重度空气污染地区商用地下空间自然采光绿色优化设计策略——以邢台市为例

摘要

近些年来城市化进度不断加快，大量的人口涌入，造成城市土地紧缺和人口膨胀等问题出现，为了提高土地利用率和解决城市问题，商用地下空间的开发利用愈发受到重视。同时，传统重工业转型缓慢及燃油类交通工具数量的急剧增加，造成大量工业废气和污染物进入大气，给城市带来严重的空气污染。
　　商用地下空间给人们带来便利生活环境，成为解决城市用地紧张等问题的高效方法，但是在严重的空气污染环境下，现有的采光方式是否能满足空间需求，这还不得而知。同时，随着人民经济收益的提升，人们对商用地下空间提出更加多元化的要求，如舒适的购物环境、便利的交通、较好的自然光照等。在这样环境背景和需求下，作者选取中国空气污染较为严重的邢台市作为研究对象，通过实地调研和问卷调查，发现如下问题:现有的自然采光装置使用部位单一（基本都为出入口）;采光装置得不到及时清洗，采光面积灰严重，无法正常工作;空间照度达标率低，经营者会因经济因素限制自然采光和人工照明等问题。
　　为了研究空气污染对地下空间自然采光是否存在影响，本文从空气污染对采光装置自身工作效率的影响和对采光时间的影响两方面进行试验。通过对实验结果进行分析，证实了空气污染对商用地下空间的自然采光存在较重的影响。以调研和试验发现的问题作为出发点，并结合《绿色建筑评价标准》提出的要求，制定了两种优化方案:提升采光装置自身环境适应性和使用新型的采光技术优化。在提升环境适应性方面，自主发明了适用于天窗类采光方式的自动清洗装置，并通过实地使用验证其具有很好的清洗功效;在使用新型采光技术方面，则是选用导光管自然采光系统，对现有的导光管估算公式进行优化，推出了更适合商用地下空间的导光管数量估算公式，并通过灯具设计软件TracePro和照明模拟软件DIALux进行了公式准确性验证，证明新公式可以达到相关标准，为导光管照明系统前期费用估算提供帮助。
　　通过本文课题研究，希望能够给一些长期处于重度空气污染的城市提供一定参考和商用地下空间设计思路，使自然采光装置能够在空气污染的状况下发挥高效采光作用，既可以提供舒适的地下环境，也能够节约能源。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本课题的研究背景

1．2 研究意义

1．3 商用地下空间自然采光技术国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本课题的研究内容

1．5 本课题的研究方法

1．6 创新点及论文框架

1．6．1 创新点

1．6．2 论文框架

第2章 商用地下空间常用采光方式及评价标准

2．1 商用地下空间的含义

2．2 商用地下空间采光方式的分类

2．2．1 直接式自然采光的主要类型

2．2．2 间接式自然采光的主要类型

2．3 国内相关评价标准

2．3．1 相关标准内容

2．3．2 标准分析

2．4 本章小结

第3章 邢台市商用地下空间主要采光方式及现状调研

3．1 邢台市地理位置及气候

3．2 调研目的及调研地点和方式的选取

3．2．1 调研目的

3．2．2 调研地点的选取

3．2．3 调研方式

3．3 邢台新世纪广场地下商场调研

3．3．1 商场总体概况

3．3．2 光环境测试

3．4 邢台天一城地下商场调研

3．4．1 商场总体概况

3．4．2 光环境测试

3．5 邢台世贸天街地下商城调研

3．5．1 商场总体概况

3．5．2 光环境测试

3．6 邢台市北国商城地下空间照明调研

3．6．1 商场总体概况

3．6．2 光环境测试

3．7 测试结果分析

3．8 问卷调查结果

3．8．1 顾客问卷调查结果

3．8．2 工作人员问卷调查结果

3．9 问卷调查结果分析

3．9．1 顾客问卷结果分析

3．9．2 工作人员问卷结果分析

3．10 本章小结

第4章 空气污染对邢台市商用地下空间自然采光装置的影响

4．1 邢台市空气环境基本状况及污染来源

4．1．1 邢台市空间环境基本状况

4．1．2 邢台市空气污染来源分析

4．2 空气污染对采光装置的影响研究

4．2．1 实验背景与目的

4．2．2 实验设计

4．2．3 实验数据

4．2．4 实验数据分析

4．2．6 实验结论

4．3 空气污染对商用地下空间自然采光时长的影响研究

4．3．1 实验背景与目的

4．3．2 实验设计

4．3．3 实验数据

4．3．4 数据分析

4．3．5 实验结论

4．4 本章小结

第5章 邢台市商用地下空间自然采光绿色优化设计策略

5．1 对邢台市商用地下空间自然采光进行绿色优化设计的必要性

5．2 邢台市商用地下空间自然采光绿色优化设计原则

5．2．1 满足国家相关规定和规范

5．2．2 遵守绿色建筑的设计要点

5．2．3 适应空气环境和季节

5．2．4 满足商用地下空间的功能需求

5．2．5 具有较高的经济性和采光效率

5．3 优化方案的选择

5．4 设计天窗清洗设备对采光进行优化

5．4．1 设计背景和研究目的

5．4．2 天窗清洗设备的基本要求和设计方案

5．4．3 装置的组成和工作原理

5．4．4 清洁能力实验

5．4．5 实验结论

5．4．6 天窗清洁装置前景展望

5．5 采用导光管照明系统进行优化

5．5．1 选择导光管照明系统的原因

5．5．2 导光管照明系统工作原理和组成构件

5．5．3 导光管照明系统的优势

5．5．4 导光管照明系统在商用地下空间设计使用中存在的问题

5．6 导光管数量估算方式优化研究

5．6．1 传统导光管数量估算方式

5．6．2 新估算方式的研究

5．7 新导光管数量估算方式的准确度验证

5．7．1 模拟软件简介

5．7．2 导光管材质及模型建立

5．7．3 模拟项目概况及单体导光管服务面积计算

5．7．4 项目所需导光管数量估算

5．7．5 运用DIALUX软件建立空间模型并赋予材质

5．7．6 运用DIALUX软件模拟

5．7．7 模拟数据对比

5．8 本章小结

第6章 邢台地区绿色优化设计工程案例

6．1 工程概况

6．2 导光管数量前期估算与实际用量

6．3 照明效果测试

6．4 经济性分析

6．4．1 每年日间照明总电费

6．4．2 耗材及维修费用

6．4．3 导光管系统年节约费用

6．4．4 投资回收期和年经济效益环保分析

6．5 环保分析

6．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

作者简介

发表论文和参加科研情况说明