【摘要】：充分合理地利用自然采光是建筑節(jié)能技術最重要的手段之一,而太陽能的利用、采光設計、節(jié)能窗設計、照明設計、視覺舒適與眩光評估等均與室外自然光環(huán)境即天空亮度分布及色溫密切相關。建筑師解決這些問題的傳統(tǒng)手段通常是應用軟件模擬,軟件模擬雖便捷實用,但實際影響室內光環(huán)境的因素較多,軟件模擬結果的準確度還需實驗驗證。室外自然光環(huán)境(包括室外天空亮度分布和色溫變化)瞬息萬變,無法獲得穩(wěn)定、可重復的室外自然光環(huán)境,這就意味著通過實際天空亮度的觀測來驗證計算機模擬的準確性也就無法實現(xiàn)。因此,應用人工天穹系統(tǒng)模擬實驗驗證具有無可替代性,故世界各國的建筑科學實驗室都相繼的建立更先進、更龐大、更穩(wěn)定的人工天穹系統(tǒng)。本文根據(jù)CIE天空亮度分布的基礎理論,通過精確設置LED光源的位置和亮度水平實現(xiàn)了對CIE15種天空亮度分布(包括晴天,陰天和中間天空)的準確模擬。同時結合LED光源的特性分析,對應用LED光源設計建造的人工天穹系統(tǒng)進行亮度誤差分析和實驗應用研究,使其更好地應用于建筑采光科研領域。本文通過對以往人工天穹系統(tǒng)所應用的光源和模擬情況進行分析研究,應用LED光源設計直徑為15米的人工天穹模擬系統(tǒng)。由于系統(tǒng)直徑較大、應用光源數(shù)量較多,故對設計所需的2078盞LED光源進行抽樣分析,得出光源調控刻度與光源亮度的回歸曲線。同時根據(jù)天空亮度分布理論確定光源的安裝位置和系統(tǒng)調控方式,在確定光源安裝位置和調控方式后,依據(jù)光源亮度回歸的數(shù)學模型同時結合CIE天空亮度分布理論設計人工天穹系統(tǒng)。以此,應用LED光源通過計算機軟件編程,終端無線調控實現(xiàn)了對15種CIE天空亮度分布的模擬。在上述設計的基礎上,本文結合相對誤差理論對人工天穹系統(tǒng)模擬的天空亮度分布情況進行亮度誤差分析和校準,給出人工天穹系統(tǒng)模擬每種CIE天空亮度分布的相對誤差。與此同時,對人工天穹系統(tǒng)的實驗模型應用進行研究,通過對不同空間尺度亮度均勻度的測定和分析,得出應用天穹系統(tǒng)實驗時不同尺度模型的實驗系統(tǒng)誤差。研究結果以期為日后人工天穹系統(tǒng)應用于采光實驗的科學研究提供理論依據(jù),為今后人工天穹系統(tǒng)的設計提供技術參考。
【圖文】：

的多少和云的分布也是重要的氣象參數(shù)。云量的面積比，一般分為 0-10 級。云量多少的具而若要估算云量，則應避開障礙物，例如山，量和低云量兩個參數(shù)。被觀測的天空被云遮擋的天空被低云所遮擋的面積比被稱為低云量，數(shù)。因此，當全天無云時，總云量記 0 級；天天空中的云占全天空的百分之十時，總云量之二十時總云量就為 2 級，以此類推。那么當，可以認定全晴天空，記總云量為 0。度的唯一因素，我們就可以簡單的將天空亮云天和陰天。晴天空的總云量一般為 0-2 級，陰天空的總云量一般為 8-10 級。度

sinh sin sincosh cosss = (2-6)公式計算所模擬地區(qū)夏至日和冬至日時的太度值后，通過式（2-11）計算各天空面元的模擬 CIE 標準中 15 種不同的天空亮度模型。亮度分布的主要因素，，可以發(fā)現(xiàn)影響因素較了，研究者將自然光的整體分布和變化情況型來描述�？梢哉f，天空模型是自然采光計進行了大量的研究工作，最終國際照明委員歸納并將其設定為國際通用標準。由此我們計人工天穹系統(tǒng)。定義，空
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU113

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3 胡能忠;T3

本文編號：2650245