基于Ecotect自然采光整體分析在幼兒園建筑中的應(yīng)用

劉鋒濤,樓陽(yáng),趙 成,李相緣,王希雅,石覃寧

(廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院,廣西 柳州 545616)

引言

幼兒園是幼兒教育的重要場(chǎng)所。由于自然光有利于幼兒發(fā)育、提高幼兒教育水平、綠色環(huán)保可持續(xù)等特點(diǎn),因此在幼兒園建筑設(shè)計(jì)中引入自然光有重大意義[2]。

隨著建筑節(jié)能在幼兒教育場(chǎng)所和建筑信息模型(BIM)技術(shù)被越來(lái)越多地關(guān)注,將BIM技術(shù)引入到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中也成為熱點(diǎn)研究方向[3]。Ecotect能夠充分利用BIM模型,有效提升建筑節(jié)能設(shè)計(jì)效率,本文利用Ecotect軟件平臺(tái),對(duì)廣西某幼兒園項(xiàng)目室內(nèi)光環(huán)境模擬。

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

本工程位于廣西壯族自治區(qū)某縣,規(guī)劃總用地面積約為20.0406畝,總建筑面積約為9181.56m2。其中幼兒園總建筑面積約為4861.38m2,托兒所總建筑面積約為4320.18m2。

1.2 氣候概況

本幼兒園所在縣屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候,氣候溫和,陽(yáng)光充足,晝夜溫差大,雨量充沛,四季分明,無(wú)霜期長(zhǎng),冬寒、春暖、夏熱、秋涼。年平均溫度19.1℃,多年最高氣溫多在36-38℃之間,年極端最高溫度40.5℃,極端最低溫度-4.1℃。歷年總積溫為7008℃,全年≥10℃的活動(dòng)積溫為6099℃,年均晝夜溫差7-10℃。年降雨量為1700毫米,年相對(duì)濕度75%。平均日照時(shí)數(shù)1573.6小時(shí),無(wú)霜期平均為318天。

2 分析模擬

2.1 軟件選取

本本主要采用Ecotect建模及模擬計(jì)算的方式對(duì)幼兒園項(xiàng)目的室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行模擬,并分析判斷其室內(nèi)主要功能空間的采光效果是否達(dá)到《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2014要求。Ecotect是一個(gè)全面的技術(shù)性能分析輔助設(shè)計(jì)軟件,可以進(jìn)行太陽(yáng)輻射、熱、光學(xué)、聲學(xué)、建筑投資等綜合的技術(shù)分析。Ecotect的基本采光分析中采用的是CIE全陰天模式,這是一種最不利的采光條件,它非常適合于對(duì)建筑進(jìn)行綜合采光評(píng)價(jià),也符合我國(guó)目前的建筑采光規(guī)范《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中所采用的的定義方法[4]。

Ecotect在計(jì)算方法上采用的是分項(xiàng)法。執(zhí)行計(jì)算時(shí),系統(tǒng)模擬陰天的天穹狀態(tài),并自動(dòng)形成探測(cè)光源,室內(nèi)工作面上某點(diǎn)所能得到的晝光系數(shù),取決于該點(diǎn)透過(guò)窗戶所能看到的光源布點(diǎn),在天空中的位置和數(shù)量(天空組成成分),以及考慮到一次反射條件下,光源透過(guò)外部構(gòu)造物反射進(jìn)入室內(nèi)、以及室內(nèi)反射部分的總和。

2.2 參數(shù)設(shè)置

材料對(duì)光的吸收、反射與投射性能參數(shù)對(duì)建筑采光影響較大,而不同材質(zhì)、顏色、表面狀況,其上述物理性能指標(biāo)各有不同,需根據(jù)實(shí)際材料性狀對(duì)參數(shù)進(jìn)行選值。本報(bào)告忽略室內(nèi)家具等設(shè)施的影響,其它構(gòu)造均根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行,在模擬過(guò)程中考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)壁面的反射系數(shù)、玻璃的可見光透射比等參數(shù)。

2.3 模型導(dǎo)入

通過(guò)Ecotect軟件建立模型,根據(jù)建筑總圖及各樓的建筑圖紙建立,模型中考慮各樓周邊建筑、陽(yáng)臺(tái)、墻體的遮擋情況。整體模型效果見圖1所示。

a.食堂 b.托兒所、幼兒園圖1

2.4 模擬條件

模擬地點(diǎn)：廣西,模擬時(shí)間：2017年12月21日14∶00,天空狀態(tài)：全陰天狀態(tài),模擬依據(jù)：《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50033-2013,模型舉例：幼兒園

3 模擬成果

所有模擬均在距各層樓面0.8米處進(jìn)行,異形幕墻簡(jiǎn)化為矩形窗。模擬結(jié)果顯示一部分層(幼兒園B區(qū)一層)房間的整體采光系數(shù)和模擬數(shù)據(jù)匯總表情況如表1所示。

表1 整體采光系數(shù)和模擬數(shù)據(jù)匯總表

4 結(jié)束語(yǔ)

模擬結(jié)果顯示,項(xiàng)目大部分符合《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求,即托兒所、幼兒園每個(gè)主要功能空間采光系數(shù)值不低于標(biāo)準(zhǔn)值。

基于Ecotect自然采光整體分析,更加簡(jiǎn)單和直觀的對(duì)BIM模型進(jìn)行分析模擬,針對(duì)于建筑節(jié)能和綠色建筑設(shè)計(jì),在方案階段優(yōu)化提供了便捷,可靠的參考依據(jù)。