长春地区幼儿园生活空间自然采光测试调查

董俊男，周春艳 （吉林建筑大学，吉林 长春 130118）

1 背景

幼儿园作为专门为3至6岁的儿童开展育儿和养育活动的机构，致力于减轻家庭对儿童进行培训的时间、空间和环境的限制，以便儿童能够健康、快乐地成长，其中幼儿的大部分活动内容在其生活空间进行，良好的生活空间光环境对于保护儿童视力起着重要的作用。幼儿园生活空间采光主要包括自然采光和人工照明。其中自然采光相对于人工照明对幼儿视力、身心健康成长有着更积极的影响，现有的相关自然采光设计研究表明，良好的自然采光不仅对幼儿的身心健康发展有着促进作用，并且能够节约能源，减少用电压力等。本文针对长春地区幼儿园生活空间的自然采光现状进行测试调查，找出幼儿园生活空间自然采光存在的问题，为幼儿园生活空间自然采光优化设计提供参考依据。

2 测试内容

在进行实地测试之前，首先对长春市区部分幼儿园生活空间进行现场调研，调研情况如表1所示。

长春市区部分幼儿园生活空间调研情况 表1

通过对幼儿园生活空间调研发现，幼儿园生活空间存在着一些共性特点。一是由于受地理位置影响长春冬季寒冷而漫长，因此幼儿园生活空间的朝向多为南向。二是幼儿园生活空间平面形状大多为矩形，只有个别活动室的平面形状呈扇形或半圆形。调研的幼儿园既有新建幼儿园也有改造项目幼儿园，新建幼儿园活动空间朝向多以南向为主，南向采光由于室内以直射光为主，室内光环境的变化较多，所以本次测试选取的幼儿园为新建幼儿园。

本次测试选取的幼儿园活动空间为长春新区埃弗森堡幼儿园二层幼儿活动室，该幼儿园位于长春万龙丽水湾小区内，活动室为单向侧窗采光，窗外无遮挡，具有一定的代表性。测试的数据主要是：①生活空间照度测试；②生活空间采光系数的测定；③窗地比。

2.1 测点布置及时间选择

①根据《采光测量方法》（GB/T5699-2017）室内测量点布置要求，需要根据采光系数测量方法完成测量。室内测量根据需要，选择室内整个区域或有代表性的区域，将测量区域划分为矩形网格，然后在矩形网格的中心点进行测量。测点位置如图1、图2所示。

图1 等间距布点图

图2 埃弗森堡幼儿园活动室布点示意图

②测量日期选择多云的全阴天并且当天天空看不到太阳位置，在有稳定照度的时间内测量。本次测量结合幼儿园幼儿作息活动时间，选在9时至14时30分。

2.2 现场测量工具的选用

现场测试所用到的测光仪器为自动量程照度计具有读数方便，体积小，测量误差小等优点，仪器型号ST-85；卷尺；脚架3副；激光测距仪等（图3）。

图3 测试仪器图

2.3 现场测量数据统计

在测量幼儿园活动室各部分尺寸的基础上，根据测量的幼儿园活动室面积和窗洞口面积计算窗地比，尺寸统计和窗地比如表2所示。

笔者将测试得到的数据进行统计分析，如表2所示。幼儿园自然采光标准值如表3所示，测试得到的数据将于表3做对比分析。

测量数据及采光数据统计表 表2

幼儿园活生活空间自然采光标准值 表3

3 测试结果分析

3.1 幼儿园户外照度测试分析

室外光环境测量时间为2020年8月10日9时到14时30分，该时间段正是埃弗森堡幼儿园正常教学活动时间。仪器架设选取幼儿园南向无遮挡的空地，架设在选取的活动室高度的6倍处。照度计设置每20分钟自动计数一次。室外测试当天正值长春夏季，空气湿度较大，天空多云，中午时分室外还伴有雨水天气出现。根据图4统计分析得出，早上9点30分度值为较低的1978lx，随着太阳高度角的增大，户外照度逐渐上升。到11点30分左右天空云层增厚并伴有降水天气出现，户外照度从8120lx下降到1878lx，此时室内昏暗，人工照明已全部开启，12点20分左右天空稍晴后户外照度为9500lx。在下午1点到2点半的时间段内户外天气比较稳定，照度也在均匀变化。测试当天户外照度剧烈变化，可以发现室外气候对活动室光环境影响大。测试当天9时到14时30分，室外照度平均值6311lx，根据《建筑采光设计标准》（GB5033-2013），当室外照度低于临界照度5000lx时，室内采光则需要全部采用人工照明。

图4 埃弗森堡幼儿园室外照度变化图

3.2 活动室照度测试分析

埃弗森堡幼儿园幼儿生活空间自然采光方式为侧窗采光，所以按照侧窗采光标准值进行比较分析。根据实测结果得知，幼儿园生活空间的照度最小值为64.4lx，远低于标准平均值300.0lx，照度平均值为178.3lx，也低于标准值。从实际测量数据中可以发现，只有近采光口一侧的活动区域的照度值能达标，进深较大、靠近走廊一侧的活动区域均不能满足要求。根据图5可得出，在采光口附近采光系数变化较大，进深较大处采光系数则变化较小。由于本测试在全阴天条件下进行，所以不会有眩光现象产生，如果在晴天条件下，采光系数发生骤减很可能对幼儿学习、活动的舒适度造成很大影响甚至可能导致眼睛受到损害。

图5 采光系数随进深变化图

3.3 采光系数测试分析

埃弗森堡幼儿园活动室采光系数平均值为2.86%，尽管还没有达到侧窗采光系数标准值3.0%，但与标准值已接近，说明测试当天室外照度临界值也较小。这种情况下，若不采取相关措施，进深较大处则需要人工照明的补充才能够满足幼儿生活的需求。

4 结语

通过此次调查测试得出，目前幼儿园生活空间自然采光环境还存在一些问题，例如：幼儿园活动室平面尺度不合理导致室内照度不均匀，近走廊一侧照度不达标，采光系数未达到标准值等问题。针对这些问题，笔者对幼儿园生活空间采光优化设计提出了一些设想，例如改变活动室幼儿座位布局、改变活动空间的天花形式，在有条件或者顶楼的活动室增设天窗等，力求为幼儿提供适合其健康成长的优质自然光环境。