现代建筑采光方式与室内空间效果分析

现代建筑采光方式与室内空间效果分析

王　蕾1　李东浩2

(1　郑州大学　　　　　　　河南郑州　450052

2

　　郑州铁路职业技术学院　河南郑州　450052)

摘　要:采光口的位置、形状和构造等不同的采光方式将产生不同的室内空间效果,综合运用不同采

光方式,在现代建筑采光方式上产生整合与分解两种发展趋势。

关键词:建筑采光方式　自然光　室内空间效果　　光是建筑空间得以呈现、空间活动得以进行的必要条件之一。尽管目前人工光已经普遍应用于建筑室内照明,但是自然光仍然具有人工光无法替代的优势:(1)人眼在自然光环境中,辨认能力强,舒适度好,不易引起视觉疲劳,有利于视觉健康;(2)通过自然光的亮度强弱变化、光影的移动,在室内生活的人们可以感知昼夜的更替和四季的循环,有利于心理健康;(3)充分利用自然光有利于建筑节能。所以,设计人员要尽量利用自然光,重视建筑采光设计。我国现行的《建筑采光设计标准》规定了居住、公共和工业建筑的采光系数、窗地面积比及其计算方法等,但是这一系列定量标准尚未完全解决实际的操作问题。对于确定的房间,其采光面积是确定的,但是不同的采光方式会使室内空间现不同的光影效果。可以这样说,采光方式影响着室内空间“质”的高低。

采光口的位置

建筑物采光口按照位置大体可分为两种:侧面采光口、顶面采光口。(底面采光口很少应用,这里

)不再赘述。

侧面采光口　这是一种最为常见的采光口,即开设在建筑物墙面上。同样是侧面采光,其朝向的方位不同,室内空间效果也不同。对于我们地处北纬30°左右的中原地区,南向采光可以获得充足的直射光,在室内表面造成强烈的光影效果,生动地表达空间中的种种形式。北向采光引入的是天空和云层的漫射光,室内光线柔和。如果房间可同时南、北向

采光,那么从北向引入的自然光可以缓和直射光,平

衡空间中的照射水平。东、西向采光由于太阳高度角小,易产生眩光,应当采取遮阳措施。对于同一个面上的采光口,位置的移动、面积大小的变化,都会影响室内空间效果。(见图1)

图1　位于同一侧面的一个采光口位置及其变化

图2　道格拉斯住宅室内密歇根州,美国1971-1973(理查德・迈耶设计)

(b)将采光口设置在房间的一角,这时直射光可

以照亮相邻的墙面,突出其表面的质感效果,强调这个面在空间中的重要地位:从(a)到(e),采光口逐步

　收稿日期:2003-11-19

　作者简介:王　蕾(1977-)女,河南民权人,郑州大学2001级研究生。

李东浩(1976-)男,福建永春人,郑州铁路职业技术学院机电工程系助教。

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扩大,室内采光量随之增多。室内外空间的分割越来越弱,也让人们享受到良好的室外景观。建筑实例见图2。

位于同一个面上的多个采光口有规则地组合,可以产生明暗交替的节奏,增加空间秩序感。(见图3)运动场看台下原本单一乏味的线性交通空间被光影的明暗韵律赋予了勃勃生机。

效果。斯蒂文・霍尔的近期作品MIT大学的Simmons公寓,以“多孔性”和“渗透性”作为处理建筑内部和外部的主导式隐喻。室内以漏斗状空间———设置休息室和学习间的贯通楼层———作为垂直渗透的核心。而这些“漏斗”空间顶部的不规则采光口及其室内到处游动的光线,使空间充满趣味(见图6)。

图5　古根海姆博物馆顶部天窗(弗兰克・劳埃德・赖特设计)

图3　AthleticsStadium看台下的流通空间

Madrid,西班牙,19-1994(Cruz和Oritiz设计)

顶面采光口　顶面采光获得的光线柔和而稳定,空间的照度均匀。顶面采光口的位置大致有以下几种情况(见图4):(a)采光口位于顶面的中心,光线照亮的区域也是空间的几何中心,空间稳定且中心突出;(c)将采光口设置于顶面一角,明亮的角部吸引着人们的视线,空间呈现动感;(d)采光口扩大成光带,突破顶棚的沉闷感,将室内空间明显地划分成两个区域。(e)采光天棚使建筑顶部完全开敞,将人的视线和思绪引向天空,开始人与天、与宇宙的对话。

图6　Simmons公寓的顶部采光口MIT大学　U.S.A　(斯蒂文・霍尔设计)

图4　位于顶面的一个采光口位置及其变化

采光口的形状

规则的形状　一般情况下,采光口采取与墙面

或顶面相似的形状,这种重复的构图易达成空间的整体协调。赖特设计的古根海姆博物馆,顶部圆形的天窗照亮圆筒状的中庭空间,人们环绕中庭行进的过程中,始终强烈地感觉到空间中心的存在(见图5)。

不规则的形状　不规则形状的采光口,会在室内产生一个不规则形状的视觉亮面,而且其落影也随时间的推移而变幻莫测,产生戏剧性的室内空间48

为了说明问题我们进行了上述分类,而在实践工程中,设计人员可以更加灵活的运用。有时采光口可以同时贯穿几个侧面,有时可以同时跨越顶面和侧面,甚至整个覆盖面都可以采光。无论怎样,我们都要依据使用功能、空间性质等,减少眩光等的不利影响,利用光影的构图作用,发挥光线的塑形功能,创造适宜生活的室内光环境。

采光窗的构造

在人类几千年的建造史中,筑屋通常需要满足两方面的生活需求:一方面,遮风挡雨,免受侵袭,要求个人隐私有所保障;另一方面,视看的需要把光线引入室内,与室外保持一定的联系。这一对看似无法调和的矛盾被玻璃这种具有一定强度且透光的材料所解决。自1851年帕克斯顿设计伦敦“水晶宫”开始,玻璃及其构造技术的发展成为推动现代建筑发

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展的一支重要力量,由此也展示给人们更加丰富多彩的室内空间。

支撑结构　一般采光窗的支撑物由木、钢、铝合金、塑钢等型材做成窗框,玻璃嵌入而成。而对于大面积的采光面,需要特殊的支撑结构和材料。贝聿铭设计的卢浮宫金字塔,是由一个巨大的金属桁架结构支撑起来的,其上覆盖特制的透明玻璃。它以完美精致的几何形体与环境亲切对话。这个玻璃金字塔将室外阳光引入地下广场,支撑结构本身也向观众展示着轻盈、精确的结构美,获得良好的室内空间效果。

填充材料　玻璃的种类繁多,设计时要根据室内空间需要适当选择。贝聿铭为了在卢浮宫金字塔中创造一种透明纯净的几何空间,几经周折挑选到水白色玻璃作为覆盖材料,只有它能够提供足够的透明度,使观者透过玻璃看金字塔时不会产生变形和色差。

现在介绍几种常用的玻璃材料:a.浮法玻璃　这种玻璃是将原料高温融化,引入熔融锡槽中,自然的压力和表面张力使玻璃厚度均匀,再导入退火槽降温,切割而成。它具有光滑平整的表面,光学畸变极小,广泛应用于建筑采光窗。b.有色玻璃　它是在普通钠—钙硅酸玻璃中加入有着色作用的氧化物,如氧化铁、氧化镍、硒等,使玻璃着色。阳光透过有色玻璃会被有选择地吸收一部分可见光谱,剩余的色光会给室内空间渗入一种淡淡的色彩。应适当地选择使用有色玻璃。

c.镀膜玻璃　在玻璃表面涂以金、银、铜、铬、铝、镍、铁等金属或金属氧化物薄膜。它具有单向透视的特性,迎光面具有镜子的特性,背光面又如窗玻璃那样透明。由于对太阳辐射有较高的反射能力,室内采光量有所降低,需要用其他方式给以补充。

d.磨砂玻璃　普通平板玻璃经研磨、抛光加工制成,有双面磨砂和单面磨砂之分。具有透光不透明的特点。光线通过这种玻璃形成漫射,室内光影柔和,分布均匀。

遮阳措施　夏季太阳的直射光给室内带来多余的热量,而且在刺目的光照下我们无法正常的工作和生活,所以有必要采取适当的遮阳措施调节室内温度、减少眩光。常见的遮阳措施有:

a.固定的外挑式遮阳板;b.临时的遮阳幕(窗帘、百叶窗等);c.绿化遮阳。

现代建筑采光方式的演绎:整合与分解传统意义上的窗与墙同属于建筑的围护结构。窗具有采光、通风和取景的功能,而墙起到保温、隔热和分割的作用。然而,玻璃的材料性能不断改进,强

度大大提高,保温、隔热的性能逐步改善,使得传统意义上窗与墙的界限正在慢慢消解。这为建筑设计提供了良好的创新契机,大量的实践作品在采光方式上呈现出两种趋势:整合与分解。

整合　当前,新技术、新材料的推广和应用为建筑采光方式的整合化提供了必要的物质基础。整个建筑物的外围护结构可以在材料、构造、形态上整合为一,可以设计成可操纵的采光器,其通光量会根据室内的使用需要通过特定的设备来自动调节。法国建筑师让・努维尔因其设计的阿拉伯文化研究中心而成名。这个作品的突出特点就是它的外围护结构———由大大小小仿佛相机快门的金属构件组合成阿拉伯民族的传统图案。这些“快门”由智能系统控制开合的大小和时间,为室内提供适宜的光环境。

分解　即将传统的建筑空间和形态分离、支解,然后重新组合和堆积,这样,传统的采光方式也被分解,采光口位置不定,形式不规则,室内光线游弋幻化,穿插于挤压、变形的内部空问。美国建筑师盖里设计的建筑作品以连贯的、雕塑感的光亮外壳呈现出离散的建筑形态。室内空间,自然光仿佛穿过坚固的壳体,从孔洞中钻入空间,凸现出室内碰撞、扭曲的形体(见图7)。

图7　WeatherheadSchoolOfManagement,Ohio,U.S.A,

1999-2002(弗兰克・盖里设计)参考文献

[1](美)弗朗西斯・D・K・钦著,邹德侬,方千里译.建筑:形式・空间和秩序[M],北京:中国建筑工业出版社,19871[2](英)维金顿著,李冠钦译.建筑玻璃[M],北京:机械工业出版社,2002.111

[3](英)珀尔曼著,刘从红等译.当代世界建筑[M],北京:机械工业出版社,2003.61

[4]柳孝图主编.建筑物理[M],北京:中国建筑工业出版社,20021

[责任编辑:张　磊]

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