長春地區(qū)教學(xué)建筑自然采光策略研究

摘 要：教學(xué)建筑中自然采光非常重要，有利于改善室內(nèi)環(huán)境，保證師生身心健康，降低建筑物能耗，本文重點(diǎn)研究了長春地區(qū)教學(xué)建筑自然采光策略。

關(guān)鍵詞：教學(xué)建筑；自然采光；策略；長春

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.082

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的發(fā)展，人們越來越認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)開發(fā)與自然資源可持續(xù)發(fā)展之間的重要性。建筑行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱行業(yè)，在其發(fā)展的過程中提出了綠色建筑的概念，教學(xué)建筑作為學(xué)校及城市的重要組成部分，其能源消耗受到社會(huì)廣泛關(guān)注，而在建筑能耗中，消耗最為嚴(yán)重的就是照明能耗，由此，自然采光對于教學(xué)建筑來說十分重要。

1 長春地區(qū)教學(xué)建筑自然采光存在的問題

1.1 自然光直接攝入室內(nèi)

冬季，太陽的高度角比較低，教室內(nèi)部會(huì)直接直射進(jìn)大量的陽光，致使室內(nèi)自然光過強(qiáng)，影響學(xué)生學(xué)習(xí)及教師教學(xué)。走訪長春地區(qū)的學(xué)校發(fā)現(xiàn)，天氣越是陽光明媚，各個(gè)教室的窗簾遮擋越密實(shí)，教室內(nèi)部的電燈全部打開用以照明，從而增加教學(xué)建筑的照明能耗，浪費(fèi)電能[1]。之所以會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，主要的原因是在設(shè)計(jì)教學(xué)建筑時(shí)，未進(jìn)行采光質(zhì)量設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致太陽光直射進(jìn)教室時(shí)，產(chǎn)生無法忍受的眩光、過度的熱量，學(xué)生只好采用厚實(shí)的窗簾遮擋。在夏季，太陽高度角比較高，一部分陽光被擋在室外，僅有很少的陽光進(jìn)入室內(nèi)，當(dāng)陽光直射在學(xué)生桌面時(shí)，產(chǎn)生眩光，影響學(xué)生視覺。

1.2 朝向不合理

在進(jìn)行教學(xué)建筑設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要合理的確定建筑朝向，從而充分的利用自然光，通常來說，東西長軸是應(yīng)該采用的，而且主要建筑空間的朝向應(yīng)為南向，在南北外墻上設(shè)置窗口。在長春地區(qū)，有很多教學(xué)建筑的窗口設(shè)置在東西外墻上，從而導(dǎo)致大量的陽光直接射入教室內(nèi)部，而當(dāng)背對窗口時(shí)，陽光會(huì)被身體遮擋，降低自然光的實(shí)際照明度，而教師背對窗口時(shí)，陽光直射會(huì)影響學(xué)生的視覺舒適度，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1.3 舊建筑自然采光問題

在長春地區(qū)，有著很多歷史悠久的學(xué)校，在這些學(xué)校內(nèi)部，教學(xué)建筑的使用年限也比較長，在傳統(tǒng)的教學(xué)樓設(shè)計(jì)中，自然采光并不在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，從而導(dǎo)致舊建筑的自然采光非常差，教室內(nèi)部光線陰暗，窗口面積小，學(xué)生在舊教學(xué)建筑中學(xué)習(xí)時(shí)，必須要打開電燈，而由于舊教學(xué)建筑教室中學(xué)生自習(xí)的人數(shù)比較少，因此，產(chǎn)生比較大的電能浪費(fèi)。

1.4 自然光與人工光協(xié)調(diào)性比較差

教學(xué)建筑中，電燈照明為人工光，由學(xué)生通過開關(guān)控制電燈的開與關(guān)，開燈時(shí)，學(xué)生通常會(huì)將整個(gè)教室中的電燈全部打開，而當(dāng)自然光比較充足不需要電能時(shí)，學(xué)生并未進(jìn)行及時(shí)的關(guān)燈，從而導(dǎo)致電能的浪費(fèi)。

2 長春地區(qū)教學(xué)建筑自然采光策略

2.1 合理設(shè)計(jì)建筑形式

建筑形式與自然采光之間的關(guān)系十分密切，在進(jìn)行自然采光設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要合理的設(shè)計(jì)建筑形式。通常來說，引進(jìn)自然光時(shí)，中庭式的建筑形式具有更加良好的效果，所謂中庭式建筑，是指陽光從建筑中庭直射進(jìn)室內(nèi)，這樣一來，中庭兩側(cè)內(nèi)窗采光不佳的問題可以有效解決，即使室內(nèi)內(nèi)墻亮度比較差，也不會(huì)產(chǎn)生照度分布不均勻的現(xiàn)象。中庭高度比越小時(shí)，其所引入的自然光線就越好。

2.2 科學(xué)選擇建筑開窗

建筑開窗是指建筑外窗，側(cè)窗以及天窗為建筑最為常見的開窗形式。對于側(cè)窗，通過側(cè)窗光將自然光引入室內(nèi)，在進(jìn)行側(cè)窗設(shè)計(jì)時(shí)，方位、外形、高度、玻璃材料都需要十分注意，選擇開設(shè)方位時(shí)，要盡量選擇在南北外墻上，避免出現(xiàn)直射眩光，必須選擇東西向外墻時(shí)，應(yīng)考慮這樣；設(shè)計(jì)外形時(shí)，外墻的光線充足時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)豎向長窗，長春地區(qū)陰天的天氣相對比較少，因此，橫向水平窗型并不適合，但背光面的外墻可以設(shè)置橫向水平窗[2]；進(jìn)行高度定位時(shí)，當(dāng)側(cè)窗尺寸不變時(shí)，窗臺(tái)的高度與自然光引入室內(nèi)的距離成正比，通常來說，以地板到窗戶頂部高度為依據(jù)，窗口到地面的距離是其1.5倍時(shí)，引入太陽光的室內(nèi)距離最佳；玻璃材料的選擇也十分重要，選擇側(cè)窗玻璃時(shí)，應(yīng)選擇折光玻璃，同時(shí)，利用漫射玻璃來實(shí)現(xiàn)遮擋太陽光的目的，保證教室內(nèi)的光線正常，保證室內(nèi)亮度。根據(jù)具體的教室類型，合理增設(shè)天窗，長春地區(qū)的各個(gè)高校均設(shè)有階梯教室，教師內(nèi)部使用空間比較大，導(dǎo)致建筑進(jìn)深過大，此種教室可通過增設(shè)天窗來引入自然光，一般來說，常用的天窗形式為矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗，其中，引入自然光效率做好的為平天窗，不過僅限于窗口下方，而且當(dāng)天氣狀況非常好時(shí)，比較容易產(chǎn)生眩光；引入自然光效率最低的為鋸齒形天窗，不過，此種形式所具備的室內(nèi)整體亮度最佳；矩形天窗的引入自然光效率介于前兩者之間，但外圍的采光系數(shù)并不高。依據(jù)不同形式天窗的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合長春地區(qū)的天氣狀況以及教學(xué)建筑的形式，合理的設(shè)置天窗形式，保證教室內(nèi)自然光引入充足。

2.3 設(shè)置導(dǎo)光和遮陽設(shè)施

當(dāng)太陽光比較充足時(shí)，射入教室內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的眩光，影響學(xué)生的視覺舒適度，對此，可以設(shè)置遮陽設(shè)施，降低太陽光的直射程度，遮陽百葉為常見的遮陽設(shè)施，結(jié)合室內(nèi)墻體、頂棚進(jìn)行多次反射，降低室內(nèi)出現(xiàn)直接眩光的可能，同時(shí)，還能夠均勻擴(kuò)散自然光，提升教師整體亮度。當(dāng)太陽光比較暗時(shí)，可以設(shè)置反光板導(dǎo)光，在側(cè)窗外部，挑出一部分，形成遮陽設(shè)施，同時(shí)，在反光板上部，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)光，提升室內(nèi)的整體亮度。

3 結(jié)論

在一個(gè)城市中，教學(xué)建筑為城市建筑的重要組成部分，長春地區(qū)也不不例外。教學(xué)建筑的各項(xiàng)能源消耗中，照明能耗最多，并且電能浪費(fèi)現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，這與可持續(xù)發(fā)展、綠色建筑理念不相符。太陽光為清潔可再生能源，教學(xué)建筑設(shè)計(jì)中，通過自然采光的設(shè)計(jì)，提升教學(xué)建筑室內(nèi)的整體亮度，為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生及教師的視覺舒適度，保證師生的身心健康。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉啟波，周若祁.寒冷地區(qū)高校既有建筑節(jié)能技術(shù)體系研究[J].工業(yè)建筑，2013（04）：49-53.

[2]汪滋淞.中小學(xué)低碳校園設(shè)計(jì)策略及案例研究[J].建設(shè)科技，2013（12）：43-46.

作者簡介：周春艷（1976-），女，長春人，博士，副教授，研究方向：建筑學(xué)。endprint