全国中学生数理化学科能力展示活动优秀论文精选
在几何画板中作出Cmin与bc1的函数关系图象并取出定义域中的最大值，如图9(a,b)
(a)
图9 矩形教室双侧采光曲线
(b)
当bc1在[2.13,3.58]内，Cmin可取到最大值2.0%,此时晴天和阴天时，均满足《标准》中采光系数最低值要求。
2.3.2 正方形教室采光效果
2
Ac=1/5A=1/5×64=12.8m
2
bc=Ac/hc=6.4m2.3.2.1 单侧采光
与矩形教室单侧采光同理，
有 Cmin= Cd′? Kτ′? Kρ′? Kw ? Kc ?Kf
=0.7%×0.54×3.62×1×0.8×1.55=1.70% 2.3.2.2 双侧采光
令x1= B1/hc= bc1×0.625, x2= B2/hc=(6.4-bc1)×0.625 Cmin=Cmin1+Cmin2 =[g(x1)/100]×0.54×f’(x1)×1×(bc1/8)×1.55+[g(x2)/100]×0.54×f’(x2)×1× [(6-bc1)/8]×1 在几何画板中作出Cmin与bc1的函数关系图象并取出定义域中的最大值，如图10(a,b) 2624f?x? = -0.0893?x2+0.8907?x+0.24g?x? = ???0.1196?x4-1.6982?x3?+8.9857?x2?-21.509?x?+20.772h?x? = x?0.625q?x? = ?6.4-x??0.625222018r?x? = ??g?h?x??100??0.54?f?h?x???1?x8????1.55+g?q?x??100?16?0.54?f?q?x???1??6.4-x?14812??11mC:(1.717,0.019)D:(3.318,0.019)C5101510m8FG642D25-25-20-15-10-51.5202302.533.544.5-2(a)
图10正方形教室双侧采光曲线
(b)
当bc1在
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[1.72,3.32]内，Cmin可取到最大值1.9%,此时晴天时，满足《标准》中采光系数最低值要求。阴天时，不满足采光系数最低值要求。 2.3.3 正六边形教室采光效果
2
Ac=1/5A=1/5×65=13m
2
bc=Ac/hc=6.5m
图11 单侧采光简图
2.3.3.1 单侧采光
由于正六边形的窗户存在一定角度，为计算方便，设两面墙上的窗户面积相同，bc’=3.75m.
根据标准, 单侧采光时，计算点应定在距侧窗对面内墙面1m,所以计算点取对角线m上距距侧窗对面内墙面均为1m的位置F上。如图11.由于两窗的采光效果完全相同，所以可先计算一个窗户的采光系数最低值，乘2即可。
Cmin= 2×Cd′? Kτ′? Kρ′? Kw ? Kc ?Kf =2×0.53%×0.54×3.74×1×0.5×1.55=1.7% 2.3.2.2 双侧采光
南向窗户总宽为bc1(0 令x1= B1/hc= bc1×0.665, x2= B2/hc=(6.5-bc1)×0.665 Cmin=Cmin1+Cmin2 =[g(x1)/100]×0.54×f’(x1)×1×(bc1/7.5)×1.55+[g(x2)/100]×0.54×f’(x2)×1× [(6-bc1)/7.5]×1 在几何画板中作出Cmin与bc1的函数关系图象并取出定义域中的最大值，如图10(a,b) 30f?x? = -0.0893?x2+0.8907?x+0.242826g?x? = ???0.1196?x4-1.6982?x3?+8.9857?x2?-21.509?x?+20.7722422h?x? = 0.665?x201816q?x? = ?6.5-x??0.66514r?x? = ??-30g?h?x???0.54?1?f?h?x???x1007.5???1.55+??-512g?q?x???0.54?1?f?q?x????6.5-x?1007.510864???1C:(1.654,0.019)D:(2.722,0.019)CD1.822.22.42.62.833.23.43.63.844.24.44.62-35-25-20-15-1051015201.4251.6-2-4(a) -6(b) 图11正六边形教室双侧采光曲线 当bc1在[1.65,2.72]内，Cmin可取到最大值1.9%,此时晴天时，满足《标准》中采光系数最低值要求。阴天时，不满足采光系数最低值要求。 综上，无论是单侧采光还是双侧采光，矩形教室的采光效果最好，而正方形教室和正六边形教室的采光效果较为相近，若要达到采光标准，还需采取一些措施，如：增大创洞口面积、采用透射性能更好的玻璃等。其实，在实际生活中，为了更好地采暖和其他因素，常增大南向窗户的面积，所以各教室的采光系数最低值可能达不到计算值，需要再采取措施。上面的分析与计算还只是对采光效果初步的探究，具体操作还需练习生活和多种因素。 38 全国中学生数理化学科能力展示活动优秀论文精选 3.结论分析 通过上述探讨，我发现3种形状的教室其实各有千秋，正方形教室和正六边形教室对面积的要求相对较高，对于面积较小的校园，矩形教室更为适用。正六边形教室拥有最好的视听效果，正方形教室次之，对听课质量和视力健康都很有帮助。在采光方面，矩形教室较好，正方形教室和正六边形教室最好采用双侧采光或采取一些其他措施，保证自然光线的充足。实际设计时，还要考虑其他相关因素。 参考文献： [1] 中小学校建筑设计规范(GBJ99-86)[S]. [2] 刘建荣、龙世潜主编.房屋建筑学[M]. 中央广播电视大学出版社，1984年9月. [3] 郑忱主编.房屋建筑学[M]. 中央广播电视大学出版社，1994年2月第一版.. [4] 建筑采光设计标准 (GB/T 50033-2001)[S]. 39
