教學建筑自然采光問題現狀總結與分析

袁景玉 關高慶 吳 克 高 銓

（河北工業大學，中國 天津 300401）

1 教學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

教學建筑中的自然采光設計應首要考慮師生的視覺舒適性。因為無論是老師還是學生，在教室中授課或學習時，大多是依賴短距離的注視，雖然為了適應外界光環境，人類的視覺器官會進行自我調節，但長期處于這種不良的室內光環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）人體工效學研究發現人眼在天然光下具有更高的視覺功效。

（2）良好的自然采光環境可以避免視覺器官出現問題，如近視問題；

（3）良好自然采光環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）良好自然采光環境可以防止疲勞；

（2）良好的自然采光環境可以激發學生的學習積極性，提高授課教師的工作激情。

1.2 自然光充足有利于提高學生學習成績

有效地自然采光對于學生學習成績的積極影響現如今已是不容懷疑的，這是很多學者和研究機構經過長期大量的實地調研得出的結論[4]，是具有科學依據的一個觀點。

2 教學建筑自然采光存在問題

可持續是人類對待自然的一種態度，學校作為人才的聚集地，是未來社會建設者獲得知識的場所，學校對于可持續環境的關注必然會對他們產生重要影響，甚至影響他們進入社會后對于人類環境的關注，所以對于研究學校建筑自然采光有著其必要性。經過實地對天津工業和天津師范的調研得出現有教學建筑存在的問題主要有：

1）自然采光良好的白天教室內的電燈全部打開。

2）由于對自然光缺乏控制，太陽光線強時室內容易出現眩光，造成局部過亮現象。

3）為了解決眩光，多數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生學習的重要因素，并會對學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能。

3 教學建筑自然采光研究

3.1 教學建筑光環境要求

根據規范中教學建筑教室中的光環境一定要滿足以下條件[19]：

1）在整個教室中應保持足夠的照度，且照度分布要比較均勻，使坐在各個位置上的學生具有相近的光照條件。同時，由于學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）光線最好從左側上方射來，以免在書寫時，手或者身體會擋住光線，產生陰影，所以窗口的設置一定要經過仔細考慮后再確定。

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

隨著科技的發展，為了方便教學教室內也增添了各種先進的設備，隨之出現了各種功能的教室，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采光的研究并不多。多數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光環境的要求[20]：

1）桌面：應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，清晰度適當提高會減輕學生視覺器官的負荷，同時也能保證教學的質量。

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境設計的關鍵所在。

3.2 教學建筑自然采光研究總結與啟示

為了提高多媒體教室天然采光設計質量，促進這類房間對天然采光的運用，以期達到控制眩光角度、滿足教室室內照度、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窗或者反光板引導光線，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采光的影響。

4）將多媒體教室分成不同的分區，針對不同分區的照度要求進行分區域模擬實驗，達到不同分區的協調統一。

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 結語

教學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展有很大的促進作用，文章通過對高校教學建筑的調研，發現并總結高校教學建筑中自然采光存在的問題，對比教學建筑自然采光的要求，得出教學建筑自然采光可以采取的解決辦法，為教學建筑自然采光問題的解決提供了參考。

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