【摘 要】
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高校教室普遍存在自然光源不足,过度依赖人工照明,或者自然采光过多产生眩光导致建筑不节能、自然采光利用率低、教室内热舒适度差等问题。窗墙比是影响教室采光的主要因素,教室的窗墙比为多少,可以在提高自然采光利用率的同时减少建筑能耗和建筑成本,成为教室窗墙比研究的重点。本文以云南省昆明市呈贡区某高校教学楼为研究对象,比较教学楼不同朝向不同窗墙比形式的教室内光环境质量,建筑能耗及成本。论文首先对教学楼中一间
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高校教室普遍存在自然光源不足,过度依赖人工照明,或者自然采光过多产生眩光导致建筑不节能、自然采光利用率低、教室内热舒适度差等问题。窗墙比是影响教室采光的主要因素,教室的窗墙比为多少,可以在提高自然采光利用率的同时减少建筑能耗和建筑成本,成为教室窗墙比研究的重点。本文以云南省昆明市呈贡区某高校教学楼为研究对象,比较教学楼不同朝向不同窗墙比形式的教室内光环境质量,建筑能耗及成本。论文首先对教学楼中一间教室进行实地考究和测试,以现行国家相关的标准规范为参照,将实测数据与其做对比,分析所测教室的光环境利用情况,再利用实测数据对能耗模拟软件Dersignbuilder进行模型验证。接下来以Dersignbuilder为核心软件分别对5个不同窗墙比和12个不同朝向的教室进行光环境模拟和能耗模拟,并将其模拟结果统计整理分析。最后文章再利用Matlab软件将不同窗墙比的建筑成本与建筑能耗做多目标优化分析,分析过程调用Matlab中的三种不同多目标优化函数进行分析并比较不同方法的优化结果。研究结果表明:（1）温和地区高校教学楼自然采光效果最差的是EN30°朝向,最好的是WS30°朝向。（2）教室内从窗户一侧到远离窗户一侧依次分为采光明区,采光过渡区和采光暗区,应根据不同区域分区控制人工照明以降低照明能耗。（3）温和地区高校教学楼建筑照明和供暖能耗与窗墙比成反比;制冷能耗与建筑窗墙比成正比。（4）温和地区高校教学楼照明和供暖能耗最低的建筑朝向为WS60°,其次还可以选择的建筑朝向依次有S,WS30°和ES60°。（5）满足温和地区高校教学楼“建筑能耗最低、建筑成本最低且采光满足需求”目标的最佳窗墙比最好不大于0.5。本文研究成果可为温和地区教学楼窗墙比和建筑朝向的优化设计提供参考。
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