长春地区教学建筑自然采光策略研究

摘 要：教学建筑中自然采光非常重要，有利于改善室内环境，保证师生身心健康，降低建筑物能耗，本文重点研究了长春地区教学建筑自然采光策略。

关键词：教学建筑；自然采光；策略；长春

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

0 前言

随着经济及社会的发展，人们越来越认识到经济开发与自然资源可持续发展之间的重要性。建筑行业作为国民经济发展的支柱行业，在其发展的过程中提出了绿色建筑的概念，教学建筑作为学校及城市的重要组成部分，其能源消耗受到社会广泛关注，而在建筑能耗中，消耗最为严重的就是照明能耗，由此，自然采光对于教学建筑来说十分重要。

1 长春地区教学建筑自然采光存在的问题

1.1 自然光直接摄入室内

冬季，太阳的高度角比较低，教室内部会直接直射进大量的阳光，致使室内自然光过强，影响学生学习及教师教学。走访长春地区的学校发现，天气越是阳光明媚，各个教室的窗帘遮挡越密实，教室内部的电灯全部打开用以照明，从而增加教学建筑的照明能耗，浪费电能[1]。之所以会产生这种现象，主要的原因是在设计教学建筑时，未进行采光质量设计，从而导致太阳光直射进教室时，产生无法忍受的眩光、过度的热量，学生只好采用厚实的窗帘遮挡。在夏季，太阳高度角比较高，一部分阳光被挡在室外，仅有很少的阳光进入室内，当阳光直射在学生桌面时，产生眩光，影响学生视觉。

1.2 朝向不合理

在进行教学建筑设计时，首先需要合理的确定建筑朝向，从而充分的利用自然光，通常来说，东西长轴是应该采用的，而且主要建筑空间的朝向应为南向，在南北外墙上设置窗口。在长春地区，有很多教学建筑的窗口设置在东西外墙上，从而导致大量的阳光直接射入教室内部，而当背对窗口时，阳光会被身体遮挡，降低自然光的实际照明度，而教师背对窗口时，阳光直射会影响学生的视觉舒适度，影响学生的学习效果。

1.3 旧建筑自然采光问题

在长春地区，有着很多历史悠久的学校，在这些学校内部，教学建筑的使用年限也比较长，在传统的教学楼设计中，自然采光并不在设计范围内，从而导致旧建筑的自然采光非常差，教室内部光线阴暗，窗口面积小，学生在旧教学建筑中学习时，必须要打开电灯，而由于旧教学建筑教室中学生自习的人数比较少，因此，产生比较大的电能浪费。

1.4 自然光与人工光协调性比较差

教学建筑中，电灯照明为人工光，由学生通过开关控制电灯的开与关，开灯时，学生通常会将整个教室中的电灯全部打开，而当自然光比较充足不需要电能时，学生并未进行及时的关灯，从而导致电能的浪费。

2 长春地区教学建筑自然采光策略

2.1 合理设计建筑形式

建筑形式与自然采光之间的关系十分密切，在进行自然采光设计时，首先需要合理的设计建筑形式。通常来说，引进自然光时，中庭式的建筑形式具有更加良好的效果，所谓中庭式建筑，是指阳光从建筑中庭直射进室内，这样一来，中庭两侧内窗采光不佳的问题可以有效解决，即使室内内墙亮度比较差，也不会产生照度分布不均匀的现象。中庭高度比越小时，其所引入的自然光线就越好。

2.2 科学选择建筑开窗

建筑开窗是指建筑外窗，侧窗以及天窗为建筑最为常见的开窗形式。对于侧窗，通过侧窗光将自然光引入室内，在进行侧窗设计时，方位、外形、高度、玻璃材料都需要十分注意，选择开设方位时，要尽量选择在南北外墙上，避免出现直射眩光，必须选择东西向外墙时，应考虑这样；设计外形时，外墙的光线充足时，应设计竖向长窗，长春地区阴天的天气相对比较少，因此，横向水平窗型并不适合，但背光面的外墙可以设置横向水平窗[2]；进行高度定位时，当侧窗尺寸不变时，窗台的高度与自然光引入室内的距离成正比，通常来说，以地板到窗户顶部高度为依据，窗口到地面的距离是其1.5倍时，引入太阳光的室内距离最佳；玻璃材料的选择也十分重要，选择侧窗玻璃时，应选择折光玻璃，同时，利用漫射玻璃来实现遮挡太阳光的目的，保证教室内的光线正常，保证室内亮度。根据具体的教室类型，合理增设天窗，长春地区的各个高校均设有阶梯教室，教师内部使用空间比较大，导致建筑进深过大，此种教室可通过增设天窗来引入自然光，一般来说，常用的天窗形式为矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗，其中，引入自然光效率做好的为平天窗，不过仅限于窗口下方，而且当天气状况非常好时，比较容易产生眩光；引入自然光效率最低的为锯齿形天窗，不过，此种形式所具备的室内整体亮度最佳；矩形天窗的引入自然光效率介于前两者之间，但外围的采光系数并不高。依据不同形式天窗的优缺点，结合长春地区的天气状况以及教学建筑的形式，合理的设置天窗形式，保证教室内自然光引入充足。

2.3 设置导光和遮阳设施

当太阳光比较充足时，射入教室内部会产生比较强的眩光，影响学生的视觉舒适度，对此，可以设置遮阳设施，降低太阳光的直射程度，遮阳百叶为常见的遮阳设施，结合室内墙体、顶棚进行多次反射，降低室内出现直接眩光的可能，同时，还能够均匀扩散自然光，提升教师整体亮度。当太阳光比较暗时，可以设置反光板导光，在侧窗外部，挑出一部分，形成遮阳设施，同时，在反光板上部，能够实现导光，提升室内的整体亮度。

3 结论

在一个城市中，教学建筑为城市建筑的重要组成部分，长春地区也不不例外。教学建筑的各项能源消耗中，照明能耗最多，并且电能浪费现象也比较严重，这与可持续发展、绿色建筑理念不相符。太阳光为清洁可再生能源，教学建筑设计中，通过自然采光的设计，提升教学建筑室内的整体亮度，为学生营造良好的学习环境，提高学生及教师的视觉舒适度，保证师生的身心健康。

参考文献：

[1]刘启波，周若祁.寒冷地区高校既有建筑节能技术体系研究[J].工业建筑，2013（04）：49-53.

[2]汪滋淞.中小学低碳校园设计策略及案例研究[J].建设科技，2013（12）：43-46.

作者简介：周春艳（1976-），女，长春人，博士，副教授，研究方向：建筑学。endprint