采光井在現(xiàn)代建筑空間中的應(yīng)用

丁平

摘要：當(dāng)今城市化發(fā)展迅速，大規(guī)模大體量的建筑不斷涌現(xiàn)。在自然采光通風(fēng)方面還存在許多不足，很多地下建筑采用人工照明和機(jī)械通風(fēng)。本文分析了建筑設(shè)計(jì)中常見(jiàn)采光的形式，引出了在一些地下建筑和高層中采光井的應(yīng)用，意在倡導(dǎo)綠色設(shè)計(jì)的理念。

Abstract： Today's urbanization is developing rapidly， and large-scale buildings continue to emerge. There are still many deficiencies in natural lighting and ventilation. Many underground buildings adopt artificial lighting and mechanical ventilation. This article analyzes the common forms of lighting in architectural design， and leads to the application of lighting wells in some underground buildings and high-rise buildings， aiming to promote the concept of green design.

關(guān)鍵詞：采光井;自然采光;景觀;建筑設(shè)計(jì)

Key words： lighting well;natural lighting;landscape;architectural design

中圖分類(lèi)號(hào)：TU113.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）12-0234-02

1? 概述

在建筑中，良好合理的自然光，能夠有效減少建筑的能耗，降低建筑的運(yùn)行成本。設(shè)計(jì)師通過(guò)對(duì)光照形式、方向和角度等方面的設(shè)計(jì)，能夠讓空間呈現(xiàn)出不同的視覺(jué)效果。隨著人們對(duì)環(huán)境的重視，環(huán)保理念的加強(qiáng)，自然光在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用顯得尤為重要，采光井的構(gòu)造愈來(lái)愈富有創(chuàng)造性。

2? 建筑中的采光形式

2.1 傳統(tǒng)民居中的采光形式

天井是我國(guó)南方地區(qū)傳統(tǒng)民居中采光通風(fēng)組織中最為普遍的形式。它是建筑內(nèi)部采光系統(tǒng)的構(gòu)成要素，也是傳統(tǒng)民居中排水、通風(fēng)的組織核心所在。它不僅是建筑的交通聯(lián)系空間，同時(shí)也給人們以 “好運(yùn)祈?！钡仍⒁狻９呕罩莸奶炀环Q(chēng)作“明堂”，于是有了“四水歸明堂”之說(shuō)，有四面財(cái)源滾滾而來(lái)之寓意。傳統(tǒng)民居中的天井在設(shè)計(jì)各有不同，布口方位和寬窄可以不同，深淺位置也可寬可窄，但其共同點(diǎn)都是作為室內(nèi)一個(gè)的過(guò)渡空間，它可以被“二向”“三向”“四向”圍合面包圍，使室外空間具有“內(nèi)化”性室內(nèi)空間具有“外化”性的特征。這種形式民居適宜在夏季濕熱的氣候區(qū)，產(chǎn)生的對(duì)流風(fēng)可以改善居住空間小氣候的特點(diǎn)。

當(dāng)天井尺度增大一定規(guī)模就成為庭院。庭院是我國(guó)北方地區(qū)傳統(tǒng)民居中采光通風(fēng)組織中最為普遍的一種形式。庭院式民居通常以三間一幢的條狀住房為基本單位圍合成院落，室內(nèi)外為共同使用的生活空間。合院式民居中以北京四合院最為典型。這種形式民居適宜在冬季寒冷或夏熱冬冷的氣候區(qū)，寬敞的院落在夏季可以自然風(fēng)，在冬季可以有較充沛的日照。

如圖1左為皖南民居一種平面形式;右為北京四合院。

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，高密度建筑特別在越來(lái)越多的地下建筑和豎向發(fā)展的空間建筑如何合理地利用光線？天井的形式為現(xiàn)代設(shè)計(jì)提供了一個(gè)很好的方法。在一些城市中的地下停車(chē)場(chǎng)、商場(chǎng)以及高層建筑

等為了解決建筑空間中通風(fēng)和采光問(wèn)題，新的采光方式逐步取代了傳統(tǒng)天井的采光，各式各樣的采光井已逐漸成為這些空間設(shè)計(jì)中的一個(gè)景觀要素。

2.2 現(xiàn)代建筑中的采光形式

現(xiàn)代建筑中根據(jù)功能的需要，空間的采光方式主要有直接采光和間接采光。

直接采光是在建筑的外維護(hù)結(jié)構(gòu)上直接開(kāi)設(shè)窗戶(hù)進(jìn)行采光，讓室外自然光線映射在室內(nèi)空間中，滿(mǎn)足室內(nèi)的采光照明等性能要求。大部分建筑都是通過(guò)在外墻直接開(kāi)窗采光通風(fēng)。按窗所處位置分為單側(cè)窗采光、雙側(cè)窗采光、高側(cè)窗采光、角窗采光、天窗采光等形式。由于單側(cè)窗構(gòu)造較簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，而且光線具有很強(qiáng)的方向性，因此在建筑中使用最為普遍。缺點(diǎn)如果房間過(guò)于寬敞容易形成室內(nèi)光線分布不均勻，近窗處亮遠(yuǎn)窗處暗，所以在設(shè)計(jì)時(shí)注意進(jìn)深的控制。否之，則采用雙側(cè)窗、高側(cè)窗或天窗輔助采光，提高室內(nèi)照度的均勻性。

一些交通建筑的候車(chē)廳是人流密集區(qū)和集散地，所以此空間要求較高的照明質(zhì)量。由于這類(lèi)建筑多采用大空間結(jié)構(gòu)形式，大跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使得大面積的屋頂采光成為可能，同時(shí)輔以高側(cè)窗的使用或者大片幕墻增加室內(nèi)照度的均勻度，使自然光對(duì)室內(nèi)照度形成了很好的補(bǔ)充。如天津?yàn)I海站的候車(chē)廳的屋頂安置有大片的天窗，杭州東站的候車(chē)廳的屋頂安置有一系列條形采光帶，它們是白天整個(gè)建筑空間的主要采光源，給候車(chē)大廳帶來(lái)充足的自然光線。夏季除外當(dāng)陽(yáng)光射入候大廳時(shí)，人們會(huì)更愿意坐在陽(yáng)光下享受太陽(yáng)的溫暖。通過(guò)明亮的玻璃天窗還可以觀察到外部天空的變化。同時(shí)在墻面安裝了玻璃幕墻，使室內(nèi)有很好的天然光。設(shè)計(jì)者在造型上采用了方格分割玻璃幕墻，充分考慮了旅客的視覺(jué)和整個(gè)空間的效果。

由于現(xiàn)代建筑功能的復(fù)雜性與多樣化，在很多地下建筑中間接式采光也被發(fā)明和大量運(yùn)用。它利用一些輔助設(shè)備將自然光輸送到地下建筑中，如導(dǎo)光管采光和鏡面反射采光。

導(dǎo)光筒采光是將自然光中的紅外線和紫外線進(jìn)行過(guò)濾后利用光纖維傳到室內(nèi)。導(dǎo)光筒的安裝可以在建筑的各個(gè)區(qū)域，不受到太多的限制，卻能滿(mǎn)足建筑各空間的采光需求。人們充分享受自然光的同時(shí)避免紫外線等對(duì)于人體皮膚的損傷，光線均勻明亮、沒(méi)有眩光，緩解視覺(jué)疲勞，更加環(huán)保舒適。鏡面反射是美國(guó)加州大學(xué)提出的一種十層及以上的大樓內(nèi)部空間的采光方式，主要利用傳光棱鏡來(lái)進(jìn)行自然光采集，再通過(guò)一次或多次發(fā)射到所需光線的空間中。這種方式可以讓陽(yáng)光被傳遞到很深的地下，來(lái)滿(mǎn)足人們對(duì)房屋的不同需求。此種方式不需要利用現(xiàn)有的不可再生資源，減少照明的二氧化碳排放不失為一種環(huán)保的設(shè)計(jì)手法。

3? 采光井在現(xiàn)代建筑的景觀作用

3.1 下沉式庭院的采光

在一些地下建筑中采光井剛開(kāi)始主要為直接采光方式。在層數(shù)少、平面體量相對(duì)較大的地下建筑中可以用直接式采光來(lái)營(yíng)造的空間氛圍和改善空間方位感的。具體做法是在建筑大廳或中庭的頂棚處設(shè)置與地面直接連通的天窗或中庭。

如貝聿銘設(shè)計(jì)的華盛頓國(guó)家藝術(shù)博物館東館廣場(chǎng)的五個(gè)大小不一的三棱錐體和盧浮宮玻璃金字塔，就是直接式的地下建筑的采光天窗。讓人們?cè)诘叵碌拇髲d空間中，形成豐富的視覺(jué)和心理上的安全感，滿(mǎn)足自然光照同時(shí)也達(dá)到景觀的效果。

這種設(shè)計(jì)手在城市一些含有地下建筑的廣場(chǎng)上越來(lái)越常見(jiàn)。為了滿(mǎn)足地下空間的采光和廣場(chǎng)的裝飾效果，結(jié)合廣場(chǎng)地形上一些鋪裝和立體采光井相結(jié)合，形成一道現(xiàn)代感的風(fēng)景。

3.2 共享空間的采光

在現(xiàn)代一些大型公共建筑中（如賓館、酒店、商場(chǎng)等）為了適應(yīng)人們社交和生活的需要，產(chǎn)生了可供人們進(jìn)行社交、娛樂(lè)、散步和休閑等活動(dòng)的的公共使用空間，即我們所說(shuō)的共享空間。為滿(mǎn)足人們對(duì)環(huán)境的不同要求，并促進(jìn)人們更多的交往，在共享空間上部設(shè)透光頂棚，形成帶有玻璃頂蓋的內(nèi)院，即采光中庭。中庭里引入自然構(gòu)景要素，可配置山石、噴泉、奇花異草和建筑小品等，結(jié)合功能又設(shè)置有便捷的垂直交通將上部各層空間融為一體。采光中庭將人與自然、建筑融為一體，實(shí)現(xiàn)了人與建筑、建筑與自然之間的有機(jī)協(xié)調(diào)。當(dāng)人們置身于中庭咖啡茶座間或休息椅休閑聊天時(shí)，人們?cè)诰裆虾臀镔|(zhì)上都有較大的享受，重視了使用者在不同環(huán)境空間感情上的，提倡把人的感官和心理上的因素融入到設(shè)計(jì)中去，創(chuàng)造出一種人們能夠直覺(jué)感受到的和諧的環(huán)境共享空間。這就是波特曼提倡的“建筑是為人而不是為物”的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想。

1976年波特曼設(shè)計(jì)了亞特蘭大海特?cái)z政酒店，這個(gè)酒店的中心庭院第一次被稱(chēng)為中庭，如圖2。整個(gè)酒店中心是22層通高中庭，上覆采光屋頂，圍繞中庭的電梯為透明度的玻璃觀光梯，中庭的庭院是一個(gè)開(kāi)放的空間，為使用者營(yíng)造了公共交流休閑的多功能場(chǎng)所，這種中庭空間首次以一種成熟的形式出現(xiàn)在大家面前。

在一些大體量集中式的現(xiàn)代建筑形式中，由于其大進(jìn)深房間較難獲得良好的光照，因此，中庭在平面中的形成出現(xiàn)更多類(lèi)型的布置方法。一些建筑中采用化整為零的分散式布局方法，將大體量轉(zhuǎn)化為小體量進(jìn)行聯(lián)系，從而擴(kuò)大了建筑的外表皮，提高了建筑物內(nèi)部的自然光的攝入。如福斯特在的德國(guó)法蘭克福德意志商業(yè)銀行總部的設(shè)計(jì)中，也將建筑的中心處理為一個(gè)通高的部中庭，但每隔四層又設(shè)一個(gè)空中花園，通過(guò)這樣重復(fù)的手法將建筑豎向重疊，極大地提升了室內(nèi)空間的采光效率和良好的使用感覺(jué)。

隨著規(guī)模宏大、功能復(fù)雜的大型商業(yè)建筑不斷的出現(xiàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)師應(yīng)該結(jié)合不同的平面布局合理地安排中庭的設(shè)計(jì)，提供給使用者一個(gè)豐富的空間形態(tài)，為大家創(chuàng)造適宜的空間環(huán)境，避免采光、通風(fēng)、交通等技術(shù)問(wèn)題出現(xiàn)不經(jīng)濟(jì)不合理的現(xiàn)象。

4? 總結(jié)啟示

天然光不僅使建筑內(nèi)部空間環(huán)境更舒適，節(jié)約能耗的同時(shí)為人們帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在當(dāng)今溫室效應(yīng)諸多的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題中，建筑師應(yīng)重視生態(tài)環(huán)保的綠色設(shè)計(jì)理。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)自然光的引入，注重采光井的建設(shè)和使用，讓自然光豐富內(nèi)部空間的同時(shí)也帶來(lái)視覺(jué)上的現(xiàn)代感，更多地節(jié)約資源，推動(dòng)我國(guó)的生態(tài)設(shè)計(jì)的文明進(jìn)程。

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