吳 蔚，倪紹敏

(南京大學建筑與城市規(guī)劃學院，江蘇 南京 210093)

引言

中國大學生宿舍建筑一般采用標準化設計。宿舍擔負著許多在校大學生生活、學習、娛樂等多項使用功能，而GB 50033—2001和GB 50033—2013《建筑采光設計標準》都沒有針對宿舍采光設計的專項規(guī)定，JGJ 36—2005《宿舍建筑設計規(guī)范》則將其采光標準歸類于側采光的住宅居室。然而與普通住宅相比，大學生宿舍無論在空間設計、采光照明還是使用方面，存在著許多不同之處：①大學生宿舍在功能使用上較為復雜，即不僅要滿足大學生的生活，還要兼顧學生的學習需求；②我國大學生宿舍空間進深較大，且多采取單側采光形式，給室內(nèi)天然采光造成一定困難；③學生宿舍空間緊湊有限，家具擺放也是相對固定的，學生很少能隨意移動其生活和學習的位置。此外，我國2000年以后新建的大學生宿舍，基本采用高床低桌的組合形式，這在一定程度上影響了室內(nèi)的天然采光。

目前我國有許多與大學生宿舍相關的研究，但主要集中在空間設計、功能利用以及室內(nèi)聲、熱環(huán)境等方面[1-4]。杜曉輝[5]在2009年對天津大學東西向宿舍室內(nèi)光環(huán)境進行的實地評估和分析，然而，由于我國大學生宿舍主要以南北向為主，因此其研究缺乏一定的代表性。本文以南京某高校宿舍為研究對象，選取在我國目前具有代表性的4種類型大學生宿舍，通過實地測量和調(diào)研，量化分析我國大學生宿舍在采光照明上所存在的問題，并提出相應的改進措施和建議。

1 樣本選擇及實地測量

研究顯示[6-8]，我國大學生宿舍建筑以南北向板式樓為主，較常見宿舍類型有4種，即改建式(T1)、公寓式(T2)、內(nèi)置式(T3，衛(wèi)生間設在入口處)和外置式(T4，衛(wèi)生間設在側采光口處)。其中前兩類宿舍的居室和衛(wèi)生間分開布置，多間或幾間宿舍居室共用一間公共衛(wèi)生間，后二類宿舍居室都附帶有衛(wèi)生間。

我們以南京某大學2000年以后新建的或改建的板式大學生宿舍為研究對象，選擇代表上述4種類型的宿舍建筑，并根據(jù)以下原則選擇宿舍單元樣本：

1)每棟宿舍建筑分別在其低層、中層及高層各選取1間宿舍樣本。

2)如果該宿舍建筑在南北朝向皆布置有宿舍單元，則南北朝向各取一間宿舍樣本。

3)選擇具有代表性的普通標準宿舍單元，即室內(nèi)家具、采光照明皆沒有做過改動或移動，采光口也沒有添加任何固定遮光物，包括遮陽板或固定晾衣架等。

從四棟宿舍建筑選擇宿舍樣本共23間，表1為實測宿舍樣本的建筑信息和光物理特性。表2是四類樣本宿舍單元的典型平面圖、測點布置位置及室內(nèi)的魚眼照片(從入口照向窗口)。測點布置原則是在宿舍居室內(nèi)從窗臺向內(nèi)，分別為距窗1 m(S1靠窗點)、居室中間設一點(S2中點)、距入口處設一點(S3內(nèi)側點)。測點據(jù)地高0.75 m。

表1 4種類型宿舍樣本的建筑物理信息

因宿舍樣本數(shù)量較多，為方便實地測量和比較分析，所有測量都選擇在冬日晴天(云量低于30%)，測量時會盡量避免室內(nèi)的直射陽光。每間宿舍樣本的測量天數(shù)為3天，測量時間是從10：00—15：00，每隔1 h測量一次。實測室內(nèi)天然采光時，所有活動遮光物如晾曬的衣物或窗簾等會移開，并關閉室內(nèi)所有人工照明設備。

2 實測結果和數(shù)據(jù)分析

表3為宿舍樣本的實地測量。其中樣本宿舍編號為“宿舍類型-樣本數(shù)_樓層-朝向”，樓層分為L(低層)、M(中間層)、H(高層)三種，朝向分為S(南向)和N(北向)兩種。如表3中編號為“T3-1_L-S”的宿舍樣本，代表的是外置式宿舍T3的第1間樣本，該樣本位于底層南向。綜合分析表3的實測值，可以看出：

1)有74% 宿舍樣本的室內(nèi)天然光平均照度達到GB 50033中住房居室的要求(即室內(nèi)天然光平均照度不應低于300 lx)。此外，除樣本T2-1_L-S外，所有宿舍樣本的室內(nèi)平均照度均達到GB 50034—2013《建筑照明設計標準》所規(guī)定的不低于150 lx的要求。T2-1_L-S宿舍平均照度值低的主要原因是該宿舍樣本位于一樓，因安全原因，原設計中的開放陽臺被封閉，極大地影響了室內(nèi)采光。

表2 4類宿舍的實測樣本平面圖及室內(nèi)魚眼照片

續(xù)表2

2)所有樣本宿舍內(nèi)的照度均勻度普遍偏低，不能滿足GB 50034規(guī)定的不小于0.4的要求。照度均勻度并沒有因為樓層提高而提高，而是因宿舍類型不同而不同，其中附帶衛(wèi)生間的T3和T4類型的宿舍照度均勻度要遠遠低于T1和T2類型。就同一類型宿舍而言，北側宿舍的照度均勻度略好于南側宿舍。

表3 所有宿舍樣本測量的照度平均值

3)在同種類型的宿舍里，一般高層宿舍的采光要好于低層宿舍。這主要是因為室外多各種遮擋物的影響。首先宿舍區(qū)建筑容積率較大，宿舍建筑之間的樓間距較小，宿舍樓之間會互相遮擋，特別是一些老舊的大學校區(qū)；其次高校宿舍樓之間一般都會有綠化帶，無論是高大的喬木還是低矮的常綠灌木，以及建在宿舍樓旁邊的自行車棚或晾曬架等，都影響著底層宿舍的日照和采光。加之安全因素，很多1～2層的宿舍都會做包括封閉陽臺和安置防盜網(wǎng)等的處理，這些都或多或少都對天然采光造成影響。研究小組走訪的大多數(shù)低層宿舍都較為陰暗潮濕，通風采光都存在一定問題。

4)由于所有實地測量都是在晴天情況下開展的，因此在同類型宿舍里，南側宿舍室內(nèi)的室內(nèi)平均天然照度要高于北側宿舍，而北側宿舍的照度均勻度則略好南側宿舍。 然而調(diào)查小組在實地調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，即使在北側采光較好的宿舍里，大部分學生會對其室內(nèi)天然采光感到不滿，其主要原因是沒有直射陽光。而一些住在南向低層宿舍的學生，對室內(nèi)直射陽光的需求要高于改善室內(nèi)天然光環(huán)境。

總體而言，盡管大部分宿舍樣本的室內(nèi)平均天然光照度達到規(guī)范要求的標準，但由于室內(nèi)天然光分布很不均勻，因此絕大多數(shù)被調(diào)研宿舍的整體天然光環(huán)境普遍不理想。比較而言，改建式宿舍T1和公寓式T2的室內(nèi)光環(huán)境最好，內(nèi)置式T4次之，外置式宿舍T3的采光情況最差。由于宿舍房間進深比一般住宅要大，而附帶衛(wèi)生間后的宿舍更是加大了房間進深，使室內(nèi)平均光照度和照度均勻度都較差。特別是外置式T3宿舍，衛(wèi)生間布置在采光口外側，嚴重影響到居室內(nèi)的日照和采光。我們在走訪和測量該建筑時也發(fā)現(xiàn)，即使是在白天室外光線較好的情況下，該宿舍建筑人工照明的總使用率要遠遠高于其他三間宿舍建筑。

在實測的基礎上，我們又利用計算機光模擬軟件DAYSIM 還原和分析了四種類型的實測宿舍樣本的全年光環(huán)境狀況。DAYSIM 所模擬出來的全年結果再次證實了上述實測結論。

3 分析與討論

通過實地測量和計算機模擬分析，我們發(fā)現(xiàn)該高校學生宿舍室內(nèi)天然光環(huán)境普遍不理想，其主要問題是宿舍室內(nèi)天然光分布很不均勻，照度均勻度偏低。造成這種問題的主要原因包括以下幾個方面：

1)我國大學生宿舍特有的空間設計和布局，僅憑單側采光很難滿足室內(nèi)采光需求。目前我國大學生宿舍基本上為4人一間的模式化空間設計，層高為2.8～3.3 m，開間為3.3～3.6 m，進深在4.5～5.4 m之間。由于宿舍房間進深較大，天然光很難照到室內(nèi)深處。本次調(diào)研顯示即使是采光較好的T1和T2型宿舍，在遠離側采光口的地方，其天然光照度還是偏低，大部分不足100 lx，此外，研究小組在實地走訪時注意到學生留在宿舍學習時，大都會在所分配的家具位置上。目前宿舍家具大多采用上床下桌、雙側沿墻布置模式。本次研究也對個別宿舍樣本的學生課桌桌面進行了實地測量，桌面測點照度僅為無遮擋水平面上的1/10左右，室內(nèi)家具“高床低桌”組合模式對學生學習桌面的采光有較大影響。特別是被分配在遠離側采光口的兩個床位的學生，其桌面上天然光照度值通常無法滿足學習需求，不得不進行人工補光照明。

2)目前所采用的窗墻比標準已不能滿足當代宿舍設計的需求。建筑師運用較多也較為簡便有效地控制宿舍采光質(zhì)量的標準是JGJ 36和GB 50034所規(guī)定的窗地比。本次實地調(diào)研也可以看出，凡是達到規(guī)范所規(guī)定的不低于1/7窗地比的T1和T2型宿舍，室內(nèi)天然光環(huán)境相對較好。然而隨著我國大學生宿舍人性化設計的進一步深入，附加洗手間或是增加晾曬衣物的陽臺，已成為現(xiàn)代大學生宿舍設計的發(fā)展趨勢，許多現(xiàn)代宿舍設計已較難滿足1/7這一規(guī)定。

3)室外建筑物的遮擋，主要是宿舍樓之間的遮擋是造成低層宿舍采光較差的主要原因?！睹裼媒ㄖO計通則》(GB 50352—2005)中第5.1.3規(guī)定“宿舍半數(shù)以上的居室，應能獲得同住宅居住空間相等的日照標準”，可見該標準中對宿舍建筑日照間距的要求遠低于住宅建筑，因此大學生宿舍區(qū)建筑密度較大，樓間距普遍偏小，造成宿舍樓之間的互相遮擋情況比較嚴重。

4)缺乏有關宿舍建筑天然采光設計的明晰標準和規(guī)定。如我國既往與現(xiàn)行的GB/T 50033沒有針對宿舍建筑的專項規(guī)定。只有JGJ 36在5.1.4條中規(guī)定“采光系數(shù)最低值不應小于1%”，并提到此條應按GB/T 50033—2013的有關規(guī)定進行調(diào)整。由于GB 50352—2005參照的是GB/T 50033—2001，我們根據(jù)相關規(guī)定推測宿舍設計規(guī)范參照的是GB 50033中的住宅建筑的臥室、起居室(廳)的采光標準：側面采光中采光等級為Ⅳ類的場所，采光系數(shù)最低值不應小于1%。而GB/T 50033—2013提高了采光等級Ⅳ類的采光標準值，即側面采光的采光系數(shù)不應低于2.0% ，室內(nèi)天然光照度不應低于300 lx。在此值得一提的是，盡管GB 50033沒有針對宿舍采光的專項要求，但GB 50034—2013卻對宿舍建筑的采光照明有著明確規(guī)定: “窗地比不應低于1/7，照度標準值要求以地面參考面的照度不應低于150 lx；照度均勻度要求不小于0.40”。 我們注意到GB 50034—2004沒有任何與宿舍室內(nèi)照明相關的規(guī)定，由此可見宿舍建筑在采光照明方面已經(jīng)引起了一定的重視。

4 結束語

我國高校大學生宿舍對室內(nèi)采光照明質(zhì)量要求較高，但本次調(diào)研顯示我國大學生宿舍室內(nèi)天然光環(huán)境仍然存在不理想的問題。我們在實地走訪時注意到，即使在晴天采光情況較好的情況下，仍有很多宿舍選擇開燈，能耗浪費大。因此，針對我國高校大學生宿舍天然光環(huán)境，我們提出以下幾點改進建議：

1)對于宿舍樓布局的方面，適當增加樓間距，減少建筑高度，可采用低層架空形式、避免在低層布置宿舍單元等方式，來減少室外建筑物、綠化等室外遮擋對宿舍采光的影響。

2)由于采光和日照密切相關，建議選擇北側走廊、僅在南側布置宿舍居室的方式，以滿足學生生活中對采光日照的需要。

3)建議按照功能劃分宿舍空間，如現(xiàn)在較為常見的公寓式宿舍，除生活用居室外，設置專門的學習室，而學習用房可按照教育建筑普通教室的采光標準。

4)控制單側采光的宿舍進深在4.8～5.1 m之間，就基本能滿足室內(nèi)采光需求。如果進深過大時，應考慮雙側采光形式，宿舍采光口應盡量選擇開高窗。

5)家具布局方式可以選擇橫向布局的方式，將采光要求較高的功能及較低矮的家具集中布置在采光口一側，在有效利用采光的情況下，減少室內(nèi)家具的遮擋情況。

6)本次調(diào)研選擇的高校宿舍建筑及宿舍樣本有限，測量時間僅以晴天為主，盡管其后的計算機模擬研究證實了實測結論，但相關研究還應在不同地域、不同光氣候條件下開展。