建筑与光环境的关系及案例分析

1、建筑与光环境的关系及案例分析NoImage 目录 Contents(一).总结与建筑采光及日照相关的国家设计规范条款。（设计规范）(二).收集并分析5-8个通过设计手段改善建筑自然采光/日照的建筑实例。（案例分析）(四).参考文献(三).在周围环境中寻找分析室内自然采光/日照不佳的建筑实例，并从设计角度提出改进的意见和建议。（校园实例调研） (一).设计规范 Standards民用建筑设计通则( GB 50352-2005 )城市居住区规划设计规范（GB5018093）建筑采光设计标准 （GBT500332001） 住宅设计规范( GB50096-2011 ) 设计规范： 民用建筑设计通则(

2、GB 50352-2005 )(一).设计规范 Standards513 建筑日照标准应符合下列要求：1. 每套住宅至少应有一个居住空间获得日照，该日照标准应符合现行国家标准城市居住区规划设计规范GB 50180有关规定；2. 宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居住空间相等的日照标准；3. 托儿所、幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小3h的日照标准；4 .老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室，医院、疗养院半数以上的病房和疗养室，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2h的日照标准。 城市居住区规划设计规范（GB5018093）(一).设计规范 Standards5.0.2.1 住宅日照标

3、准应符合表5.0.2-1 规定；对于特定情况还应符合下列规定：(1)老年人居住建筑不应低于冬至日日照2 小时的标准；(2)在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低；(3)旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不宜低于大寒日日照1 小时的标准。表5.0.2-1 住宅建筑日照标准注： 建筑气候区划应符合本规范附录A 第A.0.1 条的规定。 底层窗台面是指距离室内地坪0.9m 高的外墙位置。 建筑采光设计标准 （GBT500332001）(一).设计规范 Standards3.2.1居住建筑的采光系数标准值应符合表3.2.1的规定:3.2.2办公建筑的采光系数标准值应符合表

4、3.2.2的规定:3.2.3学校建筑的采光系数标准值必须符合表3.2.3的规定: 住宅设计规范( GB50096-2011 ) (一).设计规范 Standards5.1.1 每套住宅至少应有一个居住空间获得日照,当一套住宅中居住空间总数超过四个时,其中宜有二个获得日照。居住空间是指卧室、起居室（厅）。5.1.2 获得日照要求的居住空间，其日照标准应符合现行国家标准城市居住区规划设计规范（GB50180）中关于住宅建筑日照标准的规定。7.1.1 每套住宅至少应有一个居住空间能获得冬季日照。7.1.3 卧室、起居室（厅）、厨房应有天然采光。7.1.5 卧室、起居室（厅）、厨房的采光窗洞口的窗地面

5、积比不应低于1/7。 2.1 甘肃省省图书馆新馆(二).案例分析 Examples设计机构：殊舍建筑地点：甘肃省兰州市建筑面积：2.5万平米设计时间：2013年4月一、理念：一个人拿着一本书到有阳光有绿色的地方去这就是图书馆的起源。二、空间： 阳光、绿色素雅的外表皮下藏着丰富灵活的内部空间。三、庭院：读者在阅览室看书，他们需要单独的交流、休息、接电话等需求。四、广场改造：为了打造全民参与、开放的图书馆，我们建议最小工程量的改造广场，增加图书馆与道路的联系，引导道路和公园广场人流进入馆内。p 基地东西向短，南北向特别长，考虑建筑南北朝向的同时，阅览室最大争取南向采光是个不可忽视的问题。 2.1

6、甘肃省省图书馆新馆(二).案例分析 Examplesp 正常会这样布置，建筑虽然是南北向，但是阅览室其实是西向的采光，西晒非常不适合阅览空间p 我们采用这样的布置，尽量减少西面空间并增加南向采光面，西面为庭院和走道等休闲和交通空间，增加的南向采光面适合作为阅览空间 2.1 甘肃省省图书馆新馆(二).案例分析 Examplesp 一方面减少西面空间，防止西晒，并将其设计为庭院和走道等休闲和交通空间；p 另一方面逐渐放大中庭，增加的南向采光面作为阅览空间。 2.2 美国太阳能研究所(二).案例分析 Examples建筑名称：美国太阳能研究所建造地点：美国，科罗拉多设计者：DeBartolo Pan

7、 ,Inc太阳能研究所是美国国家能源部的一个下属研究机构。坐落在科罗拉多州的南桌山上海拔较高的半沙漠地带。建筑面积约1 394平方米，包括一系列办公室、研究室、实验室等，主要用来进行太阳能利用、光合作用等方面的专业研究。 2.2 美国太阳能研究所(二).案例分析 Examplesp 退台式体型和窗户的设计扩大了日光的入射深度，最大可以达到27.4m。有效地减少了不必要的人工照明的能源消耗。 2.2 美国太阳能研究所(二).案例分析 Examplesp 光敏窗户可以根据阳光的强度上升或下降，而且可以调整室内的光照强度。 2.3 德国国会大厦(二).案例分析 Examples名称：德国国会大厦（也

8、称 “帝国大厦”）建造年代：1884年设计师：保罗瓦洛特(后由英国著名建筑师诺曼福斯特改造)规模：长137米，宽97米地理位置：柏林市中心德国国会大厦其建筑风格集古典式、哥特式、文艺复兴式和巴罗克式多种于一身，是德国统一的象征。德国国会大厦现在不仅是联邦议会的所在地，其屋顶的穹形圆顶也是最受欢迎的游览圣地。 2.3 德国国会大厦(二).案例分析 Examples议会大厦的圆形穹顶对大厦的采光照明和通风设计起到了至关重要的作用,它的核心是一个称之为“光线雕刻家”的倒锥体光反射装置，p 锥体上的反射板可以将水平光线反射成柔和的漫射光，照亮整个议会大厅。在天气晴朗的日子白天绝大部分时间都不需人工照明

9、。p 一个360转动的舌形遮阳板装置可根据一天内太阳高度角的变化而旋转，以遮挡过强的阳光照射和刺眼的光线。p 夜幕降临时，这一过程会颠倒过来。锥体上的反射板将大厅内的灯光反射进玻璃穹顶，穹顶便成了一座美丽的灯塔，也达到减少人工照明的目的。 2.4 德国柏林GSW 总部(二).案例分析 ExamplesGSW 大楼办公楼平面进深最宽是11m，通过东西两边离地60cm、水平连续的大玻璃采光，这给予了办公空间特别好的日光照明，因为至少有一面采光可利用，而同时减少了许多人工照明的需要。东面是可开启的夹有百叶帘遮阳装置在中间的双层玻璃；西面全景玻璃幕墙由3层组成：外层是单层玻璃幕墙系统；中间夹层在1m

10、进深的空间内安装上许多2.9m高0.6m宽、1.5mm打孔的铝制遮阳板，每层还有一层格栅铁网给安装及修理用；里层同样是离地60cm的连续可开启的双层玻璃窗。遮阳板会根据室内采光条件由中央遮阳自控系统整体调节它的旋转角度，同时也可以因个人的舒适度局部控制。 2.4 德国柏林GSW 总部(二).案例分析 Examples西侧立面安装可调节穿孔金属板来控制下午的得热与眩光。穿孔金属板百叶根据时间和天气变化调节，百叶打开可最大利用自然光，部分关闭可控制天然光或者完全关闭得到最少阳光（通过穿孔板仍提供扩散天然光），建筑表皮呈动态控制，这样有利于使用者在不同位置设置垂直百叶来满足他们特殊采光需要. 2.4

11、 德国柏林GSW 总部(二).案例分析 Examplesp 一个自然采光的走廊连接两旁的办公室显示着它的公共性质。这个中庭是一个长100m、宽6m 的狭窄槽，弯月形空间与外边的弧线平行。p 它是根据两种空间性质叠加设想的：夜间，两旁连续不断的多个封闭的办公室被壁灯照亮着，光线洒在抛光的素混泥土上；白天则由一道2m宽的天窗照亮。这样光线从75m长 的天窗洒泄下来一直到底层，整个通道显得十分的和谐宁静。在走廊的尽头一端，有一个狭窄垂直的玻璃镜面使更多的反射光进入室内。如前所述，有 一块加固夹层玻璃在北入口处上方，即在这槽形廊厅的中央处 。 2.5 冰河博物馆(二).案例分析 Examples博物馆

12、名称:Glacier Museum中文译名:冰河博物馆建造时间:1989-1991建筑师:斯维尔.费恩(Sverre Fehn)建筑地点:Fjaerland , Norway建筑功能:属于专门性自然博物館, 展出内容包括冰河的形成、用途等自然科学知识基地位置位于vagamo湖所形成的峡湾端点处,峡湾的两旁紧挨着一层又一层险峻的高山。建筑处于绿野之上,群山环绕, 颜色犹如远处的白雪,形状细长犹如一道峡湾,宁静平和,毫不张扬地为来者诉说大自然的故事 2.5 冰河博物馆(二).案例分析 Examples顶窗式设计,利用屋顶采光：p 优点1. 陈列室内照度均匀2 .采光效率高3 .采光口不影响陈列品的

13、布置p 缺点1 .管理清洁不便2 .需要设置光线扩散装置(反光板挡光板)以避免阳光直射展品3 .要提高墙面照度,避免产生炫光建筑顶部中央下凹,凹槽两侧采用透明玻璃材质,针对建筑处于纬度较高,太阳高度角较小的地理位置,达到了较好的室内自然采光. 2.5 冰河博物馆(二).案例分析 Examplesp 阳光经过顶部中间的凹槽通过光线扩散装置射在两边的墙面上,显得柔和不刺眼。p 同时,南侧的三角形咖啡区采用倾斜的玻璃不仅让游客一边用餐一边欣赏美景,同时大量的自然采光也使室内显得十分开阔通透. 2.6 光线良好的趣味空间(二).案例分析 Examplesp “自然光给予空间特性，自然光给予建筑生命，因

14、为建筑是由光的环境照射而产生生命的。基于此，除非给予它（建筑）生命（光），否则没有一个空间是真实的。”著名美国现代建筑师路易斯康p 光以不同的方式穿过建筑的表皮，进入内部空间，在被建筑改变的同时，也以自身独特的语言塑造了空间的性格，形成了各种不同的氛围。 2.6 光线良好的趣味空间(二).案例分析 Examplesp 光透过层层穿透的玻璃，将分隔空间内的人物和景象，在视觉可感中穿越瞬间、“同时展现”。其效果引发空间的相融，此“融”是一种多重叠影，不仅在构建认知过程中增加了一层和实物间的距离感（因为玻璃的存在），也同时消除了距离所具有的隔间倾向（因为透明性），得以生成时间重叠的感受。朦胧的轮廓正

15、隐然建立起距离间隔的存在，若虚若实，宛如幻境却在真实之中。 (三).校园实例调研 Examples of Campus3.1 西工大图书馆问题总结：1.图书馆内大空间阅览区光线比较暗2.图书馆靠外玻璃幕墙采光较好，进深较大的空间基本全靠人工照明改进设计策略：1.适当增加图书馆中庭的大小，增加自然采光量2.图书馆内部适当安装反光板或光导纤维等设备，将室外入射光反射和引入到室内，节省部分的能源 (三).校园实例调研 Examples of Campus3.2 西工大教学西楼B座问题总结：1.教学西楼B座多处走廊自然采光较差，光线较暗2.教学楼内部厕所窗户开口面积较小，光线较暗，基本全靠设备照明改进

16、设计策略：1.适当增加教学楼中庭及边厅的大小，增加自然采光量2.适当安装反光板或光导纤维等设备，将室外入射光反射和引入到内廊，增加自然采光量3.在适当的位置增加教学楼内部厕所窗户的开口面积，增加自然采光量 (三).校园实例调研 Examples of Campus3.3 西工大云天苑G座问题总结：1.云天苑宿舍楼G座内部走廊相对封闭，无直接对外的窗口，光线很差，全天基本要靠人工照明改进设计策略：1.适当在宿舍之间增加架空通透的空间，以增加走廊内自然采光量2.适当安装反光板或光导纤维等设备，将室外入射光反射和引入到内廊，增加自然采光量 (四).参考文献 References参考文献： 1 彭小云, 邰惠鑫.天然采光的生态方法 J .华中建