辦公空間采光調研分析

邴赫亮，肖 輝

(同濟大學電子與信息工程學院，上海 200092)

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辦公空間采光調研分析

邴赫亮，肖 輝

(同濟大學電子與信息工程學院，上海 200092)

隨著人們對能源節約越來越重視，建筑采光節能的方法得到較快進步。但在采光設計中，設計師往往忽略空間使用者的需求及感受。選取辦公空間為對象，分析了辦公空間中對采光效果影響較大的多個因素，并調研了人們對于這些因素的主觀需求，最后對調研結果進行分析。通過該調研分析總結了人們對于辦公采光的需求并與相關標準進行對比，為今后采光設計的改進提供了一定的參考。

辦公空間；采光設計；調研分析

引言

隨著能源的日益緊缺，人們已經越來越認識到節約能源的重要性。在照明節能方面，天然采光作為照明節能最直接的方式得到了十分廣泛的應用，但在關注天然采光對節能的作用時，人們對于采光對室內人員的影響以及人們的采光需求的重視程度仍然不夠。

目前，人們對采光方面的研究主要集中在如何利用采光達到更好的節能效果以及采光對于人的生理、心理影響這兩個方面。在我國，人們較少關注采光(或自然光)對于人們的生理、心理影響，而設計師也通常以建筑造型為出發點，并遵守相關規范進行設計。這就導致在采光設計中忽略了人們主觀上對于采光的需求。采光的節能作用固然重要，但是無論是采光還是照明，都是為了使人們的生活及工作更加方便、舒適，因此不應忽略人們主觀上對于采光的需求。

隨著人們生活、工作方式的改變，人們對于采光的需求也在不斷的改變。采光設計應當在保證采光效果的情況下，本著以人為本的態度，結合室內人員的需求進行設計以更符合人們的使用需求，并為使用者營造良好氛圍、創造愉悅的心情。而設計師往往在滿足規范的前提下最大程度的考慮建筑的造型需求，規范的寬泛性對于設計的指引作用卻并不明確。因此，有必要對人們的需求進行收集，并對收集的數據進行分析，總結出具有一定規律性的、對采光設計具有指導作用的結論，以改善目前采光設計中對使用者需求考慮不足的情況。

1 人的主觀需求調研

1.1 調研因素分析

采光設計對于室內人員的影響主要有以下幾方面：

采光設計影響室內照度，采光設計的調整會有效的改變室內的照度值，因此可以通過調整采光設計達到節能及改變室內氛圍的目的；

采光設計影響室內光分布，通過改變采光設計可以改變室內的照度分布，產生不同的光影效果，可改變室內氛圍，迎合不同人對光影效果的需求；

采光設計影響室內人員的視野，窗是室內人員與室外環境進行溝通主要媒介，不同的采光設計會影響人們觀察室外的景致。在辦公空間中，在窗的附近進行活動，通過眺望遠處景色進行休息是許多工作人員工作時短時休息的主要方式之一，不同的采光設計對于人們的休息會產生明顯影響，進而影響人們的工作狀態。

通過分析采光設計可改變的設計因素與人們對于采光的需求，確定了以下調研因素：

窗的尺寸對滿意度的影響，窗的尺寸大小會明顯的影響室內的采光量及室內人員的視野；

窗的形狀對滿意度的影響，窗的形狀會影響室內的采光分布，產生不同的光影效果，營造不同的環境與氣氛；

窗的高度對滿意度的影響，窗的高度會改變室內的采光分布，隨著窗高度的提升，光線會照入室內更深的地方，同時，窗的高度還會影響室內人員的視野；

窗的透光率對滿意度的影響，透光率是指光透過玻璃后的光亮程度與透過玻璃之前的比值，通過改變窗的透光率可以改變進入室內的光通量，合理的調整透光率可達到保證室內光線充足和防止眩光的效果。

1.2 調研情況

對于在辦公室工作的人而言，每天至少有三分之一的時間在進行辦公活動。受到人們工作性質的決定，大多數人在辦公空間進行工作的時間占據了日光最佳的時段，在這段時間中室外陽光最為充足。同時，進行辦公的人員也十分需要良好的光環境保證其工作的視覺舒適度，舒適的光環境也有益于提高人們的工作效率、心理狀態及健康情況。因此選擇辦公空間作為對象進行調研，收集并分析人們對于采光的需求，并對分析結果進行總結。

本次調研采用調查問卷的形式調查人們對于各種情況的滿意度，問卷中以場景圖及文字的形式對問題進行描述。在對問卷進行評價時，打分范圍為0～6分，分別代表非常不滿意、不滿意、有些不滿意、一般、還算滿意、滿意以及非常滿意。

發放問卷共260份，回收問卷233份，回收率為90%。有效問卷為206份，有效問卷中男性為115人，女性為91人，男女比例為1.26∶1。問卷有效率為88.4%。在27份無效問卷中，16份由于個人信息不完整無效，11份由于問卷填寫錯誤無效。這11份問卷是由于對問卷理解或填寫錯誤而導致問卷無效，占回收問卷的4.7%。這也表明問卷設置清晰、易于理解。

2 調研分析

2.1 窗的尺寸對于滿意度的影響

在評價窗的尺寸對于滿意度的影響時，根據窗的尺寸變化，設置了窗墻比為小于0.2、0.2、0.4、0.6及玻璃幕墻形式(0.7)這四種情況。在窗墻比為0.4和0.6時，每種窗墻比下窗可以有兩種不同的形式。為排除窗的形式對于被調研對象的感官影響，將多種形式分別列出，供被調研對象進行選擇，由此在同一窗墻比下可能會得到不同的滿意度，在本次調研中選取滿意度值較高的作為參考，因為該滿意度值是在當前窗墻比情況下所能得到的最高滿意度，也是排除窗形式的影響情況下所得到的滿意度值。最終獲得各窗墻比的滿意度平均值分別為0.8、1.6、3.7、4.4、4.5、3.5，如圖1所示。

從圖1(a)可以看出，男性與女性對于窗的尺寸的需求比較一致，各個地區的人對于窗的尺寸的需求也具有相同的趨勢，不過在一些情況下仍具有一定的差別。由圖1(b)可見，在華中地區窗墻比在0.2～0.4之間有較大的滿意度提升，在西北地區人們對玻璃幕墻形式的評分最低，表明該地區的人不是很喜歡玻璃幕墻的形式。

表1為對調查者最滿意的窗墻比數據的收集，在調查中出現兩個比例得分相同時則以中間窗墻比作為最滿意窗墻比。由圖1可發現，認為窗墻比為0.6是最滿意窗墻比的人數最多。同時，綜合表1玻璃幕墻只獲得了3.5分的平均得分，而且該形式僅有約21%的人認為最滿意，可見該形式并不是人們最滿意的采光形式。而玻璃幕墻的形式較其他合理設計的采光相比，并不會有明顯的采光效果提升，但是卻會對空調負荷產生較大的影響，同時不能很好的保護室內人員的隱私性，因此設計人員在今后進行采光設計時有必要考慮是否有需要采取該形式。

圖1 滿意度平均值Fig.1 The average of satisfaction表1 人們最滿意的分尺寸Table 1 People’s favorite size

窗墻比最滿意百分比例/%最滿意人數0.20.510.428.2580.57.8160.636.4750.656.3130.720.943合計100206

2.2 窗的形狀對滿意度的影響

在評價窗的形狀對于滿意度的影響時，選取了九種長寬比不同的窗作為評分目標，這九種窗的面積相同，以排除面積因素對評價的干擾。由于在繪制窗的形狀時沒有將墻體等相關因素引入，因此可能影響被調研者對于單種形狀的評分高低，但是在這里，我們只關注各個形狀之間評分的相對值，以顯示人們對于各種情況的滿意程度，而這種情況的準確性并不受單種形狀評分高低的影響。

圖2 窗的形狀對滿意度的影響Fig.2 The influence of window’s size to satisfaction

各種情況的得分可以從圖2中看出，總體上看人們對于窗的長寬比為2.5∶3.6和3.6∶2.5這兩種情況最為滿意，隨著長寬比增大或減小滿意度呈下降趨勢。由于不同專業與行業的人們對于采光可能會有不同的要求及感受，因此將被調研的對象分為三類人群，即理工專業人群、文科專業人群以及藝術及設計專業(包含影視編導、表演類、建筑設計及規劃、動畫設計等專業)人群。可以發現，理工專業與文科專業的人與總體評價的趨勢和評分基本一致，但是藝術及設計專業人群的評分與其他人群的評分具有較大差異。在對調查問卷進行分析時發現，許多建筑設計和動畫設計專業的人由于工作上對于靈感和創意的需求，對于采光設計有著特殊的偏好與需求。因此，在今后的建筑采光設計中可以結合該辦公空間中工作人員的工作性質進行針對性的采光設計，選取合適的長寬比或形狀，以提供令工作人員滿意的采光環境。

2.3 窗的高度對于滿意度的影響

對窗的高度對于滿意度的影響進行分析時，以長1.5m、寬1m的窗，其高度從0.8～1.6米分成5種情況，并以圖形的形式清楚的描繪了人在站立和工作時與不同高度的窗之間的關系。經過調研發現窗高度較高時得分較低，且人們對于其最滿意的窗臺高度并沒有隨著其身高的增加有著明顯的改變。于是，進行第二次調研時將窗高進行調整，改為從0.8～1.4米進行五等分，并進行評價分析。

在進行調研分析之初，認為由于人的身高不同會對窗的高度有不同的需求，以獲得更好的視野。但是經過調研分析發現，人們對于窗的高度的需求隨著身高的增加而增高的趨勢不是特別明顯，而是基本維持在1米左右的高度，身高較矮的被調對象中有部分人對0.8米高度最為滿意，身高較高的被調對象中有一部分人對1.2米最為滿意。這可能是由于1米的窗高恰好可以為辦公工作提供最佳的采光與視野，同時也可為大多數人提供良好的站立休息時的視野。經過對所有人的最滿意窗高求取平均值，獲得的最滿意窗高為0.986米，以工程的角度可認為1米為最佳窗高。

2.4 窗的透光率對于滿意度的影響

在評價窗的透光率對于滿意度的影響時，將窗的透光率分為0.2、0.4、0.6、0.8和0.9以上。通過繪圖的方式描繪了不同透光率的窗的效果，并對每種透光率玻璃的效果給出了相應的描述，如：牛皮紙透光率約為0.2，茶色玻璃透光率在0.4左右因顏色深淺而不同，潔凈的普通玻璃透光率約為0.8，普通眼鏡片的透光率在0.9左右，高透玻璃透光率可達0.95以上。

由于朝南和朝北的房間所接受的光照情況有較大差異，因此將朝南和朝北的窗的透光率進行了分別評價。朝南和朝北的透光率滿意度評價結果如圖3所示。從朝南側透光率滿意度圖中可以發現，除西北地區以外大部分地區對于透光率的需求都比較一致，西北地區的人希望朝南的窗透光率較低，這可能是由于他們生活的環境干旱少雨，晝夜溫差大等氣候形成的習慣。同樣，朝北的窗透光率需求中也是西北地區的人與其他地區的人有一定的差異，即便是朝北的房間，西北地區的人仍然不希望有過多的陽光進入房間。

圖3 窗的透光率對滿意度的影響Fig.3 The influence of window’s transmittance to satisfaction

透光率滿意度總體的評價如表2所示,不同透光率所得到的滿意度得分趨勢與調查初期的設想基本一致?？赡苁怯捎谌藗円呀浟晳T了目前的采光情況，在對透光率進行依次評分時，與普通玻璃透光率相近的透光率數值0.8獲得了最高的評分。

表2 不同透光率的滿意度Table 2 The satisfaction of different transmittance

在最佳透光率的確認上，選擇每個人對于該朝向評分最高的透光率值最為該被調對象的最佳透光率；當兩個相近透光率獲得相同的最高評分時，取二者的均值最為最佳透光率。然后將所有人的最佳透光率取平均值，以獲得最終的最佳透光率。該方法計算的最佳透光率較單從透光率的評分來確定最佳透光率更為準確，這是由于部分人可能會特別青睞某個透光率而對其評分較高而對其他情況打分過低，如果這樣的情況占到一定比例則會對各個透光率的總體評分造成一定的影響。而每個人作為相同的一個被調對象，其對于調研影響的權重應相同，所以應獲取每個人的最滿意透光率進行平均以獲得總體的最佳透光率值。

最終獲得朝南的最佳透光率為0.72，朝北的最佳透光率為0.85。該結果一定程度上反映了人們希望在朝南的房間射入的陽光少一些，朝北的房間多引入一些陽光的需求。對不同地區的最佳透光率進行分析，獲得了如圖4所示的結果。通過圖4可以發現，在大部分地區總體需求一致的情況下，仍有部分地區的人有著差異性的需求。華北地區的人無論是在朝南的房間還是在朝北的房間都提出了較高透光率的需求，而西北地區的人則希望在房間中減少自然光的引入。由此可見，在不同地區進行采光設計時有必要根據不同地區人們的需要進行針對性的設計，以符合當地人們的生活習慣與需求。

圖4 不同地區的最佳透光率Fig.4 The most appropriate transmittance to satisfaction

3 總結及展望

通過對本次調研的數據進行分析和整理，總結出了人們對于采光設計的需求以及對不同采光設計的評價。例如：人們最滿意的窗墻比區間為0.4～0.6之間，而玻璃幕墻的形式在人們心中的滿意度并不高，窗墻比過大或過小皆無法獲得人們的滿意；總體上看人們對于窗的長寬比為2.5∶3.6和3.6∶2.5這兩種形狀的窗最為滿意，但設計類專業人員對于窗的形狀有特殊偏好，因此可以針對采光設計區域內工作人員工作性質的不同進行針對性的設計，以獲得工作人員的滿意；在一般情況下可以認為1m為最適合的窗高，僅有少部分人會因為身高較高或較矮更青睞1.2m或0.8m；人們對于朝南和朝北房間所需的采光有著一定的差異，應合理控制朝南房間的采光并增加朝北房間的采光；對于不同地區和從事不同工作的人對于采光的需求有著一定的差異，從上述多項調研結果均可發現西北地區人們希望引入室內的天然光少于其他地區，因此在進行采光設計時需要充分考慮到不同地區的人們需求的差異。

反觀我國目前與辦公建筑相關的規范和標準，可以發現目前的規范和標準還是過于寬泛，并不能對采光設計起到指導性的作用。在《辦公建筑設計規范》中，以采光系數和天然光臨界照度對采光進行了要求，并以窗地比進行估算，對于普通辦公室要求采光系數不小于2%,臨界照度為100lx，窗地比不小于1/5。[1]在《建筑采光設計標準》中對建筑材料、采光形式等方面進行了細致的劃分及要求，但在辦公建筑的側窗采光方面與《辦公建筑設計規范》中的要求相一致，并沒有更為細致的要求和指導。[2]在《建筑照明設計標準》中，除引用了《建筑采光設計標準》外也僅僅提出了應充分利用天然光這一寬泛的要求。[3]可見，我國相關標準還有一些需要細化的方面。

經過本次的調研及分析，已經得到了一些結論，并且發現人們在不同情況下確實存在多樣化的需求。相關規范雖然在一定程度上保證了照明及采光設計的效果，但卻不能體現人們多樣化的需求，也無法對采光設計進行有效的指引。因此，今后有必要對人們的采光需求進行更深入的研究和探討。在今后的研究中，可在本次調研的基礎上進行改進，如：增加調研樣本的數量；在不同地區進行分區調研；搭建實際場景進行測試，并將研究結果與工程實踐進行結合，進而對研究結果進行校驗與修正。在獲得進一步的結果后，可考慮將研究結果用于規范和標準的修訂，或引入采光設計的教學中為采光設計提供一定的理論依據。

[1] 中華人民共和國建設部. JGJ 67—2006 辦公建筑設計規范[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2006.

[2] 中華人民共和國建設部. GB 50033—2013 建筑采光設計標準[S] . 北京：中國建筑工業出版社，2013.

[3] 中華人民共和國建設部. GB 50034—2013 建筑照明設計標準[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2013.

[4] 肖輝.電氣照明技術[M]. 北京：機械工業出版社，2009.

[5] 劉剛，于婷婷，黨睿，等. 夜間天津城市道路交會區戶外LED顯示屏照明現狀調研及分析[J].照明工程學報，2012,23(3)：69-72.

[6] 羅濤，燕達，張野，等. 鐵路客站天然采光現狀及優化設計研究[J].照明工程學報，2012, 23(1)：20-29.

[7] 黨睿，張明宇，劉剛，等. 基于文物保護的博物館展陳照明調查研究[J].照明工程學報，2013,24(3)：18-23.

The Investigation and Analysis of Daylighting in Office Space

Bing Heliang， Xiao Hui

(CollegeofElectronicsandInformationEngineeringofTongjiUniversity,Shanghai200092，China)

As people pay more and more attention to energy saving, the methods of energy saving in architectural lighting develops fast. But designers usually ignore the requirement and feeling of space users. This paper analyses the important factors in daylighting and investigates people’s requirement for the factors aiming at office space. And then the result of investigation is analyzed. At last, people’s requirements are analyzed and contrasted to the related standards. The results are summarized to supply reference for future daylighting design.

office space; daylighting design; investigation and analysis

TM923

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2015.01.004