南京主城区住宅室内被动式采光改进方法的研究

张心怡 陈晓扬

(1.南京视觉艺术职业学院，江苏 南京 211215； 2.东南大学，江苏 南京 210096)



南京主城区住宅室内被动式采光改进方法的研究

张心怡1陈晓扬2

(1.南京视觉艺术职业学院，江苏 南京 211215； 2.东南大学，江苏 南京 210096)

通过实地调研南京主城区部分住宅内部采光情况，从采光口、室内布局、构件、装修等方面，分析了影响室内采光效果的因素，并以被动节能为出发点，提出了一系列优化室内采光的设计策略。

住宅，室内采光，被动式节能

1 概述

南京位于我国的长江中下游地区，在建筑热工分区上属于夏热冬冷地区。此地区夏季炎热，酷暑时间长，日照强烈；冬季寒冷，阴天多，日照少。南京所属的长江中下游地区在中国的光气候分区中属于第Ⅳ分区，相对于西北地区，日照率要低一些，从全年来看，云量较多，阴天多，天然光年平均总照度22≤Eq≤24。室外天然光临界照度值为4 500 lx。光气候系数k值为1.1。南京地区生产力水平高，城市发展迅速，城市规模较大，主城区因为交通便利，既有大量原住民，又有许多外来人员，所以人口密度大，住宅密度也比较高，在主城区二十世纪八九十年代以后建造的住宅占绝大多数，新旧建筑并存。分析目前南京主城区现有的住宅采光情况，并从被动节能的角度提出优化采光的策略，可以为室内住宅内部的再改造提供参考，也为充分利用好现有的住宅资源提供了条件。因此笔者针对1980年以后的南京主城区住宅中与室内采光相关的影响因素，包括采光口、挡光构件、室内装修、居民采光评价等情况进行调研，在此基础上，分析室内空间中影响采光的各个实际因素，并得出室内改善采光的建议。

2 室内空间影响住宅采光质量的因素分析

在全阴天的情况下，室内光线来源于通过云层或局部多云的天空漫射的光和通过自然或人造表面反射的光，即太阳光→光环境→采光口→采光平面，光线通过采光口进入到室内空间后，就会在室内各种界面上进行反射，最终形成室内的采光环境。室内空间中影响采光质量的因素集中在采光口至采光平面这一段路径上，分别为采光口的情况、室内空间的布置情况、室内构件的情况、室内界面情况、室内家具与陈设的情况。

2.1 采光口对住宅采光的影响分析

住宅中，几乎都是采用侧窗来进行采光。因此窗地比是衡量采光质量的重要因素。就窗墙面积比的调研数据来看，板式楼的窗墙面积比的数值非常接近，集中在0.18～0.35之间，说明板式楼中，影响采光的一个重要因素就是进深。塔式楼的窗墙比数值集中在0.2～0.5之间，塔式楼朝向复杂，且时有建筑遮挡和凹槽，所以需要结合其他条件来评价采光。

南京地区住宅窗户的材质与建造年代有直接的关系，二十世纪八九十年代之前的窗户为木(铁)框架+单层平板玻璃，窗框格栅较多，90年代之后窗户多采用铝合金、塑钢框架、单层平板玻璃或双层中空玻璃等材质。不论哪种窗框材料，对于光线都是一种遮挡，但塑钢、铝合金窗框的牢固性优于木门窗，只需要在采光洞口四周设框，相对于木质铁质窗框的格栅来说，增加了窗子的采光面积。以往住宅多采用单层平板玻璃作为窗户的填充材料，现在有部分住宅除阳台外基本都使用隔热保温的中空玻璃，同样6 mm厚的两种材料，可见光透射比为0.77(单层)，0.71(双层)[1]，可见差值不大。90年代初期住宅流行使用“环保绿色膜玻璃”多为蓝色，茶色，这两种玻璃的透射比为6 mm蓝色0.54,5 mm茶色0.5。可见有色玻璃对自然光的遮挡是相当显著的。

2000年之前的住宅，考虑到安全和遮阳挡雨的功能，经常会在窗户外面设置雨篷、防盗窗，在窗户立面设置窗帘、纱窗等附属构件。雨篷的材质很多，常见的有阳光板、可伸缩塑料布、彩钢板等。PC阳光板透光率最高可达89%，可与玻璃相媲美，而其他材料则会阻碍光线进入。防盗窗、窗帘和纱窗这些构件都是以减少窗户的实际采光面积来影响室内采光的效果。

2.2 室内布局形式对住宅采光的影响分析

室内墙体以及门窗开洞的布局对采光影响很大，墙体所在的位置决定了光线传递的路径。调查对象中有60%以上的居民承认装修过程中对建筑内部结构进行过改动，但仅有少数居民改动结构的理由是为了增加采光。但是使用计算机模拟南京主城区一塔式楼的一套两室户型(见图1)，原本朝向就非常不好，两个卧室朝西，厨房朝南，厅的面积小，门分布在厅四周的墙上。厅、卫生间和南边卧室的大部分区域采光很差，光线很难到达户型深部，尝试将南卧室的东墙西移，去掉厨房与厅之间的墙，在南边卧室的西墙上开窗，改动后西边卧室采光充足，厅的大部分区域的采光效果也因为南卧室开窗得以改善。因此改变室内空间的分隔形式、更改户型内部墙体的位置以及使用通透的分隔空间的材料都可以让室内采光质量大大提高。

2.3 室内构件对住宅采光的影响分析

室内墙体的布局对采光效果的影响很大，而室内的一些构件比如梁、柱子、吊顶、台阶、通风道、门也会对采光效果构成不小的影响。梁的位置如果设在采光口附近，且与采光口相平行，就会遮挡光线[2]。柱子、通风道凸出墙面形成转角，如果正好位于窗户附近，就变成了类似飘窗的结构，相当于增加了空间进深，遮挡了光线。住宅室内的吊顶和台阶会使户型内部出现高度差，如果靠近采光口比远离采光口地面高度要低，有些光线到不了顶面转角的部位(见图2)，会削弱光线的反射效果，因此远离采光口的部位光线势必要弱一些。

2.4 空间界面材质及色彩对住宅采光的影响分析

室内界面的色彩与材质,直接关系到光线在室内的传导效果[3],天然采光的情况下，室内工作面的实际照度由室外天然光和室内各表面的反射光构成[4]，从采光的效果来说，利用光在室内界面不停反射得到的照射效果比太阳光直射进室内要均匀的多，而且可以减少热量和避免眩光。通过对室内采光的满意度调查发现，排除楼层因素，居民家里深色装修为主的采光满意度要明显低于浅色为主的装修户型，这是因为深色的、粗糙的材料，对光线有吸收作用；而浅色、光滑的这些反射率高的材料，可以较大程度的利用天然光线，使光在这些界面上反射时消耗较少，大部分的光线被保留下来，把室内均匀照亮。表1列出了常见室内界面材料的反射率。

表1 常见装饰材料表面反射率

2.5 室内家具陈设对住宅采光的影响分析

除了建筑界面、构件，家具、陈设、软装饰也是室内环境的重要组成元素。调研发现，有些户型本身采光效果不差，但是居民在装修时，选择了大体量、颜色深沉、过高的家具和陈设，使这些物品成为阻碍光线进入室内的道道障碍。还有许多居民在实际居住时，在空间中尤其是空间上部堆放了很多杂物，这些势必对采光构成影响。而颜色浅、腿部轻盈的家具、整齐开敞的室内环境，除了尽可能减少对光线的遮挡之外，让人心理也减少了沉闷之感，增添了室内的活力。

3 南京主城区住宅改进采光的方法和策略

南京地区住宅密度大，大部分住宅建造年龄在1980年之后，相对住宅使用70年的标准，还是很有再利用的价值。而对于主城区密集型住宅的被动式采光改造是非常有必要的。根据南京地区的气候和城市特点，在详细分析住宅采光的各个影响因素的基础上，笔者提出了适应当地特点的改善采光策略：1)在需要充足采光的区域保证窗户的面积以增加窗地面积比，窗户尽量开在墙体的中间以使房间采光均匀。窗框可以选择铝合金、塑钢材质，窗户玻璃尽可能减少格栅，采用透光性好的无色玻璃。如果采光不好，窗户外侧选择透光好的雨篷材料，防盗窗上尽量不要堆放杂物。窗户内部的纱窗、窗帘要选择可移动、可拆装的，方便在需要采光的时候停止对窗户的遮挡。2)室内每个空间尽可能安排自然采光，必要时可以更改墙体的位置和墙厚，使空间更加通透。对于厨房、餐厅、客厅这些私密性不高的房间，可以互相融合或者设置透光的隔断，或通过吊顶地面的高差，空间与空间之间材质的区别，家具的限定来区分空间，以方便光线的进入。3)对于室内诸如梁、柱、风道等体积不大的构件，本身对采光的影响不大，但在装修时，要避免过分放大这些构件的尺寸，比如方柱包圆、梁拉平成吊顶等做法，形成较大体积的构件，对采光产生影响。室内应减少台阶、高差过于明显的吊顶，以减少室内高差，从而增加采光、提高采光均匀性。4)装修时选择浅色反射率高的界面材质，就地面材质而言，抛光砖优于大理石、木地板；就墙面材质而言，乳胶漆优于壁纸、各种饰面板；就顶面材质而言，浅色的石膏板、金属扣板、乳胶漆都是优秀的反射材料。5)轻巧、浅色的家具和陈设可以使空间看起来更明亮，而厚重、深色的家具和陈设则会减弱采光亮度。室内空间需要充足采光时，尽可能将杂物收纳整齐，不要随意堆放，尤其是堆放在采光口附近或者采光路径上。

[1] 住房和城乡建设部工程质量安全监管司,中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇/建筑[Z].

[2] 王舒扬.北京地区住宅建筑室内采光量的影响因素研究[J].建筑学报,2009(11):39-41.

[3] 林 晨.基于日照因素影响下的高密度住区设计研究[D].大连：大连理工大学，2011.

[4] 闫幼锋，赵占雄，赵世光.窑洞采光因素分析及改善研究[J].建筑科学，2011(8)：33-37.

On indoor passive lighting improvement methods of residential buildings of main district of Nanjing City

Zhang Xinyi1Chen Xiaoyang2

(1.NanjingInstituteofVisualArts,Nanjing211215,China; 2.SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

According to the inner lighting of some residential buildings of the main district of Nanjing City, the paper analyzes the factors for the indoor lighting effect from the daylight open, indoor allocation, components, and decoration, and points out a series of design strategies to optimize the indoor lighting from the passive energy-saving.

residential building, indoor lighting, passive energy-saving

1009-6825(2016)11-0210-03

2016-02-01

张心怡(1984- )，女，讲师

TU113

A

★:本论文为2015 年江苏省高职院校高级访问学者项目研究成果(项目编号：2015FX040)