長春地區(qū)幼兒園生活空間自然采光測試調(diào)查

董俊男，周春艷 （吉林建筑大學(xué)，吉林 長春 130118）

1 背景

幼兒園作為專門為3至6歲的兒童開展育兒和養(yǎng)育活動的機構(gòu)，致力于減輕家庭對兒童進行培訓(xùn)的時間、空間和環(huán)境的限制，以便兒童能夠健康、快樂地成長，其中幼兒的大部分活動內(nèi)容在其生活空間進行，良好的生活空間光環(huán)境對于保護兒童視力起著重要的作用。幼兒園生活空間采光主要包括自然采光和人工照明。其中自然采光相對于人工照明對幼兒視力、身心健康成長有著更積極的影響，現(xiàn)有的相關(guān)自然采光設(shè)計研究表明，良好的自然采光不僅對幼兒的身心健康發(fā)展有著促進作用，并且能夠節(jié)約能源，減少用電壓力等。本文針對長春地區(qū)幼兒園生活空間的自然采光現(xiàn)狀進行測試調(diào)查，找出幼兒園生活空間自然采光存在的問題，為幼兒園生活空間自然采光優(yōu)化設(shè)計提供參考依據(jù)。

2 測試內(nèi)容

在進行實地測試之前，首先對長春市區(qū)部分幼兒園生活空間進行現(xiàn)場調(diào)研，調(diào)研情況如表1所示。

長春市區(qū)部分幼兒園生活空間調(diào)研情況 表1

通過對幼兒園生活空間調(diào)研發(fā)現(xiàn)，幼兒園生活空間存在著一些共性特點。一是由于受地理位置影響長春冬季寒冷而漫長，因此幼兒園生活空間的朝向多為南向。二是幼兒園生活空間平面形狀大多為矩形，只有個別活動室的平面形狀呈扇形或半圓形。調(diào)研的幼兒園既有新建幼兒園也有改造項目幼兒園，新建幼兒園活動空間朝向多以南向為主，南向采光由于室內(nèi)以直射光為主，室內(nèi)光環(huán)境的變化較多，所以本次測試選取的幼兒園為新建幼兒園。

本次測試選取的幼兒園活動空間為長春新區(qū)埃弗森堡幼兒園二層幼兒活動室，該幼兒園位于長春萬龍麗水灣小區(qū)內(nèi)，活動室為單向側(cè)窗采光，窗外無遮擋，具有一定的代表性。測試的數(shù)據(jù)主要是：①生活空間照度測試；②生活空間采光系數(shù)的測定；③窗地比。

2.1 測點布置及時間選擇

①根據(jù)《采光測量方法》（GB/T5699-2017）室內(nèi)測量點布置要求，需要根據(jù)采光系數(shù)測量方法完成測量。室內(nèi)測量根據(jù)需要，選擇室內(nèi)整個區(qū)域或有代表性的區(qū)域，將測量區(qū)域劃分為矩形網(wǎng)格，然后在矩形網(wǎng)格的中心點進行測量。測點位置如圖1、圖2所示。

圖1 等間距布點圖

圖2 埃弗森堡幼兒園活動室布點示意圖

②測量日期選擇多云的全陰天并且當(dāng)天天空看不到太陽位置，在有穩(wěn)定照度的時間內(nèi)測量。本次測量結(jié)合幼兒園幼兒作息活動時間，選在9時至14時30分。

2.2 現(xiàn)場測量工具的選用

現(xiàn)場測試所用到的測光儀器為自動量程照度計具有讀數(shù)方便，體積小，測量誤差小等優(yōu)點，儀器型號ST-85；卷尺；腳架3副；激光測距儀等（圖3）。

圖3 測試儀器圖

2.3 現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計

在測量幼兒園活動室各部分尺寸的基礎(chǔ)上，根據(jù)測量的幼兒園活動室面積和窗洞口面積計算窗地比，尺寸統(tǒng)計和窗地比如表2所示。

筆者將測試得到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，如表2所示。幼兒園自然采光標(biāo)準(zhǔn)值如表3所示，測試得到的數(shù)據(jù)將于表3做對比分析。

測量數(shù)據(jù)及采光數(shù)據(jù)統(tǒng)計表 表2

幼兒園活生活空間自然采光標(biāo)準(zhǔn)值 表3

3 測試結(jié)果分析

3.1 幼兒園戶外照度測試分析

室外光環(huán)境測量時間為2020年8月10日9時到14時30分，該時間段正是埃弗森堡幼兒園正常教學(xué)活動時間。儀器架設(shè)選取幼兒園南向無遮擋的空地，架設(shè)在選取的活動室高度的6倍處。照度計設(shè)置每20分鐘自動計數(shù)一次。室外測試當(dāng)天正值長春夏季，空氣濕度較大，天空多云，中午時分室外還伴有雨水天氣出現(xiàn)。根據(jù)圖4統(tǒng)計分析得出，早上9點30分度值為較低的1978lx，隨著太陽高度角的增大，戶外照度逐漸上升。到11點30分左右天空云層增厚并伴有降水天氣出現(xiàn)，戶外照度從8120lx下降到1878lx，此時室內(nèi)昏暗，人工照明已全部開啟，12點20分左右天空稍晴后戶外照度為9500lx。在下午1點到2點半的時間段內(nèi)戶外天氣比較穩(wěn)定，照度也在均勻變化。測試當(dāng)天戶外照度劇烈變化，可以發(fā)現(xiàn)室外氣候?qū)顒邮夜猸h(huán)境影響大。測試當(dāng)天9時到14時30分，室外照度平均值6311lx，根據(jù)《建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB5033-2013），當(dāng)室外照度低于臨界照度5000lx時，室內(nèi)采光則需要全部采用人工照明。

圖4 埃弗森堡幼兒園室外照度變化圖

3.2 活動室照度測試分析

埃弗森堡幼兒園幼兒生活空間自然采光方式為側(cè)窗采光，所以按照側(cè)窗采光標(biāo)準(zhǔn)值進行比較分析。根據(jù)實測結(jié)果得知，幼兒園生活空間的照度最小值為64.4lx，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)平均值300.0lx，照度平均值為178.3lx，也低于標(biāo)準(zhǔn)值。從實際測量數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，只有近采光口一側(cè)的活動區(qū)域的照度值能達(dá)標(biāo)，進深較大、靠近走廊一側(cè)的活動區(qū)域均不能滿足要求。根據(jù)圖5可得出，在采光口附近采光系數(shù)變化較大，進深較大處采光系數(shù)則變化較小。由于本測試在全陰天條件下進行，所以不會有眩光現(xiàn)象產(chǎn)生，如果在晴天條件下，采光系數(shù)發(fā)生驟減很可能對幼兒學(xué)習(xí)、活動的舒適度造成很大影響甚至可能導(dǎo)致眼睛受到損害。

圖5 采光系數(shù)隨進深變化圖

3.3 采光系數(shù)測試分析

埃弗森堡幼兒園活動室采光系數(shù)平均值為2.86%，盡管還沒有達(dá)到側(cè)窗采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值3.0%，但與標(biāo)準(zhǔn)值已接近，說明測試當(dāng)天室外照度臨界值也較小。這種情況下，若不采取相關(guān)措施，進深較大處則需要人工照明的補充才能夠滿足幼兒生活的需求。

4 結(jié)語

通過此次調(diào)查測試得出，目前幼兒園生活空間自然采光環(huán)境還存在一些問題，例如：幼兒園活動室平面尺度不合理導(dǎo)致室內(nèi)照度不均勻，近走廊一側(cè)照度不達(dá)標(biāo)，采光系數(shù)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值等問題。針對這些問題，筆者對幼兒園生活空間采光優(yōu)化設(shè)計提出了一些設(shè)想，例如改變活動室幼兒座位布局、改變活動空間的天花形式，在有條件或者頂樓的活動室增設(shè)天窗等，力求為幼兒提供適合其健康成長的優(yōu)質(zhì)自然光環(huán)境。