随着建筑体量的逐渐增大,内部的采光通风只能依靠设置中庭,中庭空间设计的优劣对建筑物的使用功能和室内物理环境质量有重要的影响。利用中庭天窗自然采光改善了高大空间室内光环境,但也因受外扰影响大带来能耗以及室内物理环境问题。如何在发挥自然采光作用时通过合理设计降低光环境不舒适和照度不均匀的影响,提高天然采光质量,营造健康、舒适的空间光环境,成为中庭天窗设计的研究重点。太阳能光伏发电技术与建筑一体化结合的程度逐渐提升,发展出光伏发电系统与建筑透明围护结构的一体化设计应用技术。另一方面,由越来越广泛应用的大面积玻璃天窗所带来的建筑室内夏季曝晒、眩光等一系列问题逐渐增多,对室内环境带来了负面影响。在这种情况下,建筑物对于遮阳的需求增加,遮阳帘及遮阳百叶的安装使用逐渐增多。面对这一现状问题,半透明光伏天窗的利用因光伏电池的部分遮阳效果成为平衡天窗采光和遮阳矛盾的一种解决方案,但同样带来了采光削弱与光照不均匀等对光环境的影响。而目前光伏窗的应用正处于起步阶段,其选型设计策略尚不完善。研究适宜的光伏天窗设计策略以达到采光和遮阳的平衡,营造良好的室内光环境成为当务之急。我国有大量已建及待建高大中庭空间,且各地光气候有显著差别,本文研究对不同光气候条件下的大量潜在光伏天窗利用场景的设计有重要意义。本文从建筑中庭天窗的现状出发,结合太阳能光伏天窗应用技术,对现有的主流可应用光伏玻璃组件进行了分析,对比其采光特性,并采用公式假设与软件计算的方式得到光学特性参数。可以得出,晶硅中空玻璃光伏组件的均匀性较差,存在明显光影,薄膜的均匀性较好。通过选取典型中庭空间原型,建立实体缩尺模型,进行实测得到真实室外条件下的照度值和室内照度分布,通过物理实验验证了软件计算参数的可靠性。通过建筑光环境模拟软件从天窗光伏玻璃的选型、光伏材料面积比参数以及不同分区的典型城市气候条件等方面,对室内光环境进行系统的静态及动态模拟分析,研究基于不同气候条件,主流的晶硅和薄膜两种光伏天窗组件在不同光伏材料面积比应用时,中庭空间室内光环境的多参数综合评价。得出在室内光环境最佳时薄膜及晶硅光伏天窗的光伏材料面积比参数:西安地区薄膜60-50%,晶硅60-50%;北京地区薄膜70-60%,晶硅70-50%;上海地区薄膜60-50%,晶硅70-60%;广州地区薄膜60-50%,晶硅70-50%;哈尔滨地区薄膜60-40%,晶硅60-40%;重庆地区薄膜50-30%,晶硅50-30%。依据数据结果整理总结出匹配各典型气候条件的半透明光伏天窗设计策略。本文着重研究建筑中庭空间的光环境,兼顾当下大力发展的光伏一体化设计,采用模型实测和软件模拟的方法,统计分析得出光伏玻璃组件的选型及参数对中庭空间静态与动态光环境状况的影响,并据此选择出不同典型气候条件下的最佳光伏材料面积比参数结果,为现有中庭天窗的优化设计提供参考,并提出新的光伏天窗设计策略,为中庭空间采光设计与光伏建筑一体化设计等相关标准、规范的完善提供支持。