長春地區幼兒園生活空間自然采光測試調查

董俊男，周春艷 （吉林建筑大學，吉林 長春 130118）

1 背景

幼兒園作為專門為3至6歲的兒童開展育兒和養育活動的機構，致力于減輕家庭對兒童進行培訓的時間、空間和環境的限制，以便兒童能夠健康、快樂地成長，其中幼兒的大部分活動內容在其生活空間進行，良好的生活空間光環境對于保護兒童視力起著重要的作用。幼兒園生活空間采光主要包括自然采光和人工照明。其中自然采光相對于人工照明對幼兒視力、身心健康成長有著更積極的影響，現有的相關自然采光設計研究表明，良好的自然采光不僅對幼兒的身心健康發展有著促進作用，并且能夠節約能源，減少用電壓力等。本文針對長春地區幼兒園生活空間的自然采光現狀進行測試調查，找出幼兒園生活空間自然采光存在的問題，為幼兒園生活空間自然采光優化設計提供參考依據。

2 測試內容

在進行實地測試之前，首先對長春市區部分幼兒園生活空間進行現場調研，調研情況如表1所示。

長春市區部分幼兒園生活空間調研情況 表1

通過對幼兒園生活空間調研發現，幼兒園生活空間存在著一些共性特點。一是由于受地理位置影響長春冬季寒冷而漫長，因此幼兒園生活空間的朝向多為南向。二是幼兒園生活空間平面形狀大多為矩形，只有個別活動室的平面形狀呈扇形或半圓形。調研的幼兒園既有新建幼兒園也有改造項目幼兒園，新建幼兒園活動空間朝向多以南向為主，南向采光由于室內以直射光為主，室內光環境的變化較多，所以本次測試選取的幼兒園為新建幼兒園。

本次測試選取的幼兒園活動空間為長春新區埃弗森堡幼兒園二層幼兒活動室，該幼兒園位于長春萬龍麗水灣小區內，活動室為單向側窗采光，窗外無遮擋，具有一定的代表性。測試的數據主要是：①生活空間照度測試；②生活空間采光系數的測定；③窗地比。

2.1 測點布置及時間選擇

①根據《采光測量方法》（GB/T5699-2017）室內測量點布置要求，需要根據采光系數測量方法完成測量。室內測量根據需要，選擇室內整個區域或有代表性的區域，將測量區域劃分為矩形網格，然后在矩形網格的中心點進行測量。測點位置如圖1、圖2所示。

圖1 等間距布點圖

圖2 埃弗森堡幼兒園活動室布點示意圖

②測量日期選擇多云的全陰天并且當天天空看不到太陽位置，在有穩定照度的時間內測量。本次測量結合幼兒園幼兒作息活動時間，選在9時至14時30分。

2.2 現場測量工具的選用

現場測試所用到的測光儀器為自動量程照度計具有讀數方便，體積小，測量誤差小等優點，儀器型號ST-85；卷尺；腳架3副；激光測距儀等（圖3）。

圖3 測試儀器圖

2.3 現場測量數據統計

在測量幼兒園活動室各部分尺寸的基礎上，根據測量的幼兒園活動室面積和窗洞口面積計算窗地比，尺寸統計和窗地比如表2所示。

筆者將測試得到的數據進行統計分析，如表2所示。幼兒園自然采光標準值如表3所示，測試得到的數據將于表3做對比分析。

測量數據及采光數據統計表 表2

幼兒園活生活空間自然采光標準值 表3

3 測試結果分析

3.1 幼兒園戶外照度測試分析

室外光環境測量時間為2020年8月10日9時到14時30分，該時間段正是埃弗森堡幼兒園正常教學活動時間。儀器架設選取幼兒園南向無遮擋的空地，架設在選取的活動室高度的6倍處。照度計設置每20分鐘自動計數一次。室外測試當天正值長春夏季，空氣濕度較大，天空多云，中午時分室外還伴有雨水天氣出現。根據圖4統計分析得出，早上9點30分度值為較低的1978lx，隨著太陽高度角的增大，戶外照度逐漸上升。到11點30分左右天空云層增厚并伴有降水天氣出現，戶外照度從8120lx下降到1878lx，此時室內昏暗，人工照明已全部開啟，12點20分左右天空稍晴后戶外照度為9500lx。在下午1點到2點半的時間段內戶外天氣比較穩定，照度也在均勻變化。測試當天戶外照度劇烈變化，可以發現室外氣候對活動室光環境影響大。測試當天9時到14時30分，室外照度平均值6311lx，根據《建筑采光設計標準》（GB5033-2013），當室外照度低于臨界照度5000lx時，室內采光則需要全部采用人工照明。

圖4 埃弗森堡幼兒園室外照度變化圖

3.2 活動室照度測試分析

埃弗森堡幼兒園幼兒生活空間自然采光方式為側窗采光，所以按照側窗采光標準值進行比較分析。根據實測結果得知，幼兒園生活空間的照度最小值為64.4lx，遠低于標準平均值300.0lx，照度平均值為178.3lx，也低于標準值。從實際測量數據中可以發現，只有近采光口一側的活動區域的照度值能達標，進深較大、靠近走廊一側的活動區域均不能滿足要求。根據圖5可得出，在采光口附近采光系數變化較大，進深較大處采光系數則變化較小。由于本測試在全陰天條件下進行，所以不會有眩光現象產生，如果在晴天條件下，采光系數發生驟減很可能對幼兒學習、活動的舒適度造成很大影響甚至可能導致眼睛受到損害。

圖5 采光系數隨進深變化圖

3.3 采光系數測試分析

埃弗森堡幼兒園活動室采光系數平均值為2.86%，盡管還沒有達到側窗采光系數標準值3.0%，但與標準值已接近，說明測試當天室外照度臨界值也較小。這種情況下，若不采取相關措施，進深較大處則需要人工照明的補充才能夠滿足幼兒生活的需求。

4 結語

通過此次調查測試得出，目前幼兒園生活空間自然采光環境還存在一些問題，例如：幼兒園活動室平面尺度不合理導致室內照度不均勻，近走廊一側照度不達標，采光系數未達到標準值等問題。針對這些問題，筆者對幼兒園生活空間采光優化設計提出了一些設想，例如改變活動室幼兒座位布局、改變活動空間的天花形式，在有條件或者頂樓的活動室增設天窗等，力求為幼兒提供適合其健康成長的優質自然光環境。