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计算机模拟改变建筑日光照明设计(2)

2013-12-23 10:43
天堂的苦涩
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  随季节变化的光平衡

  表示晴天时墙壁照度随着时间而变化的模拟图像(春秋季以3月21日为代表,夏季以6月23日为代表,冬季以12月21日为代表)。光平衡随季节而变化。夏季因为是一年当中太阳高度最高的季节,因此从天窗射入的光的比例最多。相反,冬季从天窗射入的光较弱,只利用太阳光的话,到傍晚时亮度会不足,因此要点亮辅助照明,以提高适合观赏的亮度。(资料:奥雅纳)

  照射到墙壁上的光包括从窗户射入的阳光、从天窗射入的阳光、基础照明及辅助照明4种。下图表示各种光的照度年累计值和光平衡。天气均为晴天(这里的模型也不包括膜)。

  英尺烛光(fc:footcandle,1fc=约10.76勒克斯)是美国常用的亮度单位,不过在日本的建筑光环境领域很少使用。勒克斯为1lm/m2,而英尺烛光为1lm/ft2,即用1流明的光束照射1平方英尺墙面时的亮度。

  北美照明学会(IESNA)发行的IES RP-30-96 Recommended Practice for Museum and Art Gallery Lighting (reaffirmed 2008)规定,从保护美术品的角度来看,适合美术品的建议最大照度为200勒克斯。

  从图表来看,即使是在一年中亮度最高的夏至前后,天窗和侧面窗户加起来的阳光亮度约为20英尺烛光,即200勒克斯左右。这意味着,作为观赏作品的空间,能够将较强的直射光控制在适宜的亮度。

  北美照明学会还规定了照度的最佳年累计值。比如,对光照比较敏感的丝绸、纤维及古典书籍等作品如下表所示,约为5万勒克斯(例:50勒克斯×8小时×125天)。

  对北卡罗来纳美术馆某展厅墙壁照度的年累计值做了统计,其结果如下表所示。

  参照北美照明学会的标准,该展示空间虽然不适合长期展示对光敏感的作品,但可定期展示雕塑、油彩画及壁画等具有较强耐光性的作品,或者长期展示雕塑作品。

  从图表来看,从天窗射入的阳光与从窗户射入的阳光累计值总共占到整体的50%以上。此外还可确认在削减人工照明能源方面具有很大效果。

  就这样利用模拟,对太阳光的射入情况进行了仔细研究,比如,研究复杂的天窗形状、确认展示品光照量以及预测节能效果等。最终作出的设计既体现了作为美术品展馆的魅力,又让人感受到了作为建筑空间的丰富感。

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