經(jīng)刺激系統(tǒng)的研制    牛帥

基于SimpliciTI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    王軍強(qiáng)

ZigBee網(wǎng)絡(luò)性能分析及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)用研究    李鵬

建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的探討    文桂萍;

論現(xiàn)代建筑中的天然光環(huán)境    高履泰;

一種智能型照明系統(tǒng)節(jié)電器    李智超,薛正明

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智能大廈照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)措施    戴瑜興,汪魯才

照明節(jié)電器及其應(yīng)用    楊光

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城市道路照明節(jié)電的供電電壓及最優(yōu)控制    張萬(wàn)奎;丁躍澆;

單片機(jī)控制的照明智能控制系統(tǒng)    王海倫,葉冬芬

辦公建筑的天然采光與能耗分析    陳紅兵

火車(chē)站綠色照明系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    陳時(shí)春

基于GSM短消息的路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)    周彬

室外建筑遮擋對(duì)住宅采光的影響    沈天行,袁磊

建筑物天然采光新技術(shù)    時(shí)剛,王愛(ài)英

天然采光在單層廠房中的應(yīng)用    張美蘭;孫克華;于文斌;

高校多媒體教室的天然光環(huán)境問(wèn)題調(diào)查與對(duì)策研究    李振霞;沈天行;

部分天然采光地下（半地下）建筑典型模式    朱大明

建筑物的天然采光    肖輝乾

天然采光影響因素分析與照明節(jié)能    陳紅兵,李德英,涂光備,王耀

火電廠主廠房天然采光模型試驗(yàn)    熊承鶴;

圖書(shū)館書(shū)庫(kù)、閱覽室的采光和照明    程翠玲

中庭的天然采光設(shè)計(jì)    楊倩苗;高輝;

我國(guó)建筑光學(xué)的發(fā)展與走向    肖輝乾;

機(jī)場(chǎng)航站樓的采光和照明設(shè)計(jì)    馬曄;王愛(ài)英;

南京、南昌地區(qū)建筑中庭光環(huán)境的調(diào)查研究    彭小云;

地下和無(wú)窗建筑定日鏡導(dǎo)光管采光照明的試驗(yàn)研究    張志勇;張立京;徐寧;

照明工程節(jié)能措施    楊德才;

Shoebox及Lantern模型在建筑光學(xué)教學(xué)中的新嘗試    王波;Glean Sweitzer;林躍華;

論工業(yè)建筑采光窗的設(shè)計(jì)    常宏;程洪珍;楊勝濤;

下沉式窯居現(xiàn)狀研究和展望    吳蔚;王軍;吳農(nóng);靳亦冰;

被動(dòng)式天然光導(dǎo)光技術(shù)發(fā)展概述    王書(shū)曉;林若慈;張濱;

建筑中庭空間的生態(tài)化設(shè)計(jì)    謝浩;

奧運(yùn)摔跤館內(nèi)斂精巧落校園    本報(bào)記者 張超

尚有許多未照亮的地方    沈?qū)W友

學(xué)校節(jié)能減排之我見(jiàn)    貴陽(yáng)市第九中學(xué)高三<9>班學(xué)生 陳陽(yáng)

要先讓理念綠色起來(lái)    建設(shè)部科技住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心副主任 張慶峰

從哪里開(kāi)始節(jié)能    郭平

專(zhuān)家解讀建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)廣東實(shí)施細(xì)則(續(xù)上期)    本報(bào)記者 鄧新靈通訊員 許燕祿

上海生態(tài)建筑技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平    王蔚 孟博怡

深圳織就龐大快捷鐵路交通網(wǎng)    本報(bào)記者 孫錦

建筑物天然光采光技術(shù)市場(chǎng)巨大    本報(bào)記者 蒙華 劉榮慧

上海打造“聰明屋” 預(yù)熱世博生態(tài)建設(shè)    任荃

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利用圖像數(shù)字化處理研究天然采光系數(shù)    張九紅

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