袁景玉 關(guān)高慶 吳 克 高 銓

（河北工業(yè)大學(xué)，中國 天津 300401）

1 教學(xué)建筑自然采光研究意義

1.1 自然光對師生生理和心理影響

教學(xué)建筑中的自然采光設(shè)計應(yīng)首要考慮師生的視覺舒適性。因為無論是老師還是學(xué)生，在教室中授課或?qū)W習(xí)時，大多是依賴短距離的注視，雖然為了適應(yīng)外界光環(huán)境，人類的視覺器官會進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，但長期處于這種不良的室內(nèi)光環(huán)境下會造成眼部肌肉的過分緊張而造成視覺及生理上的不健康[3]。

教學(xué)建筑自然采光對師生生理和心理的影響為：

1）生理方面：

（1）人體工效學(xué)研究發(fā)現(xiàn)人眼在天然光下具有更高的視覺功效。

（2）良好的自然采光環(huán)境可以避免視覺器官出現(xiàn)問題，如近視問題；

（3）良好自然采光環(huán)境有利于師生身體健康，陽光中所含的一部分紫外線還能預(yù)防和治療一些疾病，如感冒、支氣管炎和佝僂病等。

2）心理方面：

（1）良好自然采光環(huán)境可以防止疲勞；

（2）良好的自然采光環(huán)境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高授課教師的工作激情。

1.2 自然光充足有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績

有效地自然采光對于學(xué)生學(xué)習(xí)成績的積極影響現(xiàn)如今已是不容懷疑的，這是很多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)經(jīng)過長期大量的實地調(diào)研得出的結(jié)論[4]，是具有科學(xué)依據(jù)的一個觀點。

2 教學(xué)建筑自然采光存在問題

可持續(xù)是人類對待自然的一種態(tài)度，學(xué)校作為人才的聚集地，是未來社會建設(shè)者獲得知識的場所，學(xué)校對于可持續(xù)環(huán)境的關(guān)注必然會對他們產(chǎn)生重要影響，甚至影響他們進(jìn)入社會后對于人類環(huán)境的關(guān)注，所以對于研究學(xué)校建筑自然采光有著其必要性。經(jīng)過實地對天津工業(yè)和天津師范的調(diào)研得出現(xiàn)有教學(xué)建筑存在的問題主要有：

1）自然采光良好的白天教室內(nèi)的電燈全部打開。

2）由于對自然光缺乏控制，太陽光線強(qiáng)時室內(nèi)容易出現(xiàn)眩光，造成局部過亮現(xiàn)象。

3）為了解決眩光，多數(shù)教室都采用遮陽窗簾等被動措施，使得桌面照度低，影響了視覺舒適性。

4)遮陽窗簾的使用使得黑板的照度偏低。

以上這些問題都是不利于學(xué)生學(xué)習(xí)的重要因素，并會對學(xué)生的心理及身體健康等都帶來不利的影響。自然采光良好的白天教室的電燈全部打開，也造成能源的大量消耗不利于節(jié)能。

3 教學(xué)建筑自然采光研究

3.1 教學(xué)建筑光環(huán)境要求

根據(jù)規(guī)范中教學(xué)建筑教室中的光環(huán)境一定要滿足以下條件[19]：

1）在整個教室中應(yīng)保持足夠的照度，且照度分布要比較均勻，使坐在各個位置上的學(xué)生具有相近的光照條件。同時，由于學(xué)生上課時注意力主要集中在黑板上，所以黑板表面也必須有很高的照度。

2）光線最好從左側(cè)上方射來，以免在書寫時，手或者身體會擋住光線，產(chǎn)生陰影，所以窗口的設(shè)置一定要經(jīng)過仔細(xì)考慮后再確定。

3）盡量避免直射光進(jìn)入室內(nèi)，在所照射到的地方產(chǎn)生極高的亮度，引起眩光，防止直射光經(jīng)黑板面反射入學(xué)生眼中。

隨著科技的發(fā)展，為了方便教學(xué)教室內(nèi)也增添了各種先進(jìn)的設(shè)備，隨之出現(xiàn)了各種功能的教室，其中占比例比較大的是多媒體教室，其對于采光的要求也開始越來越受到重視，我國對于利用自然采光解決多媒體教室內(nèi)采光的研究并不多。多數(shù)僅用遮陽窗簾這種被動措施解決多媒體教室黑板、多媒體屏幕以及桌面之間的矛盾，系統(tǒng)的解決方法并沒有研究出來。研究多媒體教室先要了解由于其功能的特殊性，較普通教室，多媒體教室對于室內(nèi)光環(huán)境的要求[20]：

1）桌面：應(yīng)具有一定的水平照度，滿足短時間的閱讀、書寫、筆記。

2）投影大屏幕：要求內(nèi)容清晰可辨，視覺舒適。投影大屏幕的效果用清晰度表示，清晰度適當(dāng)提高會減輕學(xué)生視覺器官的負(fù)荷，同時也能保證教學(xué)的質(zhì)量。

3）其他：作為教室的多媒體用房，教師授課過程中往往有輔助性的板書內(nèi)容，需考慮黑板（或白板）處的垂直照度要求。

由上可見，同時解決好桌面等處與投影大屏幕對采光的不同要求是多媒體教室光環(huán)境設(shè)計的關(guān)鍵所在。

3.2 教學(xué)建筑自然采光研究總結(jié)與啟示

為了提高多媒體教室天然采光設(shè)計質(zhì)量，促進(jìn)這類房間對天然采光的運(yùn)用，以期達(dá)到控制眩光角度、滿足教室室內(nèi)照度、均勻度以及多媒體使用時桌面的照度水平、減少人工照明的使用等問題得到有效的解決。并結(jié)合多媒體教室自身特點綜合考慮，得到以下研究的突破口：

1）為了保證多媒體屏幕較好的清晰度，在多媒體部位采用高側(cè)窗或者反光板引導(dǎo)光線，或者將多媒體屏幕布置在最低照度處。

2）多媒體教室多為階梯教室，研究保證階梯教室通過自然采光保證桌面的照度值以及均勻度。

3）選定遮陽的形式，改變窗戶的形狀、尺寸、位置以及朝向，研究對多媒體教室室內(nèi)采光的影響。

4）將多媒體教室分成不同的分區(qū)，針對不同分區(qū)的照度要求進(jìn)行分區(qū)域模擬實驗，達(dá)到不同分區(qū)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

5）對于多媒體教室外建筑立面的研究，包括窗洞大小、形狀等對立面的影響，以及其他遮陽措施對建筑立面的影響。

4 結(jié)語

教學(xué)建筑自然采光狀況的良好對于師生身體和心理的形成與發(fā)展有很大的促進(jìn)作用，文章通過對高校教學(xué)建筑的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)高校教學(xué)建筑中自然采光存在的問題，對比教學(xué)建筑自然采光的要求，得出教學(xué)建筑自然采光可以采取的解決辦法，為教學(xué)建筑自然采光問題的解決提供了參考。

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