基于天然采光的办公照明控制策略和节能分析

【摘要】： 长期以来,与天然光相结合的人工照明在国内一直被忽略,大多数建筑物仍沿用传统的照明控制方式。然而,随着人们生活水平的不断提高,我国电力供应日趋紧张,其中照明用电量就达到社会总用电量的20%。为此,本文在分析天然采光特性的基础上,利用百叶窗“引入”天然光,研究昼间人工照明的控制策略,获得健康、节能、灵活的工作照明环境,达到提高工作效率、减少视疲劳、益于身心健康、节约能源且绿色环保的目的。因此,天然光的特性分析,天然光在室内产生的照度、百叶窗开度的确定、结合天然光的人工照明策略的制定和节能分析是本课题研究的主要问题。具体阐述如下： 1分析了天然采光特性及影响天然采光的因素。 2研究了建筑日照的一般规律。根据天然采光特性,将天然光在室内工作面上某点产生的照度分为天空光和直射阳光,并对这两部分进行分析计算。 3在前面研究的基础上,以西安某综合办公楼为原型,采用DIALux软件,搭建天然采光办公模型,在不同的天空模式下,选择了一年中的八个典型工作日,对办公模型的工作面点天然光照度值进行计算,并做了定量分析。将实测数据和仿真计算数据进行比较,结果表明仿真数据可靠。 4采用模糊推理系统来确定百叶窗的开度,并利用Simulink进行了仿真。将天然光照明和室内人工照明相结合,在天然光无法满足光环境质量的情况下,启用人工照明并调光。 5在不考虑天然光的前提下,对已有模型进行人工照明设计和节能分析。通过对无控制,开关控制和调光控制三种情况的分析计算,对比表明：利用天然采光的照明开关控制和调光控制均能带来较大的能源节约,其中,调光控制可以节约更多的照明能源。 【关键词】：天然采光 照度分析 控制策略 节能分析
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM923.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 课题研究意义及目的10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-12
• 1.4 本课题研究的主要内容和完成的主要工作12
• 1.5 本章小结12-14
• 2 基于天然采光的办公模型设计原则14-26
• 2.1 基本概念14-16
• 2.1.1 光通量14
• 2.1.2 发光强度14
• 2.1.3 照度14
• 2.1.4 亮度14-15
• 2.1.5 照度均匀度15
• 2.1.6 统一眩光等级(UGR)15-16
• 2.1.7 色温16
• 2.2 天然采光特性分析16-21
• 2.2.1 直射阳光16-17
• 2.2.2 天空光17-21
• 2.3 天然采光中窗的设计原则21-23
• 2.3.1 位置的分类与功能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 均匀度和入射光的方向性25
• 2.6 办公室照明推荐室内反射系数25
• 2.7 本章小结25-26
• 3 基于模型的天然采光数据分析26-52
• 3.1 建筑日照26-28
• 3.1.1 太阳赤纬角26-27
• 3.1.2 地方时角27
• 3.1.3 太阳高度角和方位角27-28
• 3.2 室内工作面天然光照度的计算28-30
• 3.2.1 室内工作面天空光照度的计算28-29
• 3.2.2 室内工作面直射阳光照度的计算法29-30
• 3.3 仿真模型的搭建30-32
• 3.3.1 DIALux软件30-31
• 3.3.2 DIALux仿真模型31-32
• 3.4 晴天模式下室内天然光照度分析32-43
• 3.4.1 一天内照度变化分析32-39
• 3.4.2 年照度变化分析39-43
• 3.5 阴天模式下室内天然光照度分析43-46
• 3.5.1 一天内照度变化分析43-45
• 3.5.2 年照度变化分析45-46
• 3.6 混合天空模式下室内天然光照度分析46-49
• 3.6.1 一天内照度变化分析46-47
• 3.6.2 年照度变化分析47-49
• 3.7 模型试验验证49-51
• 3.8 本章小结51-52
• 4 结合天然采光的昼间照明控制策略52-71
• 4.1 模糊控制理论基础52-54
• 4.1.1 模糊集合52
• 4.1.2 隶属函数52
• 4.1.3 语言变量52-53
• 4.1.4 模糊关系53
• 4.1.5 模糊蕴含关系53
• 4.1.6 模糊逻辑推理53-54
• 4.2 模糊逻辑控制系统基本原理54-57
• 4.2.1 模糊控制系统的组成54
• 4.2.2 模糊控制器结构54
• 4.2.3 确定输入量54-55
• 4.2.4 模糊控制规则的建立55-56
• 4.2.5 模糊推理56
• 4.2.6 清晰化计算56-57
• 4.3 百叶窗模糊控制系统的实现57-67
• 4.3.1 输入输出量的确定57-58
• 4.3.2 模糊化处理58-61
• 4.3.3 制定模糊控制规则61-63
• 4.3.4 百叶窗模糊控制系统的仿真63-67
• 4.4 结合人工照明的昼间照明控制策略67-69
• 4.4.1 目前提出的几种控制策略67-68
• 4.4.2 昼间照明控制策略68-69
• 4.5 本章小结69-71
• 5 节能分析71-79
• 5.1 基于人工照明的光环境设计71-73
• 5.2 结合天然光的人工照明节能分析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 结合天然采光的人工照明节能分析74-78
• 5.3 本章小结78-79
• 6 总结与展望79-81
• 6.1 总结79
• 6.2 展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 附录 硕士研究生学习阶段发表论文85

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于天然采光的室内照度控制系统研究    平燕娜

基于Zigbee的高校教室智能照明控制系统的研究    李彬彬

智能照明系统控制技术研究    苏宝珠

电气照明的节能技术探讨    付明远;

照明节能分析    梁秋;

建筑照明节能优化措施    李杜;

日光照明室内照度动态计算方法    刘红;李百战;姚润明;

浅谈现代建筑的绿色照明工程及对策    官志文

基于模糊技术的智能照度控制系统研究    张亚;王大欣;

现代建筑的天然光环境    高履泰

建筑照明设计中的节能措施    刘家英;

“双层皮”幕墙类型分析及应用展望    李保峰

浅谈绿色照明与经济效益    王松林;

昼间人工照明特性及其控制策略研究    曾礼强

自然采光控制策略研究与节能分析    郭保振

办公照明天然采光特性及控制策略研究    丁新东

照明用电节能技术研究    邸伟亚

寒冷地区农村住宅节能设计探讨    董海荣;祁少明;刘树岭;朱子君;

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

轻质复合围护结构建筑的室内热环境分析    杨丽萍;闫增峰;孙立新;王静;

住宅建筑围护结构内外表面热阻对传热系数的影响    王江丽;刘长飞;

东部地区居住建筑热环境及能耗现状调查分析    葛翠玉;杨柳;

烧结机尾断面图像在线处理与分析方法研究    宋宝宇;杨春雨;杨东晓;费静;王奎越;

基于LM-BP网络的南水北调东线源头水质综合评价    夏美娟;梁雪春;

轻钢结构抗震节能体系在“塞上农民新居”中的应用    刘蕙兰;张建中;

风景园林专业建筑物理课程教学改革探讨    张丹;毕迎春;田大方;

一种新型斜单轴光伏发电系统简介    王海波;

湿度在传统民居围护结构中的影响分析    闫幼锋;孙路倩;

热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究    孟庆金;权悦;景绍洪;

双离合器自动变速汽车换挡过程离合器模糊控制策略研究    李光辉;

基于减法聚类的模糊神经网络在水处理过程建模中的应用    王莉;沈捷;

600MW超临界锅炉过热汽温反馈补偿神经网络逆控制    马良玉;盖银平;史振兴;

基于模糊神经网络的企业绩效评价模型研究    姜军伟;赛英;卢玉静;

生态环境—技术与艺术的结合    张喆;任乃鑫;

隔热涂料分类及发展趋势    刘侃;盛明爽;张小红;李军;刘海峰;潘肇基;

非线性网络控制系统的模糊神经网络控制    鄂大志;潘峰;陈大力;薛定宇;

双离合器自动变速汽车起步过程离合器模糊控制策略研究    张世义;李光辉;

白光LED用稀土离子/过渡金属离子掺杂发光玻璃的制备及性能研究    梁晓峦

基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究    关丽荣

电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究    田毅

照明光生物效应的光谱响应数字化模型研究    居家奇

基于系统辨识的太阳能—相变蓄热新风供暖系统控制策略研究    李鹏

油田热水供暖系统热负荷智能预测技术研究    刘明

大功率提升机三电平双馈调速关键技术研究    叶宗彬

既有建筑节能改造管理研究    张琦

空间网格结构地震响应主动控制理论与试验研究    代建波

西北荒漠化地区生态民居建筑模式研究    张群

模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究    黄磊

基于神经网络的两类问题研究    程慧

基因表达式编程在神经网络中的应用研究    陶俊剑

气垫式流浆箱智能解耦控制系统    徐玉颖

基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究    刘健洪

近红外漫反射光谱结合PLS-ANN算法对药物有效成分的定量分析测定    何文

基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究    房传礼

二级倒立摆控制方法研究    姜辉

基于ADAMS的船载特种起重机动力学仿真与控制研究    王存刚

蚁群算法在特种机器人智能控制中的应用研究    荆奇

遗传算法神经网络的学习方法    罗四维

论现代建筑中的天然光环境    高履泰;

智能建筑采光照明初探    卢艳华;

蓝牙系统的网络结构与收发信机特性    王树甲

模糊决策在城市照明控制中的应用    张承慧,李洪斌

WiFi技术的原理及未来发展趋势    张春飞;

基于ZigBee技术的射频芯片CC2430    马永强;李静强;冯立营;

ZigBee技术在远程抄表系统中的应用    杜丽敏;郭文成;

单片机控制的照明智能控制系统    王海伦,叶冬芬

智能照明控制模型的研究    潘佳凌;肖辉;

    本报记者 熊聪茹　储国强

住宅人工照明光环境智能控制研究    刘炜

基于ZigBee的无线组网技术研究    孙彩云

天然光的利用与方法的研究    孟峙

昼间人工照明特性及其控制策略研究    曾礼强

基于ZigBee的无线照明系统的研究与设计    裴丽群

自然采光控制策略研究与节能分析    郭保振

基于嵌入式Linux的裁减方法设计与实现    吴东超

办公建筑的天然采光与能耗研究    刘雅凝

基于SimpliciTI的无线微电流神经刺激系统的研制    牛帅

基于SimpliciTI的无线传感器网络关键技术研究    王军强

ZigBee网络性能分析及网络规划应用研究    李鹏

建筑电气照明节能设计的探讨    文桂萍;

论现代建筑中的天然光环境    高履泰;

一种智能型照明系统节电器    李智超,薛正明

关于照明节能的措施和方法探讨    仇齐武

智能大厦照明系统的节能技术措施    戴瑜兴,汪鲁才

照明节电器及其应用    杨光

照明节能设计    张文才;

道路照明节能控制系统设计    蔡可健;

城市道路照明节电的供电电压及最优控制    张万奎;丁跃浇;

单片机控制的照明智能控制系统    王海伦,叶冬芬

办公建筑的天然采光与能耗分析    陈红兵

火车站绿色照明系统的研究与实现    陈时春

基于GSM短消息的路灯远程监控系统设计    周彬

室外建筑遮挡对住宅采光的影响    沈天行,袁磊

建筑物天然采光新技术    时刚,王爱英

天然采光在单层厂房中的应用    张美兰;孙克华;于文斌;

高校多媒体教室的天然光环境问题调查与对策研究    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    肖辉乾

天然采光影响因素分析与照明节能    陈红兵,李德英,涂光备,王耀

火电厂主厂房天然采光模型试验    熊承鹤;

图书馆书库、阅览室的采光和照明    程翠玲

中庭的天然采光设计    杨倩苗;高辉;

我国建筑光学的发展与走向    肖辉乾;

机场航站楼的采光和照明设计    马晔;王爱英;

南京、南昌地区建筑中庭光环境的调查研究    彭小云;

地下和无窗建筑定日镜导光管采光照明的试验研究    张志勇;张立京;徐宁;

照明工程节能措施    杨德才;

Shoebox及Lantern模型在建筑光学教学中的新尝试    王波;Glean Sweitzer;林跃华;

论工业建筑采光窗的设计    常宏;程洪珍;杨胜涛;

下沉式窑居现状研究和展望    吴蔚;王军;吴农;靳亦冰;

被动式天然光导光技术发展概述    王书晓;林若慈;张滨;

建筑中庭空间的生态化设计    谢浩;

奥运摔跤馆内敛精巧落校园    本报记者 张超

尚有许多未照亮的地方    沈学友

学校节能减排之我见    贵阳市第九中学高三<9>班学生 陈阳

要先让理念绿色起来    建设部科技住宅产业发展中心副主任 张庆峰

从哪里开始节能    郭平

专家解读建筑节能设计标准广东实施细则(续上期)    本报记者 邓新灵通讯员 许燕禄

上海生态建筑技术达国际先进水平    王蔚 孟博怡

深圳织就庞大快捷铁路交通网    本报记者 孙锦

建筑物天然光采光技术市场巨大    本报记者 蒙华 刘荣慧

上海打造“聪明屋” 预热世博生态建设    任荃

办公建筑的天然采光与能耗分析    陈红兵

北京地区城市住宅天然光环境优化设计研究    张滨

北京地区城市住宅天然光环境优化设计研究    张滨

结合天然采光的办公建筑节能研究    张伟

利用图像数字化处理研究天然采光系数    张九红

基于价值工程理论的体育馆天然光环境设计研究    刘滢

基于价值工程理论的体育馆天然光环境设计研究    刘滢

基于天然采光的办公照明控制策略和节能分析    刘浩

北方城市——天津的居住建筑天然采光研究    姚蕾

全年动态模拟软件DAYSIM在天然采光设计中的适用性研究    刘昆明

基于天然采光的室内照度控制系统研究    平燕娜

重庆地区工业厂房天窗采光与能耗研究    王宁

厦门体育馆天然光环境设计研究    李东哲

人工天穹的计算机模拟方法研究    葛凌

办公建筑的天然采光与能耗研究    刘雅凝

公共建筑单侧窗采光与能耗研究    马晔

办公照明天然采光特性及控制策略研究    丁新东