長春地區教學建筑自然采光策略研究

摘 要：教學建筑中自然采光非常重要，有利于改善室內環境，保證師生身心健康，降低建筑物能耗，本文重點研究了長春地區教學建筑自然采光策略。

關鍵詞：教學建筑；自然采光；策略；長春

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

0 前言

隨著經濟及社會的發展，人們越來越認識到經濟開發與自然資源可持續發展之間的重要性。建筑行業作為國民經濟發展的支柱行業，在其發展的過程中提出了綠色建筑的概念，教學建筑作為學校及城市的重要組成部分，其能源消耗受到社會廣泛關注，而在建筑能耗中，消耗最為嚴重的就是照明能耗，由此，自然采光對于教學建筑來說十分重要。

1 長春地區教學建筑自然采光存在的問題

1.1 自然光直接攝入室內

冬季，太陽的高度角比較低，教室內部會直接直射進大量的陽光，致使室內自然光過強，影響學生學習及教師教學。走訪長春地區的學校發現，天氣越是陽光明媚，各個教室的窗簾遮擋越密實，教室內部的電燈全部打開用以照明，從而增加教學建筑的照明能耗，浪費電能[1]。之所以會產生這種現象，主要的原因是在設計教學建筑時，未進行采光質量設計，從而導致太陽光直射進教室時，產生無法忍受的眩光、過度的熱量，學生只好采用厚實的窗簾遮擋。在夏季，太陽高度角比較高，一部分陽光被擋在室外，僅有很少的陽光進入室內，當陽光直射在學生桌面時，產生眩光，影響學生視覺。

1.2 朝向不合理

在進行教學建筑設計時，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，東西長軸是應該采用的，而且主要建筑空間的朝向應為南向，在南北外墻上設置窗口。在長春地區，有很多教學建筑的窗口設置在東西外墻上，從而導致大量的陽光直接射入教室內部，而當背對窗口時，陽光會被身體遮擋，降低自然光的實際照明度，而教師背對窗口時，陽光直射會影響學生的視覺舒適度，影響學生的學習效果。

1.3 舊建筑自然采光問題

在長春地區，有著很多歷史悠久的學校，在這些學校內部，教學建筑的使用年限也比較長，在傳統的教學樓設計中，自然采光并不在設計范圍內，從而導致舊建筑的自然采光非常差，教室內部光線陰暗，窗口面積小，學生在舊教學建筑中學習時，必須要打開電燈，而由于舊教學建筑教室中學生自習的人數比較少，因此，產生比較大的電能浪費。

1.4 自然光與人工光協調性比較差

教學建筑中，電燈照明為人工光，由學生通過開關控制電燈的開與關，開燈時，學生通常會將整個教室中的電燈全部打開，而當自然光比較充足不需要電能時，學生并未進行及時的關燈，從而導致電能的浪費。

2 長春地區教學建筑自然采光策略

2.1 合理設計建筑形式

建筑形式與自然采光之間的關系十分密切，在進行自然采光設計時，首先需要合理的設計建筑形式。通常來說，引進自然光時，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室內，這樣一來，中庭兩側內窗采光不佳的問題可以有效解決，即使室內內墻亮度比較差，也不會產生照度分布不均勻的現象。中庭高度比越小時，其所引入的自然光線就越好。

2.2 科學選擇建筑開窗

建筑開窗是指建筑外窗，側窗以及天窗為建筑最為常見的開窗形式。對于側窗，通過側窗光將自然光引入室內，在進行側窗設計時，方位、外形、高度、玻璃材料都需要十分注意，選擇開設方位時，要盡量選擇在南北外墻上，避免出現直射眩光，必須選擇東西向外墻時，應考慮這樣；設計外形時，外墻的光線充足時，應設計豎向長窗，長春地區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置橫向水平窗[2]；進行高度定位時，當側窗尺寸不變時，窗臺的高度與自然光引入室內的距離成正比，通常來說，以地板到窗戶頂部高度為依據，窗口到地面的距離是其1.5倍時，引入太陽光的室內距離最佳；玻璃材料的選擇也十分重要，選擇側窗玻璃時，應選擇折光玻璃，同時，利用漫射玻璃來實現遮擋太陽光的目的，保證教室內的光線正常，保證室內亮度。根據具體的教室類型，合理增設天窗，長春地區的各個高校均設有階梯教室，教師內部使用空間比較大，導致建筑進深過大，此種教室可通過增設天窗來引入自然光，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，而且當天氣狀況非常好時，比較容易產生眩光；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，但外圍的采光系數并不高。依據不同形式天窗的優缺點，結合長春地區的天氣狀況以及教學建筑的形式，合理的設置天窗形式，保證教室內自然光引入充足。

2.3 設置導光和遮陽設施

當太陽光比較充足時，射入教室內部會產生比較強的眩光，影響學生的視覺舒適度，對此，可以設置遮陽設施，降低太陽光的直射程度，遮陽百葉為常見的遮陽設施，結合室內墻體、頂棚進行多次反射，降低室內出現直接眩光的可能，同時，還能夠均勻擴散自然光，提升教師整體亮度。當太陽光比較暗時，可以設置反光板導光，在側窗外部，挑出一部分，形成遮陽設施，同時，在反光板上部，能夠實現導光，提升室內的整體亮度。

3 結論

在一個城市中，教學建筑為城市建筑的重要組成部分，長春地區也不不例外。教學建筑的各項能源消耗中，照明能耗最多，并且電能浪費現象也比較嚴重，這與可持續發展、綠色建筑理念不相符。太陽光為清潔可再生能源，教學建筑設計中，通過自然采光的設計，提升教學建筑室內的整體亮度，為學生營造良好的學習環境，提高學生及教師的視覺舒適度，保證師生的身心健康。

參考文獻：

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

[2]汪滋淞.中小學低碳校園設計策略及案例研究[J].建設科技，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。endprint