基于Ecotect自然采光整体分析在幼儿园建筑中的应用

刘锋涛,楼阳,赵 成,李相缘,王希雅,石覃宁

(广西科技大学鹿山学院,广西 柳州 545616)

引言

幼儿园是幼儿教育的重要场所。由于自然光有利于幼儿发育、提高幼儿教育水平、绿色环保可持续等特点,因此在幼儿园建筑设计中引入自然光有重大意义[2]。

随着建筑节能在幼儿教育场所和建筑信息模型(BIM)技术被越来越多地关注,将BIM技术引入到建筑节能设计中也成为热点研究方向[3]。Ecotect能够充分利用BIM模型,有效提升建筑节能设计效率,本文利用Ecotect软件平台,对广西某幼儿园项目室内光环境模拟。

1 项目概况

1.1 工程概况

本工程位于广西壮族自治区某县,规划总用地面积约为20.0406亩,总建筑面积约为9181.56m2。其中幼儿园总建筑面积约为4861.38m2,托儿所总建筑面积约为4320.18m2。

1.2 气候概况

本幼儿园所在县属于典型的亚热带季风气候,气候温和,阳光充足,昼夜温差大,雨量充沛,四季分明,无霜期长,冬寒、春暖、夏热、秋凉。年平均温度19.1℃,多年最高气温多在36-38℃之间,年极端最高温度40.5℃,极端最低温度-4.1℃。历年总积温为7008℃,全年≥10℃的活动积温为6099℃,年均昼夜温差7-10℃。年降雨量为1700毫米,年相对湿度75%。平均日照时数1573.6小时,无霜期平均为318天。

2 分析模拟

2.1 软件选取

本本主要采用Ecotect建模及模拟计算的方式对幼儿园项目的室内光环境进行模拟,并分析判断其室内主要功能空间的采光效果是否达到《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014要求。Ecotect是一个全面的技术性能分析辅助设计软件,可以进行太阳辐射、热、光学、声学、建筑投资等综合的技术分析。Ecotect的基本采光分析中采用的是CIE全阴天模式,这是一种最不利的采光条件,它非常适合于对建筑进行综合采光评价,也符合我国目前的建筑采光规范《建筑采光设计标准》中所采用的的定义方法[4]。

Ecotect在计算方法上采用的是分项法。执行计算时,系统模拟阴天的天穹状态,并自动形成探测光源,室内工作面上某点所能得到的昼光系数,取决于该点透过窗户所能看到的光源布点,在天空中的位置和数量(天空组成成分),以及考虑到一次反射条件下,光源透过外部构造物反射进入室内、以及室内反射部分的总和。

2.2 参数设置

材料对光的吸收、反射与投射性能参数对建筑采光影响较大,而不同材质、颜色、表面状况,其上述物理性能指标各有不同,需根据实际材料性状对参数进行选值。本报告忽略室内家具等设施的影响,其它构造均根据设计图纸进行,在模拟过程中考虑围护结构壁面的反射系数、玻璃的可见光透射比等参数。

2.3 模型导入

通过Ecotect软件建立模型,根据建筑总图及各楼的建筑图纸建立,模型中考虑各楼周边建筑、阳台、墙体的遮挡情况。整体模型效果见图1所示。

a.食堂 b.托儿所、幼儿园图1

2.4 模拟条件

模拟地点：广西,模拟时间：2017年12月21日14∶00,天空状态：全阴天状态,模拟依据：《建筑采光设计标准》GB50033-2013,模型举例：幼儿园

3 模拟成果

所有模拟均在距各层楼面0.8米处进行,异形幕墙简化为矩形窗。模拟结果显示一部分层(幼儿园B区一层)房间的整体采光系数和模拟数据汇总表情况如表1所示。

表1 整体采光系数和模拟数据汇总表

4 结束语

模拟结果显示,项目大部分符合《绿色建筑评价标准》和《建筑采光设计标准》的要求,即托儿所、幼儿园每个主要功能空间采光系数值不低于标准值。

基于Ecotect自然采光整体分析,更加简单和直观的对BIM模型进行分析模拟,针对于建筑节能和绿色建筑设计,在方案阶段优化提供了便捷,可靠的参考依据。