基于优化幼儿园光环境的遮阳板形式研究★

胡仓颉

(北京建筑大学，北京 100044)

1 幼儿健康对光环境的依赖

自然采光是幼儿园建筑设计中的重要组成部分，对改善室内照明环境，节约能耗和保护环境都很重要。对于日间上课，相比人工光环境，自然采光不仅可以有效提高室内光环境舒适度，还可以提高师生的学习和工作积极性。

医学研究表明，自然光除了对幼儿的眼球发育有影响外，对幼儿身体成长也有较大的影响。儿童如果长时间缺乏充足的自然光，幼儿体内对钙和磷的合成就会不充分，导致骨骼的强度不足以支撑幼儿体重，出现下肢骨骼弯曲、身材矮小等情况，这是典型的由于维生素D的缺乏而导致的佝偻病体征。

2 遮阳板的特征及作用

根据《幼儿园建筑设计》中规定，幼儿活动室必须朝南向布置，在满足最低采光标准的同时，为争取得到更均匀的光照条件，遮光板的设置为有效手段。

遮阳板的优点：1)设置在人眼视线以上，遮阳的同时并不遮挡视线。2)降低近窗处照度，避免产生眩光。3)表面选用反射材料，可通过二次反射，使光纤进入室内进深较大处，提高整体采光均匀度。4)将遮阳板结合建筑立面造型设计，创造出独特的建筑立面和特殊的空间效果。

3 针对不同遮阳板形式的光环境软件模拟

在对室内光环境的评价指标中，自然光环境是动态的，而采光系数只能反映出全阴天天空模型下的采光情况，并不适用于对建筑的采光性能进行全面的评估。有效天然采光照度(Useful Daylight Iluminance)为常用的动态光环境评价指标。本文将结合采光系数与UDI共同评价幼儿园活动室内的光环境质量。

本文以北京市气候条件为例，进行光环境模拟。设置原始分析模型，根据JGJ 39—2016托儿所、幼儿园建筑设计规范中指出，活动室面积不应小于70 m2，窗地比不应小于1∶5，故设置活动室为9 m×6 m×3.6 m。在南向侧窗设置遮阳板，且上层附着反射率为98%的镀银膜。

通过改变遮阳板位置、宽度、角度得到最适宜方案，如图1～图3所示，分别为原始方案模型，改变遮阳板宽度和高度的基础模型，改变遮阳板角度的基础模型。

3.1 遮阳板的位置

设置遮阳板放置的位置：距离窗户顶端位置为窗户高度的1/3,1/4,1/5对比分析。

表1 不同遮阳板位置对光环境影响的评价指标 %

由表1可知，当设置遮阳板后，采光系数有明显增加，UDI(100 lux～2 000 lux)数值越大说明室内产生眩光的可能性越小。当遮阳板放置在距窗户顶端1/4窗高时，采光系数与UDI(100 lux～2 000 lux)的数值均达到最大值，故选1/4。

3.2 遮阳板的宽度

设置遮阳板的宽度变化为三种:300 mm,600 mm,900 mm。

表2 不同遮阳板宽度对光环境影响的评价指标 %

由表2可知，随着遮阳板的宽度增加采光系数增加较弱，但宽度增加到900 mm时，采光系数远低于原方案数据，说明宽度增加到900 mm时，对活动室内的遮挡严重。当遮阳板的宽度为600 mm时，UDI(100 lux～2 000 lux)增加明显，说明虽采光系数无明显增加，但产生眩光的可能性明显减少,故选择600 mm为遮阳板的最佳宽度。

3.3 遮阳板的角度

将窗户外部遮阳板以内侧遮阳板为定点，逆时针方向旋转。设置三种不同的遮阳角度40°,60°,80°。

表3 不同遮阳板角度对光环境影响的评价指标 %

由表3知，当遮阳板的角度偏转60°时，UDI(100 lux～2 000 lux)增幅微弱，对产生眩光的可能性改善不明显；但采光系数数值增加明显，故综合考虑，选取60°为遮阳板最佳角度。

4 结论

通过本研究，对于已达到基本采光要求的教室来说，可通过在建筑南侧侧窗位置设置遮阳板的形式来改善内部空间的光环境，遮阳板形式的设置应满足：1)位置：距窗顶端高度为窗高的1/4；2)宽度：600 mm；3)角度：遮阳板窗户外侧以内测为定点，逆时针旋转60°为最佳角度。

幼儿园建筑与城市人居环境有着密不可分的联系，我们应注重幼儿园建筑的设计质量，而不仅仅只关注设计标准冰冷的数据，改善城市人居环境的质量才是我们的首要任务。