晝光照明在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用-建筑論文
20世紀(jì)下半葉以后,因?yàn)楸阋素S富的電力、高效的電力光源能夠很容易獲取,因此在建筑設(shè)計(jì)中晝光照明逐漸變成一個(gè)次要的問(wèn)題。然而,20世紀(jì)70年代中期世界范圍的能源危機(jī),使人們重新反思晝光照明的潛力,從節(jié)約能源的角度認(rèn)識(shí)到建筑照明的最佳途徑,是建筑物自身設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)備兩者并重。
在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的觀念中,形式與晝光照明是緊密結(jié)合在一起的。確定建筑物的朝向,必須要考慮在不同季節(jié)晝光帶來(lái)的熱量多少和照明的需求;建筑的體量大小和組織方法是與晝光照射進(jìn)建筑的深度相關(guān);建筑表面開(kāi)窗的大小多少,與晝光照明要求與晝光所含熱量多少相關(guān)等。重新關(guān)注晝光照明,就是思考建筑形式產(chǎn)生與外部事物之間的關(guān)系。
一、晝光照明的發(fā)展。
原始人類和其他動(dòng)物一樣在山洞里、地穴內(nèi)、樹木上,利用原有的空間、結(jié)構(gòu)和自然材料構(gòu)筑居住環(huán)境,目的是為了遮風(fēng)擋雨和保護(hù)自身的安全,并沒(méi)有考慮構(gòu)筑物內(nèi)部的晝光照明需求。在原始人眼中,每天經(jīng)歷日升日落只是平常生活的一部分,黑暗與光明是兩種相互對(duì)抗和轉(zhuǎn)化的力量。
古希臘時(shí)期,民居和宮殿采用石材梁柱結(jié)構(gòu),跨度小,單體建筑體量比較小,采用院落將單體建筑組織起來(lái)。因此,院落的側(cè)面也成為單體建筑的主要晝光照明方式,而很少采用屋頂采光。古羅馬人繼承希臘人的柱式體系,發(fā)展了拱技術(shù),創(chuàng)造出“筒拱”技術(shù),這使得單體建筑的空間跨度加大,但由于筒拱的結(jié)構(gòu)受力是在承重墻上,所以只能在承重墻上開(kāi)較小的窗戶,室內(nèi)的采光效果并不理想。
在中世紀(jì)歐洲,基督教成為人們思想和行為的規(guī)范,教義崇尚肉體的禁欲和精神的純潔。在日常生活中,反對(duì)普通的民用建筑使用華麗的材料和精美的裝飾,明媚的陽(yáng)光也被認(rèn)為有礙人心靈的單純,幽暗的環(huán)境更容易讓人心思集中。因此,開(kāi)窗的數(shù)量和面積非常少。同時(shí),由于異族入侵和宗教戰(zhàn)爭(zhēng),建筑的防衛(wèi)要求很高,城堡都采用厚墻小窗的建造方式。
文藝復(fù)興是“人”覺(jué)醒的時(shí)期,人從封閉的中世紀(jì)城堡走出,在官邸、府邸、莊園、別墅等民用建筑上,其正立面的設(shè)計(jì)給人富麗宏偉的感覺(jué),外墻面都建有面積巨大和數(shù)量眾多的窗戶,窗戶常常占據(jù)正立面的大部分面積。二、影響晝光照明的因素1、外在因素。
太陽(yáng)是晝光的光源,照射進(jìn)建筑的晝光除了直射的日光和天空光之外,還包括從地面及鄰近建筑物上反射的光線。這些來(lái)源不同的光線在數(shù)量、含有能量、顏色、漫射、功效等方面的質(zhì)量各不相同。對(duì)晝光照明設(shè)計(jì)而言通常要考慮兩種完全不同的天空狀況一一陰沉的天空和陽(yáng)光普照的天空,其他的天空狀況則介于兩者之間。
在晝光照明設(shè)計(jì)中,必須把兩種天空狀況都考慮到。在陰沉天空狀況下,最大挑戰(zhàn)是光照的數(shù)量,而在天空晴朗的狀況下,最大的難點(diǎn)是光照的質(zhì)量,即控制光照強(qiáng)度,避免直接炫光、反射炫光和高反差引起的炫光。
從地面和鄰近建筑物反射的光線,常常是晝光照明的重要來(lái)源。在陽(yáng)光普照的情況下,天空的亮度要低于地面;而在多云的天氣下,天空的亮度要高于地面,這是因?yàn)榈孛婧驮茖勇瓷涮?yáng)的光線。因此,在特定的情況下,通過(guò)地面和鄰近建筑物漫反射,北面的窗戶可以采集到和南面窗戶一樣多的光線。
從晴空中照射下的光線,特別是從北方天空中照下的光線,富含光譜中藍(lán)色段的光,這種光具有非常出色的顯色能力。對(duì)畫家而言,北方天空照下的光線常常被認(rèn)為是理想的白色光,但各種顏色在光中的分布并不均等,它的光稍微偏向于冷色。同樣,在不同天空狀況下,天空光的色溫的差異會(huì)影響物體的顯色。
由于直接照射的太陽(yáng)光可能會(huì)帶來(lái)眩光、反差過(guò)于巨大的亮度、變化劇烈、質(zhì)量不穩(wěn)定,常常會(huì)有人錯(cuò)誤地提出,應(yīng)當(dāng)把直接照射的太陽(yáng)光擋在建筑之外。雖然直接照射的太陽(yáng)光作為功能光使用的難點(diǎn)很多,但作為使空間產(chǎn)生明亮感、開(kāi)放感的環(huán)境光,則具有許多優(yōu)點(diǎn),不僅使人感受到氣候、時(shí)間、季節(jié)變化,還能創(chuàng)造出寂靜的、神秘的、活躍的、歡快的各種氛圍,并且直接照射的太陽(yáng)光的功效并不比電力光源遜色,顯色能力更為出色,數(shù)量豐富而又免費(fèi)。因此,應(yīng)當(dāng)把它應(yīng)用于每一個(gè)晝光照明設(shè)計(jì)之中去。
2、內(nèi)在因素。
晝光照明的設(shè)計(jì)最終必須基于人對(duì)光的感覺(jué)之上。感覺(jué)不是外在儀器測(cè)量的數(shù)值,而是生理反映和心理反映共同作用的結(jié)果。
光通過(guò)瞳孔進(jìn)入眼球,聚焦在眼球后面視網(wǎng)膜的感光內(nèi)襯上。視網(wǎng)膜是由對(duì)顏色和細(xì)節(jié)敏感的視錐細(xì)胞,和對(duì)運(yùn)動(dòng)及在光線暗淡條件下敏感的視桿細(xì)胞組成。眼睛通過(guò)虹膜的肌肉來(lái)改變瞳孔的大小,以適應(yīng)環(huán)境亮度的變化。盡管亮度的快速和超大幅度的變化,會(huì)使眼睛產(chǎn)生緊張和疲勞,但是與晝光相關(guān)的逐漸變化的亮度變化,眼睛能很好地適應(yīng),晝光的逐漸變化甚至還可能是一件好事,因?yàn)樽兓臓顟B(tài)比靜止?fàn)顟B(tài)更具有刺激性。
三、晝光照明在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的策略。
1、利用建筑朝向。
人們利用晝光,通常包含了晝光照明與晝光采暖兩個(gè)不同的目的。三種不同類型的晝光〔直射光、漫反射光、反射光〕,它們的照明和采暖特性并不相同。直射陽(yáng)光有明確的幾何特性,可以通過(guò)室外遮陽(yáng)裝置來(lái)控制直射陽(yáng)光照射入室內(nèi)的數(shù)量和質(zhì)量??刂坡瓷涔狻⒎瓷涔庀鄬?duì)困難一些。
在不同的季節(jié)或者一天內(nèi)不同的時(shí)間里,由于太陽(yáng)光與地球的幾何關(guān)系變化,晝光的照明和采暖特性并不相同。在不同地理位置、不同氣候條件和建筑功能要求下,人們對(duì)晝光照明和晝光采暖的側(cè)重也不相同,確定建筑的朝向就是要協(xié)調(diào)晝光照明與晝光采暖兩個(gè)在不同時(shí)間和地點(diǎn)相互矛盾或者轉(zhuǎn)化的問(wèn)題,以恰當(dāng)?shù)姆绞綄児庖胧覂?nèi),提供高質(zhì)量的照明,同時(shí)減少(或增加)攝取的熱量。
欄目分類
- 2023JCR影響因子正式公布!
- 國(guó)內(nèi)核心期刊分級(jí)情況概覽及說(shuō)明!本篇適用人群:需要發(fā)南核、北核、CSCD、科核、AMI、SCD、RCCSE期刊的學(xué)者
- 我用了一個(gè)很復(fù)雜的圖,幫你們解釋下“23版最新北大核心目錄有效期問(wèn)題”。
- 重磅!CSSCI來(lái)源期刊(2023-2024版)最新期刊目錄看點(diǎn)分析!全網(wǎng)首發(fā)!
- CSSCI官方早就公布了最新南核目錄,有心的人已經(jīng)拿到并且投入使用!附南核目錄新增期刊!
- 北大核心期刊目錄換屆,我們應(yīng)該熟知的10個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
- 注意,最新期刊論文格式標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布,論文寫作規(guī)則發(fā)生重大變化!文字版GB/T 7713.2—2022 學(xué)術(shù)論文編寫規(guī)則
- 盤點(diǎn)那些評(píng)職稱超管用的資源,1,3和5已經(jīng)“絕種”了
- 職稱話題| 為什么黨校更認(rèn)可省市級(jí)黨報(bào)?是否有什么說(shuō)據(jù)?還有哪些機(jī)構(gòu)認(rèn)可黨報(bào)?
- 《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)》論文投稿解析,難度指數(shù)四顆星,附好發(fā)選題!