《建築光環境模擬》可以看成是作者多年從事可持續建築設計和顧問工作的經驗總結。與其他同類書籍不同，《建築光環境模擬》更多的是從建築師和可持續建築顧問的角度來探討怎樣將光環境模擬真正引入到實際工作中來。《建築光環境模擬》首次係統地闡述瞭建築光環境模擬的基礎理論和工程實踐經驗，同時配有大量實戰案例和視頻教程以幫助讀者理解和熟悉。

作者簡介

雲朋建築師和可持續建築顧問，綠色建築論壇和颱灣Ecotect研究論壇的版主。參與和主持過多個可持續建築設計項目，具有豐富的可持續建築設計和工程顧問經驗，精通建築熱、光、聲和流體等方麵的性能模擬和分析、尤其擅長被動式可持續建築設計與建築性能的綜閤優化。2007年至今，已發錶多篇學術論文並齣版瞭一本學術專著。

第1章建築光環境模擬概論
1．1 建築光環境模擬
1．1．1 公式計算
1．1．2 模型測量
1．1．3 軟件模擬
1．2 光環境模擬能用來乾什麼
1．2．1 建築設計
1．2．2 照明設計
1．2．3 舞颱美術設計
1．2．4 標準評估
1．2．5 規劃和城市設計
1．2．6 房地産銷售和物業管理
1．3 模擬適用於什麼人
1．3．1 建築師
1．3．2 設備工程師
1．3．3 照明和電氣工程師
1．3．4 可持續建築顧問
1．3．5 房地産開發商
1．4 現狀和展望
1．4．1 基本現狀
1．4．2 應用階段
1．4．3 指標與分析
1．4．4 客戶溝通
1．4．5 展望
1．5 光環境模擬實例
1．5．1 項目簡介
1．5．2 改建要求
1．5．3 改建方案
1．5．4 模擬條件
1．5．5 模擬分析

第2章光和視覺成像
2．1 作為電磁波的光
2．1．1 電磁波
2．1．2 電磁波的傳播規律
2．1．3 輻射度學的基本概念
2．2 可見光
2．2．1 可見光和光度學
2．2．2 光度學的基本概念
2．2．3 輻射度學與光度學
2．3 材料錶麵的光學性質
2．3．1 不透明錶麵
2．3．2 透明錶麵
2．4 視覺成像
2．4．1 眼睛的結構
2．4．2 感光細胞
2．4．3 明視覺和暗視覺
2．4．4 主觀亮度感受
2．5 視野範圍
2．5．1 視野範圍
2．5．2 光環境模擬中的視野
2．6 色彩空間
2．6．1 顔色和色彩空間
2．6．2 RGB色彩空間
2．6．3 CIE 1931 XYY色彩空間
第3章光環境模擬與自然光

3．1 自然采光
3．1．1 自然采光的重要性
3．1．2 自然采光模擬
3．2 太陽輻射與日照
3．2．1 太陽輻射
3．2．2 日照
3．2．3 時間
3．3 大氣
3．3．1 大氣的散射
3．3．2 消光係數
3．4 天空和天空模型
3．4．1 天空模型
3．4．2 天空模型的選擇
3．4．3 天空的顔色

第4章光環境模擬與人工照明
4．1 人工光源的評價指標
4．1．1 發光效率
4．1．2 色溫
4．1．3 顯色性
4．1．4 平均壽命
4．1．5 光通量維持率
4．2 人工光源
4．2．1 熱輻射光源
4．2．2 氣體放電光源
4．2．3 導體光源
4．3 配光麯綫
4．3．1 燈具
4．3．2 配光麯綫
4．3．3 配光麯綫的錶示方法
4．3．4 配光麯綫的格式標準
4．4 照明控製
4．4．1 照明控製的類型
4．4．2 照明控製的實現方式
4．4．3 照明控製係統和控製策略
4．4．4 自然光控製
4．4．5 光傳感器的開關控製

第5章光環境模擬與計算機圖形學
5．1 幾何模型的定義方法
5．1．1 多邊形網格
5．1．2 構造幾何實體
5．1．3空間細分
5．1．4 隱式定義
5．2 光照模型
5．2．1 光照模型
5．2．2 光照模型的分類
5．3 局部照明模型
5．3．1 局部照明模型
5．3．2 Phong模型．
5.3．3 Phong模型的不足
5．4 渲染方程與全局照明模型
5．4．1 渲染方程
5．4．2 全局照明模型
5．5 光綫跟蹤
5．5．1 Whitted光綫跟蹤模型
5．5．2 改進的光綫跟蹤模型
5．6 光能傳遞
5．6．1 光能傳遞
5．6．2 光能傳遞的計算過程
5．7 光綫跟蹤與光能傳遞的比較
5．7．1 光綫跟蹤
5．7．2 光能傳遞
5．7．3 結論
5．8 高動態範圍圖像
5．8．1 動態範圍
5．8．2 高動態範圍圖像
5．8．3 色調映射
5．8．4 高動態範圍圖像格式
5．8．5 光環境模擬與高動態範圍圖像

第6章建築光環境模擬軟件
6．1 光環境模擬軟件的分類
6．1．1 靜態光環境模擬軟件
6．1．2 動態光環境模擬軟件
6．1．3 綜閤能耗模擬軟件
6．2 光環境模擬軟件綜述
6．2．1 用戶界麵
6．2．2 模型
6．2．3 材質
6．2．4 光源
6．2．5 光照模型
6．2．6 數據後處理
6．2．7 人員行為和控製策略
6．3 光環境模擬軟件的比較
6．3．1 Radiance
6．3．2 Desktop Radiance
6．3．3 Ecotect
6．3．4 Dialux
6．3．5 AGi32
6．3．6 Daysim
6．3．7 IES
6．3．8 DOE2和：Energy Plus
6．4 BIM與光環境模擬
6．4．1 綠色建築擴展標記語言
6．4．2 BIM與光環境模擬
6．4．3 應用案例

第7章光環境模擬的過程
7．1 規劃模擬方案
7．1．1 模擬指標
7．1．2 模擬軟件
7．1．3 模擬範圍
7．1．4 時間進度安排
7．2 建立建築的三維模型
7．2．1 模型的簡化
7．2．2 建立和導入模型
7．3 設置材質和光源
7．3．1 設置材質
7．3．2 設置光源
7．4 設置時間錶和氣象數據
7．4．1 設置時間錶
7．4．2 設置氣象數據
7．5 設置參數並執行模擬
7．5．1 參數設置
7．5．2 執行模擬
7．6 分析
7．6．1 數據後處理
7．6．2 分析
7．6．3 撰寫報告

第8章光環境模擬的定量評價
8．1 光環境模擬的定量評價
8．1．1 分類
8．1．2 評價
8．1．3 評價指標
8．2 靜態光環境評價指標
8．2．1 照度
8．2．2 照度均勻度
8．2．3 采光係數
8．2．4 采光權
8．2．5 室外視野
8．3 眩光評價指標
8．3．1 統一眩光值
8．3．2 眩光值
8．3．3 自然采光眩光指數
8．3．4 顯示器的反射眩光
8．4 動態光環境評價指標
8．4．1 全自然采光時間百分比
8．4．2 有效全自然采光時間百分比
8．4．3 最大全自然采光時間百分此
8．4．4 連續全自然采光時間百分此
8．4．5 全年光暴露量
8．5 能耗及經濟評價指標
8．5．1 照明功率密度
8．5．2 照明能耗
8．5．3 總能耗
8．5．4 全生命周期照明成本

第9章光環境模擬的定性和主觀評價
9．1 亮度圖像
9．1．1 亮度圖像
9．1．2 亮度圖像的模擬
9．1．3 亮度圖像的處理
9．2 亮度圖像的定性評價
9．2．1 亮度對比
9．2．2 光綫和陰影分布
9．2．3 評價實例
9．3 亮度圖像的主觀評價
9．3．1 完形常性
9．3．2 直覺常性
9．3．3 色彩常性
9．3．4 結論

第10章 Desktop Radiance
10．1 概論
10．1．1 簡介
10．1．2 現狀
10．1．3 安裝
10．2 入門
10．2．1 界麵
10．2．2 項目
10．2．3 建模
10．2．4 天空和地麵
10．2．5 命令的簡化
10。3 不透明材質
10．3．1 指定材質
10．3．2 取消材質指定
10．3．3 顯示所有不透明材質物體
10．3．4 新建材質
10．4 玻璃材質
10．4．1 指定玻璃材質
10．4．2 取消玻璃材質指定
10．4．3 顯示所有玻璃材質物體
10．4．4 新建玻璃材質
10．5 光源
10．5．1 放置光源
10．5．2 刪除光源
……
第11章 Ecotect
第12章 AGi32
第13章 Daysim
第14章 IES
第15章 Radiance
附錄建築光環境模擬教學大綱
參考文獻
後記

精彩書摘

軟件模擬是指藉助計算機軟件來精確求解建築的采光照明情況，如圖蔔3所示。與公式法中使用的簡易程序不同，這裏使用的軟件通常是建立在復雜的光照模型之上的，因此通常隻能使用計算機軟件來求解。軟件模擬的優勢是可以精確地再現任意條件下的采光照明效果，同時它還可以與建築能耗模擬軟件耦閤在一起共同求解照明能耗和由此産生的空調能耗。光環境模擬是可持續建築設計的重要技術手段。通過在建成前對建築進行模擬和分析，我們可以預見到可能齣現的各種問題和不足，並有針對性地進行改進。
光環境模擬是一個係統的過程，它並不僅指代字麵意義上的使用軟件進行模擬的過程，而且還包含瞭一係列與模擬相關的技術外延，其中最重要的就是模擬結果的分析。模擬本身隻是一種數字化的手段，而模擬所取得的數據必須經過專業的處理和分析纔能真正體現齣其價值所在，因此，分析是光環境模擬中不可或缺的部分，沒有瞭分析，模擬本身實際上是毫無意義的。
與分析相比，單純的軟件操作要簡單得多。分析並沒有特彆嚴格的步驟和具體的條框。到現在為止，光環境模擬軟件還不能做到直接給齣分析的結果，分析的過程主要是由人工來完成的。分析的水平在很大程度上依賴於豐富的實踐經驗和紮實的理論基礎。一個完全不懂模擬和分析的人經過簡單的訓練也可以按照規定的操作程序取得模擬結果，但如果模擬中齣現瞭問題，或者要針對模擬結果進行分析並給齣優化建議，那麼對於不懂模擬和分析的人來說恐怕就要睏難得多。雖然軟件技術正在朝著智能化和自動化的方嚮發展，但人的因素始終是不可忽視的。因此，掌握模擬的關鍵不在於軟件的操作，而在於理論知識和經驗的長期積纍，筆者希望能通過本書與讀者分享自己的一些感想和經驗。

前言/序言

　　這是一本有關建築光環境模擬的入門書籍，在開始進入正題之前，我想有必要就建築光環境模擬的含義作個不完全的解釋。從語義學角度來看，這個短語由“建築”、“光環境”和“模擬”三個詞組成。建築大傢都很熟悉，自不必詳細解釋。光環境是由自然的或人工的光綫所呈現給使用者的一個或一係列內在關聯的環境狀態。模擬則包括兩個部分：首先是用精確的數學模型仿真事物在現實情況下的狀態，通常我們使用現有的計算機程序來實現上述目的，接下來根據上一步所得到的數據進行分析，這裏的分析是指根據各種量化和非量化的衡量標準來評價一個或一係列狀態的優劣，從狀態我們就可以迴溯到其所對應的設計方案和建築。將上麵的三個詞串接起來用一句話來錶述就是：建築光環境模擬是指采用計算機手段對建築的室內外自然采光和人工照明情況進行模擬計算，然後根據模擬結果來進行分析和評價。
　　光環境是建築環境的重要組成部分，從遠古時代的簡陋茅屋到現代復雜的大型公共建築，無一例外地都離不開光。良好的光環境設計不僅可以營造齣舒適高效的工作和學習環境，同時還可以大幅減少照明和空調能耗。對於可持續建築來說，光環境更是占據瞭極為重要的地位。我國的綠色建築評價標準以及美國的LEED等相關標準中都明確規定將光環境模擬作為光環境評價的手段和方法。
　　近年來，隨著可持續建築理念的逐步發展，已經有越來越多的建築師、工程師以及業主對建築光環境模擬産生瞭濃厚的興趣。但關注是一迴事，實際應用又是另外一迴事。目前，由於各種因素的製約，我國的建築光環境模擬還處於起步階段，很多建築師和工程師雖然想在實際的工程中通過模擬來提升建築的性能和品質，但苦於沒有相關的理論基礎和應用工具。因此，筆者認為有必要嚮國內一綫的設計和工程技術人員介紹光環境模擬的相關係統理論、應用方法和軟件工具。
　　軟件本身畢竟隻是一種工具，隻有擁有瞭紮實的理論基礎和工作方法纔能自如地駕馭軟件，使之更好地服務於可持續這一目標。基於以上幾點考慮，本書中深入討論瞭建築光環境模擬的係統理論和應用方法，同時結閤大量的實例來幫助讀者掌握操作的流程和分析的方法。全書共分為十五章，橫跨瞭光度學、自然采光、人工照明、采光照明控製、計算機圖形學、生理學、心理學以及暖通空調等多個學科和領域，力求為讀者搭建起一個係統的光環境模擬框架。
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