健康理念下的鄉(xiāng)村住宅采光優(yōu)化

王首一，王洋洋，馮華

(河北工程大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院)

1 引言

舒適的居住環(huán)境能令人快樂，更能預(yù)防疾病，雜亂的居住環(huán)境會誘發(fā)疾病。鄉(xiāng)村住宅與他們的生活緊密相關(guān)，一生50%～70%時間都在房中度過。不同于在城市中工作的人大部分時間在工作場所，鄉(xiāng)村中住宅就是工作場所除去農(nóng)忙時間其余時間都在住宅中。健康的居住環(huán)境對人很重要，但思想觀念的落后和缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃使得鄉(xiāng)村住宅建設(shè)盲目性較大。

根據(jù)調(diào)研走訪發(fā)現(xiàn)，很多的鄉(xiāng)村住宅自然采光存在一些問題，影響人體健康。這些住宅大多數(shù)是居住者按照個人意愿建設(shè)，沒有科學(xué)的指導(dǎo)。有的住宅利用建設(shè)用地大的優(yōu)勢盲目的建設(shè)，造成進(jìn)深過深，采光不利。有的住宅只為滿足房間數(shù)量不顧使用需求，使房屋間距過小，房間朝向不利采光，全年需要人工照明造成了能源的浪費(fèi)還不利于人體健康。

2 健康建筑理論發(fā)展和自然光對健康的影響

隨著人們生活水平的提高，室內(nèi)環(huán)境的健康越來越受人們關(guān)注。上世紀(jì)八十年代，國外開始探索健康建筑并提出了相關(guān)理論。如：WHO “健康住宅15條”、日本《健康住宅宣言》、加拿大對健康和節(jié)能住宅頒發(fā)認(rèn)證書“SuperE”。隨著綠色建筑發(fā)展的日益完善，健康建筑理念也隨之重視，2014年美國發(fā)布WELL標(biāo)準(zhǔn)。中國國務(wù)院2016年印發(fā)了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，明確了健康發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。為響應(yīng)國家的號召，2017年中國建筑協(xié)會頒布了《健康建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》。健康建筑是綠色建筑發(fā)展的里程碑，綠色建筑主要關(guān)注的是節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，而健康建筑是更關(guān)注人的健康。

健康建筑離不開健康的自然采光，自然光顯色性優(yōu)于人工光源，人眼對自然光適應(yīng)性強(qiáng)，視覺效果好，不宜疲勞，工作效率較高。試驗證明自然光條件下的視覺對比靈敏度高于人工光5%～20%以上。此外自然光中的紫外線能消除居室內(nèi)的霉氣、抑制微生物的生長、改善室內(nèi)居住環(huán)境，能促使人體合成維生素D防止佝僂病，對于老年人還可預(yù)防骨質(zhì)疏松。研究還表明自然光的照射量與心臟疾病有很大關(guān)系，尤其對于老年人。此外自然光可以對人類的節(jié)律、情緒，甚至信念、信仰產(chǎn)生影響。

3 調(diào)研測試和優(yōu)化模擬

3.1 調(diào)研區(qū)域和測試對象的的選取

邯鄲東部是平原地帶，由于自然資源的缺乏，生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)比較落后。因為地理條件和資源的限制原有的住宅多為土胚房，經(jīng)過多年風(fēng)吹日曬，土胚房多數(shù)被風(fēng)化。隨著生活條件的提高，很多人選擇重新修建房屋。此次選取的調(diào)研對象是魏縣雙井鎮(zhèn)的5個村落，所選村落都是以農(nóng)業(yè)為主，近幾年新建房屋較多。根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)的采光問題，選取了三座住宅進(jìn)行測試。三座住宅的使用者人群，住宅規(guī)模，采光不達(dá)標(biāo)的因素各不相同，具有代表性。

3.2 住宅自然采光測試

圖1 三座住宅測點(diǎn)分布圖

測量對象：圖1：a為申X周住宅，b為申X富住宅，c為申X平住宅。實驗儀器：XYI-III 全數(shù)字照度計，計時器。測量內(nèi)容：室內(nèi)選取點(diǎn)的光照強(qiáng)度。測試時間：2019年夏至為9:00-16:00每間隔一小時測量一次。測點(diǎn)布點(diǎn)圖參見圖1：依據(jù)采光測量標(biāo)準(zhǔn)，選取測點(diǎn)高度為工作面高度0.75m，根據(jù)室內(nèi)門窗位置采用網(wǎng)格狀布點(diǎn)，測點(diǎn)之間的間距進(jìn)深方向1m。3.2.1 申X周住宅測試照度（見表1）

申X周家住宅建于2005年，占地面積約360m2該住宅現(xiàn)在常住人口共7人，有老人、年輕人、兒童組成。根據(jù)測試數(shù)據(jù)該住宅五間居室都沒有達(dá)到采光標(biāo)準(zhǔn)。該棟住宅是一棟占地面積較大的四周圍合型院落，院子較大有很好的采光優(yōu)勢。經(jīng)過實地測量一號房間窗地比0.075，采光均勻度0.356。二號房間窗地比0.289，采光均勻度0.29。三號房間窗地比0.095，采光均勻度0.35。四號房間窗地比0.095，采光均勻度0.298。除了二號房間外其余房間均不滿足窗地比0.147，所有房間均不滿足采光均勻度0.4的基本要求。造成該住宅采光不達(dá)標(biāo)的原因是進(jìn)深過大，窗地比過小。

3.2.2 申X富住宅測試照度（見表2）

申X富住宅建于2007年，占地面積200㎡。常住人口4人由中年人和年輕人組成，白天基本不開燈依靠自然采光。依據(jù)測試該住宅中有四間采光不達(dá)標(biāo)，不達(dá)標(biāo)的四號五號房間位于院落的北側(cè)照度值很小接近于黑房間，這兩間臥室太昏暗不透風(fēng)無人居住造成了空間的浪費(fèi)。南側(cè)三號房間受到院落中高大喬木影響造成采光不達(dá)標(biāo)。根據(jù)測量該住宅南向一、二、三號房間窗地比滿足設(shè)計要求，北側(cè)四五號房間窗地比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 申X平住宅測試照度（見表3）

申X平住宅建于2000年左右，占地面積215㎡。該住宅常住兩位老人。申X平住宅該住宅建設(shè)時間較久使用的窗戶和門都是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，院內(nèi)無植物。經(jīng)測試各個房間的窗地比均滿足設(shè)計要求。除一號房間距離廚房間距較近，其他各個房間的采光都符合采光標(biāo)準(zhǔn)。但受到當(dāng)?shù)匚幕蜕盍?xí)慣的影響老人居住在一號房間。該房間因為廚房和臥室間隔太近而采光不足影響老人健康和正常生活。

表1 申X周住宅測試光照強(qiáng)度 /lx

表2 申X富住宅測試照度 /lx

表3 申X平住宅測試照度/lx

3.3 自然采光影響因素分析和優(yōu)化模擬

影響住宅采光的因素有很多，經(jīng)過前期的調(diào)研和測試發(fā)現(xiàn)主要存在問題有三類：一是房屋用地較大盲目加大進(jìn)深，使得窗地比過小。二是盲目最求房間數(shù)量造成黑房間。三是房屋間距太近，尤其是廚房設(shè)置在臥室的南側(cè)距離過近造成臥室采光不足。

3.3.1 住宅窗地比對健康采光影響分析與優(yōu)化模擬

鄉(xiāng)村住宅的建設(shè)都是按照主人的要求進(jìn)行，由于缺乏科學(xué)的指導(dǎo)，造成住宅進(jìn)深過大，窗地比過小，不滿足采光規(guī)范影響身體健康。一般住宅的窗地比不應(yīng)小于1/7，臥室的進(jìn)深比3/4較適宜使用，過大的進(jìn)深不利于房間的照度均勻度。照度均勻度對視力健康很重要，正常讀寫作業(yè)的需求均勻度不宜低于0.6，日常生活等一般活動不宜低于0.4。

申X周住宅就是進(jìn)深過大、窗地比過小的典型案例。該住宅白天基本不使用人工光源，自然采光是該住宅白天生活工作的主要光源。由于建設(shè)時沒有合理的規(guī)劃造成居室采光不達(dá)標(biāo)不利于人體視力健康。在心理上，由于房間進(jìn)深過大，采光不充足室內(nèi)較暗，在黑暗空曠的房間中人會有恐懼感。所以該住宅家中的兒童不愿意在一號房間中學(xué)習(xí)。

為了提高申X周住宅室內(nèi)的照度滿足日常生活和心理的需求，提出以下改造建議（見表4）：

①一號臥室門上加設(shè)亮子，東墻和北墻加設(shè)高窗。增大南側(cè)窗的寬度。

②三號、四號、五號臥室門改為玻璃材質(zhì)，門頭加設(shè)亮子增加采光。北墻加設(shè)高窗。

③進(jìn)深和面寬比不宜過大，方形的臥室空間實用性較大。

經(jīng)過優(yōu)化后通過軟件模擬計算所有房間采光均勻度都達(dá)到0.4以上，采光要求的各項指標(biāo)都滿足了健康采光的基本需求。

3.3.2 北向房間采光問題分析與優(yōu)化模擬

鄉(xiāng)村住宅中有的盲目建設(shè)房間，在北側(cè)陰暗面設(shè)置臥室，受當(dāng)?shù)匚幕绊懛课莺髩Σ辉试S開窗或只能開高窗，使得北側(cè)房間采光嚴(yán)重不足。申X富棟住宅就是這類住宅的代表，該住宅南向的居室基本滿足標(biāo)準(zhǔn)，北側(cè)臥室只有北向的高窗造成室內(nèi)昏暗。北側(cè)不利采光的房間一般不應(yīng)設(shè)置成臥室，應(yīng)為小的儲藏室或廚房等對自然光要求不高的房間。如果是臥室建議在有較好采光的一面設(shè)置大面積玻璃窗間接采光以增加室內(nèi)亮度。

測試發(fā)現(xiàn)申X富住宅南向房間符合窗地比和均勻度要求，使用時卻發(fā)現(xiàn)室內(nèi)光線較暗。三號房間測試數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)差別較大，分析原因是由于房屋前栽種了高大的喬木，造成室內(nèi)的采光效率較低。建議距離房間2m范圍內(nèi)不要種植高大樹木，樹木容易對室內(nèi)采光造成影響。

申X富住宅改造措施：在一號和三號房間的北墻1.2m高度加設(shè)2m大玻璃窗增加四號和五號房間的進(jìn)光量；在一號三號房間門上加設(shè)亮子增大進(jìn)光；二號房間客廳將原來的門改為玻璃門增大室內(nèi)的采光均勻度。通過以上措施使得四、五號房間的照度得到了很高的提升滿足了健康采光的需求，其余房間的照度均勻也得到了改善均大于了0.4的需求（見表5）。

表4 申X周住宅優(yōu)化后對比

表5 申X富住宅優(yōu)化后對比

3.3.3 房屋間距影響采光問題分析和優(yōu)化建議

受到文化和當(dāng)?shù)亓?xí)俗的影響，通常東為尊，老人都會居住東邊的臥室。依據(jù)鄉(xiāng)村家庭的生活習(xí)慣，家中老人會負(fù)責(zé)家中的生活起居買菜做飯等事務(wù)。為了生活起居的方便廚房一般也設(shè)置在東邊距離老人房間較近。通過調(diào)研走訪該地區(qū)100多戶住宅，發(fā)現(xiàn)有50%以上的住宅廚房與臥室間距存在問題。由此引發(fā)了廚房和臥室間距的矛盾，由本案例反映大部分鄉(xiāng)村住宅存在的問題。

針對這一現(xiàn)象建議鄉(xiāng)村住宅老人臥室和廚房進(jìn)行一體化設(shè)計。廚房建設(shè)成長條形加設(shè)在臥室旁邊，這樣既滿足采光使用要求，也可方便老人生活起居。減少臥室與廚房的距離方便照顧家庭，也免去了老人上下臺階的危險。并列型或者前臥后廚型的一體化設(shè)計可以使得廚房既有直接的自然采光又不對臥室采光造成影響。如無法進(jìn)行一體化的建議，廚房與臥室的南北向間距要符合日照間距的要求不宜小于2m與南側(cè)房屋高寬比1:1。經(jīng)過模擬計算如果房屋間距不符合采光要求，即使窗地比滿足要求也不能達(dá)到采光標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

本文選取了三棟不同人口規(guī)模，不同戶型，使用者年齡層次不同的鄉(xiāng)村住宅，在該地區(qū)具有廣泛的代表性。通過對其住宅進(jìn)行測試和模擬改造，至使三棟住宅都可以達(dá)到采光標(biāo)準(zhǔn)，滿足健康自然采光的需求。造成原本采光缺陷的根本原因，是在建造之前沒有進(jìn)行合理的設(shè)計，盲目建設(shè)形成的后果。經(jīng)過前期在該地區(qū)的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，白天只依靠自然采光的鄉(xiāng)村住宅有60%以上，在調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)，鄉(xiāng)村的大部分老人由于節(jié)省的生活觀念，幾乎白天只要有陽光都不會開人工光源，由此可見，自然采光的設(shè)計對于鄉(xiāng)村住宅的健康十分的必要。