一般民用建筑光环境的舒适性分析

建筑的光环境调研及分析——某学校能源大楼

摘要为了解和分析一般建筑（学校和普通用途)的室内光环境，在对某学校的建筑的光环境调研中，发现对于建筑夏季光环境的影响因素诸多，包括裙楼、周围建筑群、楼间距、周围绿荫、日照时间、室内门窗布置等。本次选取一个公共建筑通过理论分析、实测以及数据分析整理等方法对此进行分析。说明光环境对人生活工作的影响。

关键词室内光环境;分析研究；影响

1前言现在的建筑因设计要求和其他条件限制，会出现比较多的东西向建筑（例如教学建筑以及住宅建筑），通常来说，夏季东西向上的太阳辐射照度是最大的，东西向的照度峰值一般在9~10点，西向一般在13~15点，根据不同的地区和纬度差异略有不同。在东西向的建筑立面设计中会优先考虑外遮阳设施，同时，这样设施一面会阻挡直射阳光，防止眩光，有助于视觉的正常工作，但是在另一方面，遮阳又有挡光作用，从而降低室内光照度，尤其是在阴天更为不利，在有些建筑中还因为室内光照不足而导致白天的大部分时间要利用室内照明设施来满足日常工作学习。所以在东西向建筑中要权衡好遮阳和采光两方面的问题。然而现实中的设计大多没有充分利用自然采光，所以造成的光舒适性问题比较严重普遍。我针对这些问题进行了一系列调研，以学校东西向办公型建筑为例，分析了室内采光，说明此种光照下对人生活工作的影响。

2实例概况选取研究对象为长沙理工大学某办公用能源大楼，此建筑共11层，砖混结构，该建筑平面为I型，因为使用功能的原因，建筑的一部分形式为东西向，设计者最初考虑了东西晒问题，在该楼的东西向立面设立进深比较大的窗户，以遮挡午后过强的光线，同时这种窗户的形式也丰富活泼了建筑立面，但是使用过程中发现仍然存在很多问题。该建筑为办公实验楼，室内工作人员为老师和部分领导，由于专业需要，居室不仅是办公的场所，更多的是学习的地方，平均工作学习时间超过8小西向房间西晒严重，根据笔者对宿舍楼东西向45个房间的测量调查发现，室内西向没有悬挂窗帘的房间，夏季午后由于日照光强度太大，强烈的光线投射入室内，致使室温过高，而且有一点晕眩人体在阳光的直接照射下，更会感到炎热难受、甚至影响正常工作。室内较深的窗户设置的房间，虽然可以在夏季午减弱强烈的阳光，但却由于窗户材料的问题而影响了室内的通风，致使室内闷热难受，而且还导致室内照度的增强，影响人的正常工作生活学习。笔者于 2016年 5月份上午对东西向房间的室内光环境做了一系列测试，测试仪器为国产照度计，分别选取室内经常使用的位置为测试点：房间中间位置，进行室内天然光照度的测量，测量高度约为 1米。

表1

表2

3调研与分析

（一）对于一般的建筑因受制于土地使用限制，只能在有限的面积上进行，这就导致了很多建筑的室内自然采光很不理想，至于所测本栋楼，同样也是此种问题，因在建筑的阳面较近距离内都有较高的建筑从而导致了阳面底层1~5层的室内采光很不理想，分析原因一是因为在阴面有一栋相聚较近的楼遮挡了部分光照，还有就是在早晨九十点时候太阳没有完全升起在楼栋东面的楼对光照也有一定的遮挡，再者就是室内房间的窗户布置方式也对室内采光有重要影响，因为不是用来学习和工作所用，1~5层的房间普遍采用一个窗户而且不是很

大，导致采光不是很理想，在这里最主要的一个原因就是影响室内采光的窗户的布置，由于房间相对较大有只是设置了一个窗户导致采光不理想。在6~11层光照明显增强，原因其一是由于测量时间到了十二点左右，光照相对充足和强烈，其二就是光照很少受周围建筑的影响开始呈现大幅度的上升趋势。而且在6~11层的房间布置也发生了变化，房间由之前低层的大房间变成了小房间，所以屋内的光照相对充足，出现了上升趋势。但窗户布置没有明显的改变。所以主要原因就是光照增强和不受周围楼栋的影响。在本次给出的楼层与光照强度的关系中，整体是从低层到高层光照强度上升，而在6~10层出现的明显上升可能有光照强度的随时间的影响而增强所导致。

表3

（二）根据表格数据可以看出在能源大楼阴面整体也出现了和阳面一样的情况，但是数据是在比较打的波动中上升的，说明收到的影响因素比较多而且程度比较大，根据数据和现场实测可以得出在能源大楼的阴面由于在底层1~2层周围有树荫的这样而导致室内采光受影响，而在以后的楼层中，光照出现很大的波动上升，对于其发生的原因可以从周围的环境进行分析，其一是周围没有像阴面那样出现很高大的建筑影响室内采光，其二是受早晨光照角度的影响获得的照射要大一些，分析其中最主要的原因是周围楼栋和房间布置对其室内采光的影响，和阳面一样的原因是房间大而窗户少造成，但是由于受周围建筑物的影响，阴面在底层的室内采光相对于阳面要好很多。尤其是在高层部分出现的大幅度上升，可能是不受周围建筑的影响而出现。在局部来看的话阴面的室内采光不均匀，部分楼层比如8~10层室内采光非常好，甚至都有超过舒适性的要求，这也表明阴面房间的受影响因素较多与周围环境有密切关系。但阴面房间在整体的室内采光效果上依然比阳面要弱。

表4

（三）由于厕所是特殊的房间，对采光要求不是很高，不像教学和工作房间的采光要求那么严格故在此只进行一般性分析，和之前的室内采光有相似性，即整体也是在上升，但是在6~10层出现的大幅度上升比之前的阴面房间和阳面房间要早，据此分析原因可能是因为厕所在一面设置了窗户，厕所的本来龙井就不大再加上设置了窗户导致厕所的采光要比其他房间好很多，更明亮，光照更充足，但是在11层出现了大幅度的下降，可能原因是测量时出现的误差，读数时没有看清或者仪器出现测量误差导致。故而在厕所设置的照明器具比其他房间要少。在底层时也是受周围环境的影响树荫的影响而造成室内照明很不理想。

（四）对于楼梯间的光照本人认为有很必要的分析研究，楼道的四周都是比较封闭的环境，是包裹在被建筑内部的，采光很受楼梯口入和楼梯间设置的窗户的影响。具体表现为东西侧楼梯间的光照在一定程度上是相同的，只不过受到时间的因素，在光照上表现为延时性，在2~4层时候，光照受周围建筑的影响表现为光照不弱，采光很不理想，虽然是在上升但是在3~4层西侧由于被建筑本身遮光而导致光照很不理想。在6层以后东西侧的光照都在上升，但是受太阳高度角的原因，此时虽然是太阳照射的最佳时间但是本身建筑结构和窗户设置到时光照没有多大变化。根据实测经验，甚至都有些昏暗，导致测量时很难进行。所以楼梯间的光照可以认为是没有变化的，不受周围建筑的影响。这也说明楼梯间的采光的最大影响因素应是窗户的设置。如果采用一般设置必然导致采光很不好，即使在白天也要利用照明灯具才能上下楼梯。

（五）办公室采光以侧窗采光居多，办公室需要的平均采光系数为2~3%，当窗口面积占外侧墙面积1/3时，在近窗区域，进深为1.5倍的范围内，可全年利用天然光工作。天然光低于标准的地方，需要补充人工照明，采光系数低于0.5%的地方，主要依靠人工照明。这样，办公室内就形成三个不同的区域。天然采光区混合照明区，人工照明区。在白天，根据采光要求阴面和阳面的6~11层各房间可充分利用自然光而且舒适度较好。而在低于6层的房间在早晨阴面和阳面采光不充分要利用一定的人工照明来满足人的工作需要。而在楼梯间则需要长时间的开启人工照明来满足使用要求。

结语建筑室内采光是本着一人为主体的，一个优良的光环境，应能充分发挥人的视觉等其他方面的功效，使人轻松、安全、有效的完成视觉作业，同时又在视觉和心理上感到舒适满意人们对光环境的需求与所从事的活动有密切的联系。在进行生、工作和和学习的场所，适宜的照明可以振奋人的精神、提高工作效率、保证产品质量、保障人身安全与实例建康。因此充分发挥人的视觉功效是营建这类光环境的主要目标。

参考文献

【1】朱颖心，<<建筑环境学>>(第三版)

【2】杜晓辉，建筑室内光环境分析与研究，硕士论文，2010年

【3】杨波，夏热冬冷地区多层建筑窗户适应性设计研究。硕士论文，华中科技大学，2004【4】杜峰，刘辉。建筑的天然彩光与遮阳设计。住宅科技，2008,12