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水石研发:居住区光环境研究 | 甄选分享

集景堂
2024-08-30

The following article is from 水石设计 Author 水石设计



  人的生活离不开阳光

· 红外热辐射——冬季采暖、加热灭菌

· 可见光——室内采光

· 适量紫外线(UV-B\UV-C)——合成维生素D

  但有时也需要避光

· 过多红外热辐射——夏季炎热

· 高反差可见光——城市光污染(玻璃幕墙反射)

· 过多紫外线——晒伤皮肤、老化构筑物和家具





规划层面的光环境问题



结合地域所在的太阳辐射及气温条件,衍生出规划中的诸多光环境问题,我们选取一些典型的空间规划进行探讨:

·归家路线的选择

·儿童及老年人活动场地的选择及布置措施

通过分析我们对城市分为三种区域,其中大部分地区属于夏避冬喜区域,我们的研究针对这类区域给出一些建议:


· 1 ·

夏避冬喜区域——归家路线的选择



⊙夏季上下班遮阳

⊙冬季上下班喜阳

归家策略设计方法:找出夏季与冬季适宜的区域后,叠加冬夏两季节的范围,找到最优归家路线。

⊙镂空连廊——夏避冬喜区域应选择不遮光,但在夏季又能挡一部分烈日和高温的顶棚做法

⊙遮阳连廊——夏避冬避区域应选择遮光材质的顶棚


· 2 ·

夏避冬喜区域——儿童及老年人活动场地的选择


⊙夏季活动时间遮阳

⊙冬季活动时间喜阳

儿童及老年人活动场地选择及设计策略:

1.冬季得阳场地通过软件计算,按照各地规范要求的日照时长,识别合适场地。

2.在儿童看护区、老人休息区座椅处设置有遮阴措施。

⊙针对儿童乐园给出种植建议



建筑层面的光环境问题



·如何改善室内的有效光照区域

·连廊住宅中间户北侧房间光线问题

·厨房能否同时满足“开窗形式多样化和充足采光”


· 1 ·

如何改善室内的有效光照区域


改变梁的方式:

住宅窗槛墙总高度1200,远大于梁高要求,且梁可上翻

通过改变梁的方式,可以使卧室内的光照有效区域得到改善

⊙通过改变梁的方式,可以有效改善“起居室”的光照区域

⊙梁同时上翻时,建筑外立面南北线脚仍可以拉通统一设计


· 2·

连廊住宅中间户北侧房间光线问题


1.高层受连廊的遮挡,北侧房间光线不足

⊙连廊梁上翻时,对北侧房间光线影响减小

⊙连廊长度>10m时可得较理想的北向房间采光

⊙天井深度>2.5m时可得较理想的北向房间采光


2.低层住户受北侧入户大堂的影响,光线严重不足

⊙大堂两侧增加挑空能给北侧房间增加照度

⊙低层住户的光环境优化(大堂两侧挑空设计)

北侧大堂常规做法

大堂两侧挑空设计

⊙大堂两侧挑空明显减少低层北侧房间的光照影响

⊙均衡采光与比例美学的北侧大堂尺度推荐:

大堂正门横竖比近似1:1,两侧挑空宽度为正门宽度的1/2,此时需要至少11.1m的连廊长度


· 3 ·

厨房开窗探索


正常窗——整体采光更好,更容易满足规范要求。

条形窗——可提升空间意境塑造氛围,靠窗台面亮度更均匀,操作体验更佳。

推荐在大面宽厨房 、大平层以及别墅使用。

不建议在T4高层住宅中间户使用条形窗



采光设备的引用



·光导照明系统

·光纤照明系统

·光线重定向膜

·室内浅色材料的应用


· 1 ·

光导照明系统

应用于:展厅 | 大跨商业 | 改造项目 | 地下车库 | 住宅


光导照明系统是通过室外采光装置捕获阳光,然后通过导光装置均匀导入系统内部,经高效传输后,再由漫射器将自然光均匀地洒向室内需要光线的地方。


· 2 ·

光纤照明系统

应用于:展厅 | 大跨商业 | 改造项目 | 地下车库 | 住宅


光纤系统在数十米至几百米的长度内可无损耗地传导到需要照明的场所,安装灵活,既可以安装在屋顶,也可以安装在立面上,通过光缆可以把阳光引向北侧的房间。

案例尝试

——使用光纤设备给住宅楼1、2层暗光房间补光


方案一:采光器放在北侧门头上方


方案二:采光器放在南侧立面上


利用光纤无损耗及安装灵活的特性,尝试在住宅低区安装该系统,来解决一二层住户北侧房间缺少自然采光问题。


· 3·

光线重定向膜

应用于:办公建筑 | 图书馆


⊙效果对比 应用后(上图)| 应用前(下图)


· 4 ·

室内浅色材料的应用


⊙北京大兴机场作为良好的展示范本

体现了浅色漫反射材料明显提升室内采光品质的能力

⊙房间内部使用白色窗框,整体空间也会相应变的敞亮一些

⊙还可以使用增光墙纸进一步提高室内亮度



合理选择窗玻璃



在建筑中通常以玻璃作为获得光线的媒介,为兼顾降低夏季热负荷与冬季得阳采暖,本章节对节能玻璃重新认知,从而可以更合理的选择应用。

Low-E玻璃的真实作用

通常Low-E玻璃会因为其“节能玻璃”的广告语被设计奉为圭臬。但Low-E玻璃有其适用范围,而非遇到节能需求就一定是Low-E玻璃表现最佳。

⊙镀膜位置不同也会影响玻璃性能

然而Low-E的作用在夏季对节能帮助非常有限

⊙虽透过Low-E玻璃的红外线比普通玻璃明显降低

依旧有相当比例的红外热辐射会传递至室内

在制冷需求主导区域,选择性透过镀膜更具优势

⊙高可见光透过率选择性透过膜 范例产品


本课题使用了Rhino+Ladybug、VELUX Daylight Visualizer以及Trimble Sefaira for SketchUp进行分析。


■ 后记

建筑物理性能的分析会借助多种分析工具帮助建筑师提供更多客观数据,如果有读者对于研究课题及分析工具有兴趣可联系水石设计技研中心共同探讨。继光环境研究课题之后还有令人敏感但又让诸多设计师无从下手的声环境研究与探讨,敬请期待,我们下期再见!



项目名称:居住区光环境研究

研发时间:2020年10月-2021年2月

设计单位:水石设计

设计部门:技术研发中心

工作内容:技术研发


版权所有©水石设计,转载请留言获取授权。




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