摘要：自然光在幼儿园设计过程中的完美应用是当前幼儿园设计过程中的主要手段，是利用各种先进手法做到节约资源，建立可持续发展战略的前提基础，更是保护环境的必备手段。在光的设计过程中，设计师利用各种美学手段结合其性质的塑造，使幼儿的生活、学习空间将会创造得更美。笔者在本文中，将对基于自然光环境改善的幼儿园设计策略进行探析。
关键词：幼儿园，自然光采光，设计策略
幼儿园是幼儿教育的重要场所。国内外研究表明，由于自然光有利于幼儿发育、提高幼儿教育水平、绿色环保可持续等特点，因此设法在幼儿园建筑设计中引入自然光有重大意义。
1总体设计阶段——增加更多的自然光采光面
场地分析是采光设计策略的基础。自然采光策略应该在总体设计阶段就介入设计。从改善采光设计的角度来看总平面布局，在兼顾其他条件的情况下应该争取尽可能多的有利朝向采光面以及尽可能多的天面面积，这样有利于在深化设计阶段天光系统或侧光系统的设计。
场地周边的遮挡条件，建筑的布局形式以及建筑形态都会对建筑的采光条件和室内光环境产生影响。通过场地选址、视野分析、太阳高度角分析等研究，可以逐步确定较为有利的建筑间距和建筑高度。Pep Ripoll-Juan Miguel Tizón事务所设计的一所位于西班牙的幼儿园，通过单元错位布置，每个活动单元都获得了朝东的采光面。活动室外大片的空地也可以作为自然光反射的区域，增强活动室采光。
增加建筑天面面积，可以通过建筑体量、屋面形体、功能排布等变化来实现。周凌教授设计的南京岱山幼儿园，通过退台设计的处理手法，既减小了建筑体量，又增加了天面面积。增加的天面不仅可以改善顶部采光，也可以增加幼儿园的户外活动场地。建筑的剖面设计也有针对性地在二层活动室中部加入了天井，改善了首层中部的采光效果。三层的活动室单元都配有3 m左右的阳台，阳台出挑可以遮阳。笔者设计的广州萝岗区长岭居北师大实验幼儿园选址于丘陵地带，三层的主体建筑顺山势错层布置。错层的手法增加了每层活动室的天面面积，错层交接的部分将天窗与活动室窗台相结合，活动室中部获得天光补充，减少了侧光衰减带来的室内照度水平不均衡。致正建筑工作室张斌建筑师设计的上海国际汽车城幼儿园，场地周边都有快速路和住宅区，建筑师将活动室两两组合放置于L形平台上，将大活动室与办公室布置在首层，最大化地增加了二层的活动平台。每个活动室单元都有完整的自然采光面，加上独特设计的连续坡屋面上的内凹双侧天窗，活动室、卧室和卫生间上方都实现了天窗采光。
2深化设计阶段——针对侧光系统/天光系统的剖面设计
本文提到的基于自然光环境改善的设计策略，根本目的是为了应对侧光衰减，修正采光曲线，提升自然光照度的均好度。在深化设计阶段，需要选取合适的采光系统——侧光系统或天光系统，并针对相应采光系统的要求深化建筑剖面设计。
侧光系统中，高侧窗与老虎窗较为常见，除了能改善室内光环境外，往往还能提供特殊的建筑造型效果。老虎窗系统主要指通过坡屋顶高侧窗来进行采光，常用的有单向坡屋顶老虎窗与Y形双向坡屋顶老虎窗两种。高侧窗设计可以提高采光口高度，老虎窗可以增加室内中部光照，两者都可以增加室内采光的均匀度。由英国建筑师Alan Dunlop主持设计的黑泽尔伍德残疾幼儿学校，建筑的教室单元采用了北向Y形坡屋顶布置的通透高侧窗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆增高的侧窗最大限度地令室内深处也获得自然光的照射，Y形坡屋顶的高侧窗也解决了建筑中部的交通空间的采光问题。
由ccd studio设计的意大利Barbapapo，4间教室东西向依次布局。建筑依山就势布置，从南到北分别布置了活动室－厕所－走廊－大活动室。幼儿园单元通过两面交错的双坡屋顶与局部的高侧窗采光。这提高了建筑层高，增加了更多的布置高侧窗的区域。双坡屋面局部增高了活动室南侧窗，适应了活动室与睡室的不同自然光需求。厕所通过Y形坡顶在教室中部交接位置开高窗的方式，达到室内通风与采光目的。
天光系统包含矩形剖面天窗、平天窗以及采光筒，它们都可以用于补充房间中部光照。加高的高侧窗、平天窗、锯齿天窗能够保证自然光到达对应采光区域。西班牙托雷略La Cabanya Nursery托儿所设计中，多功能中庭通过朝南的锯齿天窗引入天光。天窗比活动室单元屋顶略高，为活动室中部补充天光照射。西班牙的潘普洛纳幼儿园（Pereda PérezArquitectos）位于一个周围环绕着住宅区的三角形地带，北面和东、西面都被隔墙和后排建筑遮挡，在采光面严重受限的情况下，建筑师从为大跨空间设计的预制水泥构件入手，通过“地景建筑”+“平高天窗”的方法，最大化增加整个幼儿园的天面。高耸的出屋面平天窗为室内中部提供了充足的自然采光。值得注意的是，天光系统对于顶层的房间较为适用。中间层与首层的房间由于受空间限制，建议采用高侧窗、采光天井、采光筒等侧光系统。
天光和侧光采光设计策略都应与建筑设计相融合，达到与建筑空间融为一体的效果。feld72设计事务所设计的泰伦托幼儿园位于一个山坡之上。一层与二层呈L形布置。设计师将二层建筑体量切分为三段，每部分之间嵌入玻璃廊道。建筑采用剪力墙结构，室内没有框架柱梁，高低错落的坡屋顶与三层的走廊共同形成了流动的建筑空间，使活动室能获得不同方向的自然光。一层的活动室通过南向活动平台的天窗进行采光。
3细部设计阶段——采光口优化设计
在建筑总体设计和深化设计之后应用的采光设计策略主要集中在采光口区域。采光口设计的内容包括对窗户、倾斜屋面、折光遮阳构件等的特殊处理，也包括专门设计的导光管采光系统。窗户设计要兼顾采光和观景等不同功能。由Staab Architekten设计的Kindergarten Jerusalemer StraBe一所位于德国柏林的三层高的日托中心。建筑活动室单元的窗户采用了特殊的组合凸窗设计，凸窗部分用于幼儿活动观景，其余窗户用于采光，分别采用不同性能的玻璃。符合幼儿尺度的凸窗为幼儿提供了小阳台一般的空间感，增加了侧窗采光面积和幼儿园活动室空间趣味。采用倾斜的屋面可增加侧窗采光的室内入射深度。La Cabanya Nurs-ery托儿所单元的屋顶采用靠窗部位局部抬高起翘的处理，增加了南向光线的入射深度。
多功能的遮阳构件也可以提升侧光采光质量。例如瑞士联邦理工学院洛桑分校太阳能与建筑物理实验室开发的Anidolic systems是一种基于自然光分析的采光遮阳构件。这种遮阳系统一般安装在窗户上沿，日光通过折射进入0.5 mm铝膜覆盖天花板夹层，多次折射后通过漫射孔进入室内中部。
导光管采光系统是新兴的自然采光设备，VELUX、博世、科博华、索乐图、新舆等日光科技公司都提供了从采光优化方案到产品施工的全系列服务。VELUX公司提供的导光管系统产品，只需要在屋顶布置碗灯大小的日光捕捉系统，结合室内布局高光管，日光就可以通过屋顶日光捕捉系统，经过导光管内多次折射，最后经过室内的漫射器，使室内获得柔和无眩光的自然光。该采光系统绿色节能，非常适合于多层建筑中利用。
综上，在自然光的利用过程中，需要加强对自然光的收集和储存，同时也需要通过热能的传递和导光管法进行提高对自然光的利用，进而为建筑设计增添色彩。
参考文献：
[1]黄子铭.广州地区中小学校教室侧窗采光设计研究[D].广州：华南理工大学，2016．
[2]王雅.基于室内自然光环境分析的广州地区中小学教室设计[D].广州：华南理工大学，2014．
论文作者:刘莹莹
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/14
标签：采光论文; 自然光论文; 建筑论文; 天窗论文; 幼儿园论文; 系统论文; 天光论文; 《防护工程》2018年第27期论文;