重慶大學(xué)B區(qū)宿舍采光條件改造探討

高雋璐，宋家文（重慶大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院，重慶 400030）

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重慶大學(xué)B區(qū)宿舍采光條件改造探討

高雋璐，宋家文
（重慶大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院，重慶 400030）

摘要：重慶大學(xué)B區(qū)存在大量老舊校舍，且由于其山地地形條件限制，部分宿舍單元的居住物理環(huán)境存在較大問(wèn)題，宿舍的視線私密性要求與采光需要存在嚴(yán)重矛盾，已經(jīng)難以滿足當(dāng)代大學(xué)生的居住需求。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題該文以綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)行采光方式改善的設(shè)計(jì)策略思考，建立改造模型，以期對(duì)高校宿舍的居住環(huán)境做出更多思考。

關(guān)鍵詞：山地建筑；大學(xué)宿舍；采光；遮陽(yáng)；私密性

0　引言

自1999年高校大規(guī)模擴(kuò)招，以及國(guó)家科教興國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)高校在校生人數(shù)飛速增長(zhǎng)，由1978年的86萬(wàn)發(fā)展到2002年的1600萬(wàn)［1］。因此，高校學(xué)生對(duì)居住空間的需求也急劇增加。大量高校的新建校區(qū)不僅園區(qū)環(huán)境優(yōu)美宜人，新建校舍的室內(nèi)居住環(huán)境也十分舒適，然而由于宿舍是高校人文環(huán)境的重要體現(xiàn)，并且老舊校舍仍然能容納大部分學(xué)生居住，因而對(duì)老舊校舍的保護(hù)和繼續(xù)使用具有其現(xiàn)實(shí)和文化意義，許多老舊校舍仍然在使用當(dāng)中。但由于大量的老舊校舍建設(shè)于上個(gè)世紀(jì)末，其采光、通風(fēng)、熱舒適條件等都不甚理想。同時(shí)，當(dāng)代高校學(xué)生的社會(huì)心理、生活需求相較上世紀(jì)都已經(jīng)發(fā)生了巨大變化，如何順應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生的心理和生活需求，改善宿舍居住條件，提升宿舍的宜居性應(yīng)當(dāng)引起建筑設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。

重慶大學(xué)B區(qū)位于重慶沙坪壩老城區(qū)，校區(qū)初建于20世紀(jì)50年代，一直沿用至今。校區(qū)內(nèi)地形地勢(shì)復(fù)雜，學(xué)生宿舍普遍存在用地高差較大的情況，而且基于夏熱冬冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)，宿舍的熱舒適性、采光通風(fēng)條件都受到一定影響。本文主要針對(duì)重慶大學(xué)B區(qū)六舍采光條件不佳、采光需求與生活陽(yáng)臺(tái)的視線私密性要求存在矛盾的問(wèn)題進(jìn)行探討，對(duì)該校舍進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研和問(wèn)卷調(diào)查，建立改善采光和視線條件的設(shè)計(jì)模型。

1　現(xiàn)狀調(diào)研與分析

1.1調(diào)研對(duì)象現(xiàn)狀概況

B區(qū)學(xué)生六舍（圖1）平面布局為內(nèi)廊式，雙面布房，朝向均為南偏東約15°。建設(shè)用地北側(cè)地坪高于南側(cè)約5m，一層及二層的一半都位于地平面以下，北側(cè)設(shè)置擋土墻，距建筑外立面約3～4m，且擋土墻頂端為人行道，作為宿舍主要出入口，平時(shí)人流量較大。宿舍北向?yàn)樾⌒途坝^綠地，南向緊鄰學(xué)生食堂，一層外側(cè)設(shè)圍墻。宿舍每間帶有獨(dú)立生活陽(yáng)臺(tái)，陽(yáng)臺(tái)與宿舍之間設(shè)玻璃推拉門，為室內(nèi)自然光主要來(lái)源。陽(yáng)臺(tái)一側(cè)設(shè)獨(dú)立衛(wèi)生間，剩余部分采光面積約6m2，陽(yáng)臺(tái)進(jìn)深2m。先決的用地條件造成六舍北向低層房間采光條件的極大劣勢(shì)，同時(shí)建筑北側(cè)為一小片景觀用地，種植了較多高大的常綠樹（圖2），也在一定程度上影響了北向房間的采光，而建筑南向較高樓層又缺少遮蔽物，造成夏季大量陽(yáng)光直射，熱舒適性降低。

圖1　重慶大學(xué)B區(qū)六舍區(qū)位圖

圖2　六舍北立面

1.2調(diào)研方式與內(nèi)容

調(diào)研方式：針對(duì)重慶大學(xué)B區(qū)六舍（室內(nèi)裝修嶄新，女生宿舍，有堡坎）的宿舍采光情況，和人工照明使用情況進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，選取共20個(gè)寢室，80個(gè)樣本，回收有效問(wèn)卷64份。作為參照，選取九舍（室內(nèi)裝修陳舊，女生宿舍，無(wú)堡坎）20個(gè)樣本與八舍（與六舍同時(shí)進(jìn)行室內(nèi)裝修翻新，男生宿舍，有堡坎）20個(gè)樣本進(jìn)行問(wèn)卷和訪問(wèn)。分析性別、層高、用地條件、裝修條件對(duì)室內(nèi)采光的影響，以及采光條件對(duì)居住人群心理和生活的影響。

調(diào)查對(duì)象：六舍位于低層、中間層、頂層，不同朝向的寢室，尤其增加一二層寢室樣本數(shù)量；九舍低層、中間層不同朝向?qū)嬍?；八舍低層和中間層寢室。

調(diào)查方向：（1）室內(nèi)采光情況，分晴天、陰天、夏季、冬季；（2）學(xué)生宿舍白天的人工照明使用情況；（3）不同性別和年級(jí)學(xué)生對(duì)宿舍的功能需求和心理需求。

1.3調(diào)研結(jié)果及存在問(wèn)題

研究表明，寢室的光環(huán)境較差時(shí)，不僅需要消耗照明能源，并且會(huì)在很大程度上對(duì)學(xué)生的身心帶來(lái)影響，產(chǎn)生情緒紊亂，以至于影響到生活學(xué)習(xí)［2］。調(diào)研問(wèn)卷的結(jié)果整理顯示，在校學(xué)生對(duì)寢室的采光條件存在一定的不滿。值得注意的是，居住環(huán)境對(duì)學(xué)生的心理和生活影響存在較明顯的性別差異，女生的心理需求更為細(xì)膩，對(duì)寢室居住舒適性要求較高。

根據(jù)受調(diào)查同學(xué)提供的信息，整理發(fā)現(xiàn)寢室采光方面的主要問(wèn)題如下。

（1）自然光照度受樓層分布影響明顯，層數(shù)越高自然采光效果越好，底層尤其是受到堡坎遮擋的寢室采光效果明顯下降。住在低層寢室的學(xué)生使用人工照明的時(shí)間明顯較長(zhǎng)。

（2）女生對(duì)于寢室私密性要求較高，因此靠近人行道的大部分女生寢室自行在生活陽(yáng)臺(tái)添加遮蔽物，以遮擋經(jīng)過(guò)宿舍旁的行人視線 （圖3）。這些寢室的自然采光受到的影響極為嚴(yán)重，日?；顒?dòng)基本都需要靠人工照明進(jìn)行補(bǔ)充。

圖3　寢室私密性需求

（3）女生生活行為更容易受到光環(huán)境影響，光線不佳時(shí)，對(duì)睡眠時(shí)長(zhǎng)、睡眠質(zhì)量、心情和工作效率都有影響。受調(diào)查女生有62%表示光線較陰暗時(shí)，睡眠時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，精神狀態(tài)不佳，而只有極少數(shù)男生認(rèn)為采光條件對(duì)生活和心理有影響，因而女生對(duì)人工照明的依賴程度也較強(qiáng)。

（4）大部分寢室除了春夏季晴天以外采光條件都不夠理想，加上生活陽(yáng)臺(tái)的晾曬功能，也對(duì)采光產(chǎn)生影響。而且寢室加生活陽(yáng)臺(tái)進(jìn)深較大，室內(nèi)采光分布不均，遠(yuǎn)離生活陽(yáng)臺(tái)的方向采光條件更差。

（5）南向?qū)嬍蚁募菊陉?yáng)通風(fēng)需求比較強(qiáng)烈，主要影響在于寢室的熱舒適度，但采光方面的問(wèn)題也比較明顯，夏季直射陽(yáng)光過(guò)強(qiáng)。雖然生活陽(yáng)臺(tái)能起到遮陽(yáng)和隔熱的作用，但是約有一半南向?qū)嬍以谙募厩缣彀滋觳糠謺r(shí)間會(huì)關(guān)窗簾，以達(dá)到遮陽(yáng)的目的，尤其是位置靠陽(yáng)臺(tái)的同學(xué)。

綜上所述，兩個(gè)最主要的問(wèn)題是：第一，在堡坎遮擋、私密性需求和建筑自然采光分布不規(guī)律這些因素的綜合作用下，采光條件最差的是女生低層位于室外地坪標(biāo)高以下，且自行添加遮蔽物的寢室，不僅采光條件更加惡劣，而且室內(nèi)通風(fēng)也受到影響。第二，南向高層寢室夏季遮陽(yáng)需求較大。下文主要針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，對(duì)這類寢室的采光條件進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。

2　解決問(wèn)題

2.1改造方向

綜合前文對(duì)調(diào)研結(jié)果的分析，確定采光條件改造的方向：（1）針對(duì)低層女生寢室，需要設(shè)置可以在遮擋視線的同時(shí)加強(qiáng)室內(nèi)采光的裝置；（2）改善寢室采光在進(jìn)深方向的均勻性；（3）南向設(shè)置可調(diào)節(jié)的夏季遮陽(yáng)設(shè)施。

設(shè)計(jì)中將上述主要改造目標(biāo)結(jié)合起來(lái)，比如視線遮擋或遮陽(yáng)設(shè)施同時(shí)可以起到雙向作用，提高室內(nèi)采光均勻度。

2.2技術(shù)理論措施分析

合理引入自然光可以改善居住空間舒適度，有利于學(xué)生身心健康，自然光可以形成比人工照明系統(tǒng)更健康和更積極的工作環(huán)境，緩解工作壓力［3］，而且增加自然光的引用可以減少人工照明的使用，減少建筑能耗。適宜的照度應(yīng)當(dāng)是在某具體工作條件下，大多數(shù)人都感覺比較滿意而且保證工作效率和精度均較高的照度值，良好的光環(huán)境的基本要素是有適當(dāng)?shù)牧炼群瓦m當(dāng)?shù)恼斩染鶆蚨龋?］。但過(guò)多的太陽(yáng)光反而導(dǎo)致室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量降低，遮陽(yáng)可阻擋太陽(yáng)直射光線進(jìn)入室內(nèi)，又能通過(guò)反射和折射對(duì)進(jìn)入室內(nèi)的光線進(jìn)行再次調(diào)配，以改善室內(nèi)光環(huán)境［5］。

重慶市處于中國(guó)V類光氣候分區(qū)①有霧都之稱，陰天或多云天氣常見，室內(nèi)采光多為環(huán)境漫射光。所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)漫射光和反射光的合理利用，按照這種思路改善室內(nèi)自然光采光條件措施主要有以下幾種。

（1）地面和墻面反光的利用。通過(guò)將建筑附近的地面、墻體涂成白色或設(shè)置成反光物質(zhì)可以很好地增加反射光的利用率，但是應(yīng)注意光線射入角度和強(qiáng)度，避免形成眩光。

（2）利用反光板和反光玻璃，增強(qiáng)對(duì)反射光的利用。反光板和反光玻璃設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是通過(guò)反射太陽(yáng)光線到天花板創(chuàng)造更多的間接照明，提高室內(nèi)的照度均勻度，同時(shí)避免直射太陽(yáng)光潛在的眩光可能［6］。另外，反射板可以很好地和遮陽(yáng)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到一舉兩得的效果。

（3）遮陽(yáng)百葉可以起到較好的遮擋視線作用，同時(shí)應(yīng)用反光材質(zhì)，利用百葉增強(qiáng)室內(nèi)采光。

應(yīng)注意將改造裝置盡量設(shè)置成活動(dòng)可調(diào)節(jié)裝置，增強(qiáng)室內(nèi)光環(huán)境的可控性，增加學(xué)生的選擇自主性。

3　針對(duì)建筑本身的采光設(shè)計(jì)策略嘗試

位于堡坎下的低層北向?qū)嬍覠o(wú)陽(yáng)光直射，利用上述原理設(shè)置采光改善措施（圖4-圖6）。根據(jù)現(xiàn)有條件，針對(duì)六舍低層寢室可采取如下措施。

圖4　宿舍北立面改造效果圖

圖5　剖面采光分析圖

圖6　宿舍室內(nèi)采光條件改造模擬分析

（1）對(duì)北向一層室外地坪和擋土墻垂直墻面進(jìn)行改造，在部分保留原有植物的情況下進(jìn)行鋪裝，鋪設(shè)白色瓷磚或其他反射性較強(qiáng)的淺色材質(zhì)，避免鏡面反射材質(zhì)的使用。

（2）設(shè)置反光百葉，根據(jù)道路行人視線調(diào)整百葉角度，保證陽(yáng)臺(tái)的使用私密性，同時(shí)也減少對(duì)室內(nèi)通風(fēng)的影響。利用地板和天花板設(shè)置自然光反射裝置，增強(qiáng)室內(nèi)進(jìn)深較大部分的自然采光。

（3）同時(shí)在陽(yáng)臺(tái)約3/4高度處加設(shè)一面水平方向反射板，并將陽(yáng)臺(tái)天花板鋪設(shè)反光材質(zhì)，兩者形成反射路徑，將光線導(dǎo)入室內(nèi)，也避免了地面反射經(jīng)過(guò)人視線高度造成的光污染。角度可調(diào)，適應(yīng)不同季節(jié)太陽(yáng)高度角變化。不使用時(shí)可完全收起，擴(kuò)大陽(yáng)臺(tái)晾曬空間。

（4）建議將宿舍部分房間去掉，設(shè)置成開敞平臺(tái)，提供公共晾曬空間，避免學(xué)生的晾曬需求對(duì)室內(nèi)采光造成較大影響。

（5）針對(duì)南向?qū)嬍以O(shè)置活動(dòng)遮陽(yáng)百葉，減少直射光的同時(shí)仍然引入反射光，保證室內(nèi)照度。百葉角度及遮陽(yáng)寬度可調(diào)，不需要時(shí)可自主收起，保證冬季及陰天充足的自然采光。

4　改造結(jié)果分析

選取5月重慶的日照條件對(duì)模型進(jìn)行采光模擬分析。圖6a是模擬宿舍未改造前的天然光照度，可見宿舍除陽(yáng)臺(tái)區(qū)域外，房間內(nèi)部照度分布均勻，但是平均照度數(shù)值很低，需要使用大量人工照明才能滿足室內(nèi)照度的要求②。圖6b是經(jīng)過(guò)采光改造后對(duì)室內(nèi)天然光照度的模擬，達(dá)到了改善室內(nèi)天然光照度的效果。根據(jù)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，可見未改造前寢室內(nèi)部室內(nèi)照度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到室內(nèi)采光標(biāo)準(zhǔn)的要求，在改造后增加了室內(nèi)的采光系數(shù)，即使室內(nèi)照度并未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中的天然采光要求，但是配合少量人工光即能滿足室內(nèi)照度的要求。

5　結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代發(fā)展，人們對(duì)于建筑的舒適性要求越來(lái)越高，合理均勻的建筑采光是室內(nèi)舒適性的重要方面。太陽(yáng)光是一種清潔的綠色能源，就照明方面而言，建筑在運(yùn)行中照明能耗占總能耗的40%～50%，積極有效的提高天然光利用率可降低照明能耗［7］。通過(guò)綠色節(jié)能技術(shù)，對(duì)既有舊建筑的技術(shù)改造可以有效提升建筑的物理環(huán)境品質(zhì)，避免大規(guī)模新建建筑造成的能源消耗。同時(shí)，當(dāng)代建筑師不僅要關(guān)注建筑的物理環(huán)境品質(zhì)，還應(yīng)當(dāng)深入了解使用者的心理需求，結(jié)合綠色技術(shù)進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)，為高校學(xué)生營(yíng)造良好的居住和學(xué)習(xí)環(huán)境。

注釋：①按照《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，中國(guó)光氣候分區(qū)共分五類：I類，II類，III類，IV類和V類，按天然光年平均總照度（klx）：I.Eq≥45；II.40≤Eq＜45；III.35≤Eq＜40；IV.30≤Eq＜35；V.Eq＜30。②按照《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，教育建筑主要功能房間照度值不應(yīng)低于450lx，走道、樓梯間、衛(wèi)生間照度值不應(yīng)低于150lx。

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責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

宋家文（1990-），男，山東單縣人，碩士研究生，研究方向?yàn)榻ㄖ夹g(shù)科學(xué)。

中圖分類號(hào)：TU241.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9107（2016）07-0017-03

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.07.017

收稿日期：2016-05-02

作者簡(jiǎn)介：高雋璐（1991-），女，天津薊縣人，碩士研究生，研究方向?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)及其理論。

Discussion on Lighting Renovation of Dormitory in Campus B of Chongqing University

Abstract：There are a number of old dormitories in the campus B of Chongqing University and，limited by mountainous terrain conditions，part of the dormitory units are defective in physical living environment.The requirement for sight privacy and the need for lighting are seriously contradicted，hardly meeting the living demands of contemporary college students.To solve the problem，the design strategy to improve the lighting mode with green energy-saving technology is considered，and the transformation model is established in hope of offering more thoughts on improving living environment of college dormitory.

Keywords：mountainous architecture；college dormitory；lighting；sunshade；privacy