严寒地区单朝向办公LOFT套型的日照优化设计

梅彤

黑龙江省西埃迪建筑设计院北京工作室 北京 100085

引言

严寒地区是指我国最冷月平均温度≤-10℃或日平均温度≤5℃的天数≥145d的地区。单朝向办公LOFT套型是近年来迅速发展的一种新兴的空间类型，面积小、总价低、空间利用率高、使用灵活性强、性价比高，深受青年客户群青睐。阳光对于小套型LOFT空间品质的塑造起到关键性作用，如何在严寒地区的气候条件下充分利用阳光资源以提升单朝向办公LOFT套型的空间品质，是设计中亟待解决的问题。

1 LOFT风格的形成及演化

LOFT在字典中的解释是阁楼，实际是指由旧工厂或旧仓库改造而成的、内部有少量隔墙隔断的高挑开敞空间，最初形成于20世纪40年代的纽约，年轻的艺术家利用空间大、光线充足的废弃仓库和厂房，划分出创作、居住、展示等不同的功能空间，作为自己的艺术工作室兼生活空间[1]。

90年代后，由海外艺术家引进我国，以旧厂房改造方式，采用开阔的空间、上下双层的复式结构，建成了一批示范性文化创意产业园区，如北京798艺术区、上海M50。此后在改造过程中逐渐加入民族化、地方性元素，例如上海田子坊创意园区等。

21世纪以来，房地产行业开始借鉴旧厂房改造LOFT的空间形态和设计原理，推出单朝向办公LOFT套型产品，由大型地标性文化建筑转为小而精致的工作空间，依然保留传统LOFT高敞、自由流动、开放共享等特征，但风格由粗犷转为精致时尚。相较于平层商务楼，LOFT办公空间不仅使用灵活，还可在相同容积条件下营造出最大的使用空间，并可方便快捷地为企业提供个性化展示舞台。

2 单朝向办公LOFT套型对传统LOFT的继承和发展

传统LOFT空间的特点，首先是空间切割与共享：由夹层复式的结构将空间切割，是艺术家赋予LOFT风格的最初也是最基本的特征，透明隔断、轻巧楼梯保持了空间的流动性；其次是丰富的光线利用：旧厂房落地窗、高侧窗、天窗采光，营造出丰富的采光效果，空间上部明亮均匀的漫反射使观展者易于产生沉浸式体验。

单朝向办公LOFT套型与传统旧厂房在空间尺度上存在巨大差异，但是充分发挥利用了传统LOFT空间的特点，获得了低总价、高性价比、使用灵活性强的效果。

单朝向办公LOFT套型的优势和特色在于精确表达空间性质、强化空间结构、提高空间利用效率、提升空间的艺术表现力：首先，不同性质的空间被赋予不同的高度，对空间性格的塑造更精准地符合功能需求；其次，贯通空间和夹层空间的复合和共享，形成立体化的空间结构，强化了贯通区的轴线效应及其对夹层空间的组织作用，使复式空间结构具有更明确的中心感、秩序感，同时竖向分层划分出不同私密性层次，提升了使用的灵活性；再次，LOFT空间使竖向高度充分发挥作用，同样容积条件下的立体得房率得到极大的提升，性价比更高；此外，LOFT层次清晰的立体化空间结构提供了更为丰富的视觉信息，起到小中见大的效果；楼梯、双层高的背景墙等元素为呈现个性化的标识提供了条件；开放共享的空间成为展示企业文化的最佳窗口，提升了办公LOFT空间的艺术表现力。单朝向办公LOFT套型因其高性价比，以及流动性、开放性、艺术性等特征，逐渐演化成为一种时尚的空间类型。

3 单朝向办公LOFT套型现状问题及改进措施

虽然单朝向办公LOFT套型在复式空间利用方面继承发展了传统LOFT特色，具有多方面优点，但光线利用方面还存在几方面问题：一是背阴朝向的办公LOFT整体缺乏日照，室内照度下降快，光线均匀度不佳；二是远窗区上部夹层的光照不足；三是近窗区也设夹层时，虽然空间利用率和使用灵活性得到提升，但同时也对中庭采光有一定遮挡，造成中庭上部亮度不够，缺乏展示空间的氛围感。

阳光对于提升空间品质具有不可或缺的作用：阳光能帮助使用者感受形状、颜色、质感和体积，强化使用者对空间的体验；阳光把室外环境的自然生动引入室内，令人感受到生机活力；阳光亮度和颜色可形成丰富的光影变幻效果，增强空间趣味。阳光可以保护视力并使人产生积极心态，在办公环境中具有人工照明所无法取代的作用，可以从规划和建筑设计两个层面进行日照设计的优化。

3.1 规划布局

表1 哈尔滨不同朝向四季日照时间统计表

表中可见，建筑为正南北朝向布局时，从秋分到春分的半年时间，北向墙面均无日照，单向朝北的LOFT采光效果不佳。而东南-西北或者西南-东北布局时，向阳面全年有7.5～9h的日照，同时背阴面有夏季6h、春秋3.5h、冬季0.5h的日照，呈现阴面不阴的效果，所以建筑需进行趋光偏转，呈东南-西北或者西南-东北朝向布局，使背阴面获得日照。

哈尔滨的传统街区多采用45°斜向正交路网，使建筑顺路网成东南-西北或者西南-东北朝向布局，提升了建筑内不同朝向房间采光的均好性，这种最大化利用日照资源的做法值得继承发扬[2]。

3.2 建筑设计

3.2.1 根据朝向确定开间进深尺寸及剖面形式。进深差异：背阴朝向日照时长短，太阳方位角较偏，远窗区照度下降快，所以进深不宜过大。由此，不同朝向宜采用不同的进深尺寸和剖面形式：向阳朝向的办公LOFT总进深可大于8m，可采用进深方向三段式布局、中段设二层通高共享空间的剖面形式，形成分合有致的川字形立体化空间结构，上下层自然划分出动静分区，二层近窗和远窗区相对独立，各子空间可兼容多种不同使用性质的功能，使用灵活性强；而背阴朝向的办公LOFT则宜采用总进深方向两段式布局、近窗设置二层通高共享空间的剖面形式，总进深控制在6m内为佳。

开间协调：由于背阴面和向阳面的进深不同，开间可与向阳面同取1/2柱距，也可以取1/3柱距，以降低背阴面LOFT的建筑面积和总价。

3.3 根据朝向设计反光装置，把光线反射到进深远端和高处

办公LOFT的光线，需要明亮、均匀、柔和、连续，能照亮进深深处及远端上部夹层；需要中上部明亮以形成良好的展示效果；同时，所采用的反光装置不能遮挡视线。

基于光线柔和的要求，宜选择凸面扩散反射；基于光线均匀连续的要求，宜选择宽面反射板；基于反射到中上部且不能遮挡视野的要求，可把反射板靠近地面设置。

首先外墙不设置凸出物，防止对光线造成遮挡，并将外窗尽量平建筑外立面安装，以减小窗洞深度对光线的遮挡；其次，平面布局不在中段设置卫生间等封闭房间。在此基础上，根据不同朝向的太阳高度角和方位角确定反光板的形式。

3.3.1 向阳面。向阳面大部分时间里阳光与墙面成较大夹角入射，只需要调节太阳高度角即可，所以可在首层及二层落地窗下部，利用窗洞深度，水平方向平行于窗设置镜面铝等高反射度轻质金属材料的圆柱形反光筒。基于光线的衍射作用，反光筒的背光面也会产生反射光，采用反光筒可以最大化地增大反射面面积；同时筒体作为立体结构可以形状自持，不必另外设置安装支撑框架，简化了构造层次和加工成本。经过实测，反光筒凸面的扩散反射作用可将阳光均匀、柔和、连续地反射到远端和高处。圆柱形反光筒的直径不宜超过窗洞深度；长度不超过窗宽。

对于二层近窗区夹层，可在视线以上、梁底以下的区域设置反射百叶，通过调节百叶与水平面的夹角，将阳光扩散反射到二层远窗区夹层。

3.3.2 背阴面东北朝向：春秋早晨5:30-9:30受阳光照射，太阳高度角最大35°，方位角约90～135°，即早晨近6:00阳光以很低的高度角从东向与墙面成45°夹角入射，此后太阳与墙面夹角逐渐减小，同时高度角增加。斜侧向入射的阳光，只能照到侧墙近窗区域，难以照到室内深处。水平方向的反光筒只能调节高度角，不能转化方位角，只能把光线顺入射光线方向反射到入射光线对侧的侧墙高处，所以需要采用既能调节高度角，又能转译方位角的方式，才能使室内更多区域获得日照。为此，将落地窗下部的反光筒与水平面成角度斜向设置，以转化方位角；同时加大反光筒上部直径，缩小底部直径，把圆柱形反光筒调整为上粗下细的圆锥形状，以加大上部反射面面积，从而增加其在高处和远端的反射光强度。经实测，斜向上粗下细的反光圆锥可将阳光反射到天棚、入射光线同侧墙中上部及远端入户墙面中上部。

反光锥体的口径最大处不宜超过窗洞深度；长度斜向放置时顶端不宜超过桌面高度；间距以不互相遮挡为前提，尽量密集以便争取最大的总反射面积。多个反光圆锥的夹角取微差，可把每个反光圆锥的光线反射到不同高度，使反射光覆盖到更大范围；多个反光圆锥的夹角相同，则反光范围接近重合，亮度增强。

西北朝向同样即需要调节高度角，又需要转译方位角，才能使室内更多区域获得日照。反光筒设置原方式东北朝向相同，室内反射光变化轨迹相反。

3.4 在北侧建筑的南向墙面设上旋反光板

在建筑组团的后排建筑的南向墙面，设置与墙面成角度设置为上旋反光板，可将阳光以接近水平的角度反射到前排各层背阴朝向房间，从而改善前排各层背阴面房间的日照。

规划上对建筑进行45°偏转布局后，春秋季节阳光以垂直于向阳墙面的角度入射时，太阳高度角约为35°，因此上旋反光板和垂直墙面成17.5°时，阳光春秋季节能够以水平方向反射到前排的背阴朝向房间[3]。

3.5 增强室内漫反射

首先，应创造整体空间的通透感，保证竖向贯通区的尺度以及水平方向延展无遮挡的视觉效果；其次，采用透明隔断划分空间、轻盈空透的金属构件做支撑结构防止对光线造成遮挡；再次，运用浅色墙面地面材料增强室内光线的漫反射。

4 结束语

通过规划布局中对建筑进行45°角趋光偏转，进而根据不同朝向选择适宜的进深、剖面形式、反光装置，并通过设置后排建筑上旋反射装置、增强室内漫反射等方式，可在单朝向办公LOFT套型室内营造出适合办公及展示的日照环境。