重慶大學B區宿舍采光條件改造探討

高雋璐，宋家文（重慶大學 建筑城規學院，重慶 400030）

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重慶大學B區宿舍采光條件改造探討

高雋璐，宋家文
（重慶大學 建筑城規學院，重慶 400030）

摘要：重慶大學B區存在大量老舊校舍，且由于其山地地形條件限制，部分宿舍單元的居住物理環境存在較大問題，宿舍的視線私密性要求與采光需要存在嚴重矛盾，已經難以滿足當代大學生的居住需求。針對這個問題該文以綠色節能技術進行采光方式改善的設計策略思考，建立改造模型，以期對高校宿舍的居住環境做出更多思考。

關鍵詞：山地建筑；大學宿舍；采光；遮陽；私密性

0　引言

自1999年高校大規模擴招，以及國家科教興國戰略的實施，我國高校在校生人數飛速增長，由1978年的86萬發展到2002年的1600萬［1］。因此，高校學生對居住空間的需求也急劇增加。大量高校的新建校區不僅園區環境優美宜人，新建校舍的室內居住環境也十分舒適，然而由于宿舍是高校人文環境的重要體現，并且老舊校舍仍然能容納大部分學生居住，因而對老舊校舍的保護和繼續使用具有其現實和文化意義，許多老舊校舍仍然在使用當中。但由于大量的老舊校舍建設于上個世紀末，其采光、通風、熱舒適條件等都不甚理想。同時，當代高校學生的社會心理、生活需求相較上世紀都已經發生了巨大變化，如何順應當代大學生的心理和生活需求，改善宿舍居住條件，提升宿舍的宜居性應當引起建筑設計人員的關注。

重慶大學B區位于重慶沙坪壩老城區，校區初建于20世紀50年代，一直沿用至今。校區內地形地勢復雜，學生宿舍普遍存在用地高差較大的情況，而且基于夏熱冬冷地區的氣候特點，宿舍的熱舒適性、采光通風條件都受到一定影響。本文主要針對重慶大學B區六舍采光條件不佳、采光需求與生活陽臺的視線私密性要求存在矛盾的問題進行探討，對該校舍進行了實地調研和問卷調查，建立改善采光和視線條件的設計模型。

1　現狀調研與分析

1.1調研對象現狀概況

B區學生六舍（圖1）平面布局為內廊式，雙面布房，朝向均為南偏東約15°。建設用地北側地坪高于南側約5m，一層及二層的一半都位于地平面以下，北側設置擋土墻，距建筑外立面約3～4m，且擋土墻頂端為人行道，作為宿舍主要出入口，平時人流量較大。宿舍北向為小型景觀綠地，南向緊鄰學生食堂，一層外側設圍墻。宿舍每間帶有獨立生活陽臺，陽臺與宿舍之間設玻璃推拉門，為室內自然光主要來源。陽臺一側設獨立衛生間，剩余部分采光面積約6m2，陽臺進深2m。先決的用地條件造成六舍北向低層房間采光條件的極大劣勢，同時建筑北側為一小片景觀用地，種植了較多高大的常綠樹（圖2），也在一定程度上影響了北向房間的采光，而建筑南向較高樓層又缺少遮蔽物，造成夏季大量陽光直射，熱舒適性降低。

圖1　重慶大學B區六舍區位圖

圖2　六舍北立面

1.2調研方式與內容

調研方式：針對重慶大學B區六舍（室內裝修嶄新，女生宿舍，有堡坎）的宿舍采光情況，和人工照明使用情況進行問卷調查，選取共20個寢室，80個樣本，回收有效問卷64份。作為參照，選取九舍（室內裝修陳舊，女生宿舍，無堡坎）20個樣本與八舍（與六舍同時進行室內裝修翻新，男生宿舍，有堡坎）20個樣本進行問卷和訪問。分析性別、層高、用地條件、裝修條件對室內采光的影響，以及采光條件對居住人群心理和生活的影響。

調查對象：六舍位于低層、中間層、頂層，不同朝向的寢室，尤其增加一二層寢室樣本數量；九舍低層、中間層不同朝向寢室；八舍低層和中間層寢室。

調查方向：（1）室內采光情況，分晴天、陰天、夏季、冬季；（2）學生宿舍白天的人工照明使用情況；（3）不同性別和年級學生對宿舍的功能需求和心理需求。

1.3調研結果及存在問題

研究表明，寢室的光環境較差時，不僅需要消耗照明能源，并且會在很大程度上對學生的身心帶來影響，產生情緒紊亂，以至于影響到生活學習［2］。調研問卷的結果整理顯示，在校學生對寢室的采光條件存在一定的不滿。值得注意的是，居住環境對學生的心理和生活影響存在較明顯的性別差異，女生的心理需求更為細膩，對寢室居住舒適性要求較高。

根據受調查同學提供的信息，整理發現寢室采光方面的主要問題如下。

（1）自然光照度受樓層分布影響明顯，層數越高自然采光效果越好，底層尤其是受到堡坎遮擋的寢室采光效果明顯下降。住在低層寢室的學生使用人工照明的時間明顯較長。

（2）女生對于寢室私密性要求較高，因此靠近人行道的大部分女生寢室自行在生活陽臺添加遮蔽物，以遮擋經過宿舍旁的行人視線 （圖3）。這些寢室的自然采光受到的影響極為嚴重，日常活動基本都需要靠人工照明進行補充。

圖3　寢室私密性需求

（3）女生生活行為更容易受到光環境影響，光線不佳時，對睡眠時長、睡眠質量、心情和工作效率都有影響。受調查女生有62%表示光線較陰暗時，睡眠時間會延長，精神狀態不佳，而只有極少數男生認為采光條件對生活和心理有影響，因而女生對人工照明的依賴程度也較強。

（4）大部分寢室除了春夏季晴天以外采光條件都不夠理想，加上生活陽臺的晾曬功能，也對采光產生影響。而且寢室加生活陽臺進深較大，室內采光分布不均，遠離生活陽臺的方向采光條件更差。

（5）南向寢室夏季遮陽通風需求比較強烈，主要影響在于寢室的熱舒適度，但采光方面的問題也比較明顯，夏季直射陽光過強。雖然生活陽臺能起到遮陽和隔熱的作用，但是約有一半南向寢室在夏季晴天白天部分時間會關窗簾，以達到遮陽的目的，尤其是位置靠陽臺的同學。

綜上所述，兩個最主要的問題是：第一，在堡坎遮擋、私密性需求和建筑自然采光分布不規律這些因素的綜合作用下，采光條件最差的是女生低層位于室外地坪標高以下，且自行添加遮蔽物的寢室，不僅采光條件更加惡劣，而且室內通風也受到影響。第二，南向高層寢室夏季遮陽需求較大。下文主要針對這兩個問題，對這類寢室的采光條件進行改造設計。

2　解決問題

2.1改造方向

綜合前文對調研結果的分析，確定采光條件改造的方向：（1）針對低層女生寢室，需要設置可以在遮擋視線的同時加強室內采光的裝置；（2）改善寢室采光在進深方向的均勻性；（3）南向設置可調節的夏季遮陽設施。

設計中將上述主要改造目標結合起來，比如視線遮擋或遮陽設施同時可以起到雙向作用，提高室內采光均勻度。

2.2技術理論措施分析

合理引入自然光可以改善居住空間舒適度，有利于學生身心健康，自然光可以形成比人工照明系統更健康和更積極的工作環境，緩解工作壓力［3］，而且增加自然光的引用可以減少人工照明的使用，減少建筑能耗。適宜的照度應當是在某具體工作條件下，大多數人都感覺比較滿意而且保證工作效率和精度均較高的照度值，良好的光環境的基本要素是有適當的亮度和適當的照度均勻度［4］。但過多的太陽光反而導致室內光環境質量降低，遮陽可阻擋太陽直射光線進入室內，又能通過反射和折射對進入室內的光線進行再次調配，以改善室內光環境［5］。

重慶市處于中國V類光氣候分區①有霧都之稱，陰天或多云天氣常見，室內采光多為環境漫射光。所以在設計中應當考慮對漫射光和反射光的合理利用，按照這種思路改善室內自然光采光條件措施主要有以下幾種。

（1）地面和墻面反光的利用。通過將建筑附近的地面、墻體涂成白色或設置成反光物質可以很好地增加反射光的利用率，但是應注意光線射入角度和強度，避免形成眩光。

（2）利用反光板和反光玻璃，增強對反射光的利用。反光板和反光玻璃設計的出發點是通過反射太陽光線到天花板創造更多的間接照明，提高室內的照度均勻度，同時避免直射太陽光潛在的眩光可能［6］。另外，反射板可以很好地和遮陽結合起來，達到一舉兩得的效果。

（3）遮陽百葉可以起到較好的遮擋視線作用，同時應用反光材質，利用百葉增強室內采光。

應注意將改造裝置盡量設置成活動可調節裝置，增強室內光環境的可控性，增加學生的選擇自主性。

3　針對建筑本身的采光設計策略嘗試

位于堡坎下的低層北向寢室無陽光直射，利用上述原理設置采光改善措施（圖4-圖6）。根據現有條件，針對六舍低層寢室可采取如下措施。

圖4　宿舍北立面改造效果圖

圖5　剖面采光分析圖

圖6　宿舍室內采光條件改造模擬分析

（1）對北向一層室外地坪和擋土墻垂直墻面進行改造，在部分保留原有植物的情況下進行鋪裝，鋪設白色瓷磚或其他反射性較強的淺色材質，避免鏡面反射材質的使用。

（2）設置反光百葉，根據道路行人視線調整百葉角度，保證陽臺的使用私密性，同時也減少對室內通風的影響。利用地板和天花板設置自然光反射裝置，增強室內進深較大部分的自然采光。

（3）同時在陽臺約3/4高度處加設一面水平方向反射板，并將陽臺天花板鋪設反光材質，兩者形成反射路徑，將光線導入室內，也避免了地面反射經過人視線高度造成的光污染。角度可調，適應不同季節太陽高度角變化。不使用時可完全收起，擴大陽臺晾曬空間。

（4）建議將宿舍部分房間去掉，設置成開敞平臺，提供公共晾曬空間，避免學生的晾曬需求對室內采光造成較大影響。

（5）針對南向寢室設置活動遮陽百葉，減少直射光的同時仍然引入反射光，保證室內照度。百葉角度及遮陽寬度可調，不需要時可自主收起，保證冬季及陰天充足的自然采光。

4　改造結果分析

選取5月重慶的日照條件對模型進行采光模擬分析。圖6a是模擬宿舍未改造前的天然光照度，可見宿舍除陽臺區域外，房間內部照度分布均勻，但是平均照度數值很低，需要使用大量人工照明才能滿足室內照度的要求②。圖6b是經過采光改造后對室內天然光照度的模擬，達到了改善室內天然光照度的效果。根據《建筑采光設計標準》，可見未改造前寢室內部室內照度遠遠達不到室內采光標準的要求，在改造后增加了室內的采光系數，即使室內照度并未達到標準中的天然采光要求，但是配合少量人工光即能滿足室內照度的要求。

5　結語

隨著時代發展，人們對于建筑的舒適性要求越來越高，合理均勻的建筑采光是室內舒適性的重要方面。太陽光是一種清潔的綠色能源，就照明方面而言，建筑在運行中照明能耗占總能耗的40%～50%，積極有效的提高天然光利用率可降低照明能耗［7］。通過綠色節能技術，對既有舊建筑的技術改造可以有效提升建筑的物理環境品質，避免大規模新建建筑造成的能源消耗。同時，當代建筑師不僅要關注建筑的物理環境品質，還應當深入了解使用者的心理需求，結合綠色技術進行人性化設計，為高校學生營造良好的居住和學習環境。

注釋：①按照《建筑采光設計標準》中，中國光氣候分區共分五類：I類，II類，III類，IV類和V類，按天然光年平均總照度（klx）：I.Eq≥45；II.40≤Eq＜45；III.35≤Eq＜40；IV.30≤Eq＜35；V.Eq＜30。②按照《建筑采光設計標準》，教育建筑主要功能房間照度值不應低于450lx，走道、樓梯間、衛生間照度值不應低于150lx。

參考文獻：

［1］謝小萍.高校學生宿舍優化模式研究［D］.杭州：浙江大學，2004：3.

［2］劉煒，王曉靜.照明對人的生理與心理的影響［J］.燈與照明，2002，26（1-2）：33-36.

［3］嚴永紅.現代室內光環境設計趨勢［J］.西部人居環境學刊，2005（3）：2-12.

［4］余理論.建筑外遮陽對室內光環境的影響研究［D］.重慶：重慶大學，2010：18.

［5］開彥.健康住宅——人類居住健康與健康的人居環境［J］.住宅科技，2001（11）：3-5.

［6］任國輝，王立雄.反光板與反光玻璃對改善教室天然采光均勻度的作用 ［C］//第13次全國建筑技術學科學術研討會，2010.

［7］張凱，嚴冬.提高自然光源利用率的采光設計改進［J］.建筑知識，2010（12）：115.

責任編輯：孫蘇，李紅

宋家文（1990-），男，山東單縣人，碩士研究生，研究方向為建筑技術科學。

中圖分類號：TU241.3

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）07-0017-03

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.07.017

收稿日期：2016-05-02

作者簡介：高雋璐（1991-），女，天津薊縣人，碩士研究生，研究方向為建筑設計及其理論。

Discussion on Lighting Renovation of Dormitory in Campus B of Chongqing University

Abstract：There are a number of old dormitories in the campus B of Chongqing University and，limited by mountainous terrain conditions，part of the dormitory units are defective in physical living environment.The requirement for sight privacy and the need for lighting are seriously contradicted，hardly meeting the living demands of contemporary college students.To solve the problem，the design strategy to improve the lighting mode with green energy-saving technology is considered，and the transformation model is established in hope of offering more thoughts on improving living environment of college dormitory.

Keywords：mountainous architecture；college dormitory；lighting；sunshade；privacy