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公共建築採光

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公共建築類型繁多,採光各具特色。其中博覽建築的觀賞環境和教室、辦公室等建築的工作環境對採光要求較高。此外,公共建築的形式與採光的關係也很密切。

1 公共建築採光 -公共建築採光

 

2 公共建築採光 -正文

  根據公共建築功能和視覺工作的要求,選擇合理的採光方式,確定採光口面積和窗口布置形式,創造良好的室內光環境。公共建築採光設計要形成建築內部與室外大自然相通的生動氣氛,對人產生積極的心理影響,並減少人工照明的能源耗費。公共建築類型繁多,採光各具特色。其中博覽建築的觀賞環境和教室、辦公室等建築的工作環境對採光要求較高。此外,公共建築的形式與採光的關係也很密切。
  博覽建築採光  通常指美術館建築、展覽館和博物館建築的採光。其特點是要同時滿足良好的視覺條件和展品不受光輻射損傷兩個要求。為此,應使館內有適宜的照度,並避免反射眩光。
  照度  為了盡量避免光輻射對展品的損傷,照射在珍貴展品上的天然光照度一般應控制在 50~200勒克斯。由於室外天然光照度很高,為使觀眾在進入展室之前眼睛得到適應,往往在建築上設計一個光線逐步減弱的過渡區(見光的視覺性質)。
  防反射和眩光  觀賞展品時,如果明亮的窗口與展品同處於觀眾中心視野,則將形成強烈的直射眩光。另外,室內光線分佈不當,還會在光滑的展品上形成鏡面反射,呈現出人和物的映象,使觀眾看不清展品的原貌。因此應採用適宜的採光形式,盡量避免反射眩光。
  採光形式  根據公共建築對採光的要求,確定採光形式。採光口的位置、大小和形狀應與建築的幾何尺寸相適應。採光形式有多種多樣(圖1),對觀賞質量要求較高的博物館、美術館等多採用頂部採光。為防止日光直射展品,減少紫外線和熱輻射對展品的損害,博覽建築的採光口都設有遮陽裝置。近代還採取複式天窗或利用控光設備控制室內天然光的強度和分佈,消除反射眩光,使室內照度保持穩定,並突出展品的藝術效果。

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  實例  倫敦戴德美術館新館建於1979年,它是由21間長寬均為9米的展室組成。採用天窗採光,在天窗上方設有兩層走向互成90°的遮光百葉,上層百葉用於遮陽,下層百葉用於調節室內光線的強弱;兩層百葉均由自動控制系統根據太陽位置和室外照度的變化隨時調整角度,確保藝術品不受陽光直射,並使展室內的天然光保持穩定;當天然光不足時,自動控制系統就調節燈光,平穩地過渡到人工照明。
  北京中國美術館建成於1960年,底層側廳用高側窗採光。這個展廳跨度達20米,層高只有7米,兩側開高窗。為了避免窗口造成的直射眩光和反射眩光,在窗下設置格柵吊頂,利用窗口側旁的傾斜反光板將天然光反射到窗下的陳列牆面上(圖2)。這樣,既提高了展品照度,又有利於消除反射映象。

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  教室採光  基本要求是使課桌上有充足而均勻的天然光,防止直射陽光造成眩光,避免窗口在黑板上形成鏡面反射而使學生看不清黑板上的字跡。普通教室多採用單面側窗採光,當教室的進深為6~8米,窗口面積為地板面積1/4至1/5左右時,課桌上的採光係數(見采游標准)最低值達1.5%,可滿足看書寫字的光照要求。由於單側採光的教室照度均勻度差,靠窗處的照度比內牆附近高十幾倍,因此在有條件的地方可在內牆上開高窗補充光線。對朝南的教室應在側窗中間偏高處裝一水平遮陽板,以阻止日光直接射入教室內和適當降低近窗口處桌面上的天空直射光的照度,還能將一部分室外天然光反射到室內,使課桌上的採光係數最低值略有提高,從而改善整個教室照度的均勻程度。當亮度很高的側窗在教室黑板上形成鏡面反射時,處在反射區的學生的視覺將受到嚴重干擾。因此在離黑板 1.5米範圍以內的外側牆上不宜開窗。對黑板補充適當的人工照明,提高黑板亮度;並採用無光澤的漫反射材料的黑板,都可減弱黑板的反射眩光。
  辦公室採光  以側窗採光居多。辦公室需要的平均採光係數通常為2~3%。當窗口面積占外側牆面面積1/3時,在近窗區域,即進深為窗高1.5倍的範圍內,可全年利用天然光工作。天然光照度低於規定標準的地方,需要補充人工照明。採光係數低於0.5%的地方,主要依靠人工照明。這樣,辦公室內就形成三個不同的區域:天然採光區、混合照明區和人工照明區。在白天,混合照明區工作的人們能透過窗口看見亮度達每平方米數千至上萬坎德拉的明亮天空。這就建立起一個室外亮度參考基準,影響人們對室內明亮度的感受。為了保持視野內主觀明亮度的平衡,混合照明區內應有常設人工輔助照明。根據這一區域內的平均採光係數確定所需的人工輔助照明的照度,此值可參考霍普金森經驗公式:E=500D。式中E為常設人工輔助照明需要提供的照度(勒克斯);D為混合照明區內的平均採光係數。
  為了節約能源,備有空調設備的辦公室,窗口面積不宜過大,但也不宜小於外側牆面積的1/5。目前已編製出多種節約能源和分析經濟效益的計算機程序,用於辦公室窗口最優化設計。有些辦公室已經安裝光電自動控制調光系統。這種調光系統根據天然光的變化,及時地、連續地調節燈光的明暗,使辦公桌上天然採光和人工照明的總照度穩定不變;這樣,可節約照明用電30%左右。為了充分發揮天然光的作用,正在研究將日光引到房間深處的裝置。
  參考書目
 IES Technical Report No.4, Daytime Lighting in Buildings, 2nd ed.,London,1972.

 

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