007-建筑自然采光计算器（窗地面积比法）
建筑自然采光计算器（窗地面积比法）
概述
依据 GB 50033-2013《建筑采光设计标准》。采光系数 Cmin = CdM×(Ac/Af)×(T/K)×100%。CdM = 采光计算系数×光气候系数（侧面采光Ⅱ区≈0.23，顶部采光Ⅱ区≈0.115）。
补充说明：光气候分区（影响CdM）：1=Ⅰ区(拉萨) 2=Ⅱ区(北京) 3=Ⅲ区(上海) 4=Ⅳ区(成都) 5=Ⅴ区(重庆)。采光类型：1=侧面采光( CdM≈0.20×M)，2=顶部采光( CdM≈0.10×M)。
依据标准
- 试验/计算方法：
GB 50033-2013
- 摘要说明：依据 GB 50033-2013《建筑采光设计标准》。采光系数 Cmin = CdM×(Ac/Af)×(T/K)×100%。CdM = 采光计算系数×光气候系数（侧面采光Ⅱ区≈0.23，顶部采光Ⅱ区≈0.115）。
- 备注说明：光气候分区（影响CdM）：1=Ⅰ区(拉萨) 2=Ⅱ区(北京) 3=Ⅲ区(上海) 4=Ⅳ区(成都) 5=Ⅴ区(重庆)。采光类型：1=侧面采光( CdM≈0.20×M)，2=顶部采光( CdM≈0.10×M)。
现行标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB 50033-2013 办公 | Cmin ≥ 3.0% | GB50033-2013.pdf |
| GB 50033-2013 教室 | Cmin ≥ 3.0% | GB50033-2013.pdf |
| GB 50033-2013 住宅 | Cmin ≥ 1.0% | GB50033-2013.pdf |
| GB 50033-2013 商场 | Cmin ≥ 2.0% | GB50033-2013.pdf |
废止/历史标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB/T 50033-2001 办公 | Cmin ≥ 2.0%（已提高到3.0%） | GB50033-2001.pdf |
计算公式
Cmin = CdM \times \frac{Ac}{Af} \times \frac{T}{K} \times 100\%
参数与符号
输入参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| zone | zone | 光气候分区 | — | 1=Ⅰ区(拉萨) 2=Ⅱ区(北京) 3=Ⅲ区(上海) 4=Ⅳ区(成都) 5=Ⅴ区(重庆) |
| type | type | 采光类型 | — | 1=侧面采光 2=顶部采光 |
| CdM | CdM | 采光系数基准×气候系数 | — | 侧面采光Ⅱ区=0.23 顶部采光Ⅱ区=0.115 |
| Af | Af | 房间地面净面积 | m2 | 房间净面积 |
| Ac | Ac | 窗洞口面积 | m2 | 窗面积 |
| T | T | 窗透光折减系数 | — | 清洁区0.85 一般区0.75 污染区0.60 |
| K | K | 采光有效流量系数 | — | 单层窗1.0 双层窗1.2 |
| Cmin_limit | Cmin,lim | 采光系数限值 | % | 办公3.0 教室3.0 住宅1.0 商场2.0 |
输出参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| Cmin | Cmin | 采光系数最低值 | % | 采光系数最低值 |
| ratio_actual | Ac/Af | 实际窗地面积比 | — | 实际窗地面积比 |
| ratio_required | (Ac/Af)min | 标准要求最小窗地比 | — | 标准要求最小窗地比 |
示例数据
示例输入
| 名称 | ID | 示例值 | 单位 |
| 光气候分区 | zone | 2 | — |
| 采光类型 | type | 1 | — |
| 采光系数基准×气候系数 | CdM | 0.188377 | — |
| 房间地面净面积 | Af | 61.7324 | m2 |
| 窗洞口面积 | Ac | 14.774 | m2 |
| 窗透光折减系数 | T | 0.947607 | — |
| 采光有效流量系数 | K | 1 | — |
| 采光系数限值 | Cmin_limit | 3 | % |
主要结果
| 名称 | ID | 结果值 | 单位 |
| 采光系数最低值 | Cmin | 4.27 | % |
| 实际窗地面积比 | ratio_actual | 14.774 | — |
| 标准要求最小窗地比 | ratio_required | 10.375 | — |
合规判定
以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果：
- 通过：采光系数必须 ≥ 0
参考与链接
- /standards/GB50033-2013.pdf
原有补充说明
建筑自然采光计算器（窗地面积比法）
概述
本计算器依据 GB 50033-2013《建筑采光设计标准》，采用窗地面积比法对建筑自然采光进行计算。可计算采光系数最低值（Cmin）、实际窗地面积比、标准要求最小窗地比，适用于办公、教室、住宅、商场等建筑的采光设计验算。
适用范围
适用：
- 侧面采光和顶部采光的建筑自然采光计算
- 光气候Ⅰ~Ⅴ区（拉萨、北京、上海、成都、重庆）
- 办公建筑、教室、住宅、商场等民用建筑
不支持：
- 精密加工车间等特殊采光要求
- 多反射表面室内照度计算
- 侧窗与天窗组合采光（混合采光）
计算原理
采光系数公式
采光系数计算公式：
$$C_{min} = C_d \cdot M \cdot \frac{A_c}{A_f} \cdot \frac{T}{K} \cdot 100\%$$
其中：
- $C_d \cdot M$ = 采光计算系数 × 光气候系数（合并为 CdM 输入）
- $A_c$ = 窗洞口面积（m²）
- $A_f$ = 房间地面净面积（m²）
- $T$ = 窗透光折减系数
- $K$ = 采光有效流量系数
窗地面积比法
实际窗地面积比：
$$\frac{A_c}{A_f} = \frac{C_{min}}{C_d \cdot M \cdot \frac{T}{K} \cdot 100\%}$$
标准要求最小窗地比（由采光系数限值反推）：
$$\left(\frac{A_c}{A_f}\right)_{min} = \frac{C_{min,lim}}{C_d \cdot M \cdot \frac{T}{K} \cdot 100\%}$$
参数说明
光气候分区
| 分区 | 城市 | CdM 参考值（侧面采光） | CdM 参考值（顶部采光） |
| Ⅰ区 | 拉萨 | 0.28 | 0.14 |
| Ⅱ区 | 北京 | 0.23 | 0.115 |
| Ⅲ区 | 上海 | 0.20 | 0.10 |
| Ⅳ区 | 成都 | 0.19 | 0.095 |
| Ⅴ区 | 重庆 | 0.16 | 0.08 |
采光类型
| 类型 | 说明 | CdM 参考 |
| 1 | 侧面采光（侧窗） | CdM ≈ 0.20 × M（光气候系数） |
| 2 | 顶部采光（天窗） | CdM ≈ 0.10 × M（光气候系数） |
窗透光折减系数 T
| 地区 | 清洁 | 一般 | 污染 |
| T 值 | 0.85 | 0.75 | 0.60 |
采光有效流量系数 K
| 窗类型 | 单层窗 | 双层窗 |
| K 值 | 1.0 | 1.2 |
采光系数限值 Cmin,lim
| 建筑类型 | 采光系数限值 |
| 办公 | ≥ 3.0% |
| 教室 | ≥ 3.0% |
| 住宅 | ≥ 1.0% |
| 商场 | ≥ 2.0% |
使用说明
正向计算（已知窗洞口面积，求采光系数）
1. 选择光气候分区（1~5）
2. 选择采光类型（1=侧面采光 2=顶部采光）
3. 输入 CdM 值（或按分区参考值输入）
4. 输入房间地面净面积 Af
5. 输入窗洞口面积 Ac
6. 输入窗透光折减系数 T
7. 输入采光有效流量系数 K
8. 输入采光系数限值 Cmin_limit
9. 点击"计算"，查看 Cmin、实际窗地比、标准要求最小窗地比
反推计算（已知采光系数限值，反推所需窗洞口面积）
1. 切换到"反推"模式
2. 选择要反推的参数（窗洞口面积 Ac）
3. 填写其他参数和采光系数限值
4. 点击"计算"，得到所需最小窗洞口面积
典型案例
案例：上海市办公室侧面采光
- 光气候分区：3（Ⅲ区，上海）
- 采光类型：1（侧面采光）
- CdM：0.20（Ⅲ区侧面采光参考值）
- 房间净面积 Af：50 m²
- 窗洞口面积 Ac：8 m²
- 窗透光折减系数 T：0.85（清洁区）
- 采光有效流量系数 K：1.0（单层窗）
- 采光系数限值：3.0%
计算结果：
- 采光系数 Cmin = 0.20 × (8/50) × (0.85/1.0) × 100 = 2.72% < 3.0%，不满足要求
- 实际窗地比 = 8/50 = 0.160
- 标准要求最小窗地比 = 3.0 / (0.20 × 0.85 × 100) = 0.1765
如需满足要求，窗洞口面积至少需：Ac ≥ 0.1765 × 50 = 8.83 m²
参考标准
现行标准
- GB 50033-2013《建筑采光设计标准》 — 采光系数计算方法
- GB 50176-2016《民用建筑热工设计规范》 — 光气候分区
历史标准（已废止）
- GB/T 50033-2001《建筑采光设计标准》 — 采光系数限值办公建筑为 2.0%，已提高至 3.0%