長(zhǎng)春地區(qū)幼兒園生活空間自然采光測(cè)試調(diào)查

董俊男，周春艷 （吉林建筑大學(xué)，吉林 長(zhǎng)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(yǎng)育活動(dòng)的機(jī)構(gòu)，致力于減輕家庭對(duì)兒童進(jìn)行培訓(xùn)的時(shí)間、空間和環(huán)境的限制，以便兒童能夠健康、快樂(lè)地成長(zhǎng)，其中幼兒的大部分活動(dòng)內(nèi)容在其生活空間進(jìn)行，良好的生活空間光環(huán)境對(duì)于保護(hù)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(duì)于人工照明對(duì)幼兒視力、身心健康成長(zhǎng)有著更積極的影響，現(xiàn)有的相關(guān)自然采光設(shè)計(jì)研究表明，良好的自然采光不僅對(duì)幼兒的身心健康發(fā)展有著促進(jìn)作用，并且能夠節(jié)約能源，減少用電壓力等。本文針對(duì)長(zhǎng)春地區(qū)幼兒園生活空間的自然采光現(xiàn)狀進(jìn)行測(cè)試調(diào)查，找出幼兒園生活空間自然采光存在的問(wèn)題，為幼兒園生活空間自然采光優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

2 測(cè)試內(nèi)容

在進(jìn)行實(shí)地測(cè)試之前，首先對(duì)長(zhǎng)春市區(qū)部分幼兒園生活空間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，調(diào)研情況如表1所示。

長(zhǎng)春市區(qū)部分幼兒園生活空間調(diào)研情況 表1

通過(guò)對(duì)幼兒園生活空間調(diào)研發(fā)現(xiàn)，幼兒園生活空間存在著一些共性特點(diǎn)。一是由于受地理位置影響長(zhǎng)春冬季寒冷而漫長(zhǎng)，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(gè)別活動(dòng)室的平面形狀呈扇形或半圓形。調(diào)研的幼兒園既有新建幼兒園也有改造項(xiàng)目幼兒園，新建幼兒園活動(dòng)空間朝向多以南向?yàn)橹?，南向采光由于室?nèi)以直射光為主，室內(nèi)光環(huán)境的變化較多，所以本次測(cè)試選取的幼兒園為新建幼兒園。

本次測(cè)試選取的幼兒園活動(dòng)空間為長(zhǎng)春新區(qū)埃弗森堡幼兒園二層幼兒活動(dòng)室，該幼兒園位于長(zhǎng)春萬(wàn)龍麗水灣小區(qū)內(nèi)，活動(dòng)室為單向側(cè)窗采光，窗外無(wú)遮擋，具有一定的代表性。測(cè)試的數(shù)據(jù)主要是：①生活空間照度測(cè)試；②生活空間采光系數(shù)的測(cè)定；③窗地比。

2.1 測(cè)點(diǎn)布置及時(shí)間選擇

①根據(jù)《采光測(cè)量方法》（GB/T5699-2017）室內(nèi)測(cè)量點(diǎn)布置要求，需要根據(jù)采光系數(shù)測(cè)量方法完成測(cè)量。室內(nèi)測(cè)量根據(jù)需要，選擇室內(nèi)整個(gè)區(qū)域或有代表性的區(qū)域，將測(cè)量區(qū)域劃分為矩形網(wǎng)格，然后在矩形網(wǎng)格的中心點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)點(diǎn)位置如圖1、圖2所示。

圖1 等間距布點(diǎn)圖

圖2 埃弗森堡幼兒園活動(dòng)室布點(diǎn)示意圖

②測(cè)量日期選擇多云的全陰天并且當(dāng)天天空看不到太陽(yáng)位置，在有穩(wěn)定照度的時(shí)間內(nèi)測(cè)量。本次測(cè)量結(jié)合幼兒園幼兒作息活動(dòng)時(shí)間，選在9時(shí)至14時(shí)30分。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工具的選用

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所用到的測(cè)光儀器為自動(dòng)量程照度計(jì)具有讀數(shù)方便，體積小，測(cè)量誤差小等優(yōu)點(diǎn)，儀器型號(hào)ST-85；卷尺；腳架3副；激光測(cè)距儀等（圖3）。

圖3 測(cè)試儀器圖

2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在測(cè)量幼兒園活動(dòng)室各部分尺寸的基礎(chǔ)上，根據(jù)測(cè)量的幼兒園活動(dòng)室面積和窗洞口面積計(jì)算窗地比，尺寸統(tǒng)計(jì)和窗地比如表2所示。

筆者將測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如表2所示。幼兒園自然采光標(biāo)準(zhǔn)值如表3所示，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)將于表3做對(duì)比分析。

測(cè)量數(shù)據(jù)及采光數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 表2

幼兒園活生活空間自然采光標(biāo)準(zhǔn)值 表3

3 測(cè)試結(jié)果分析

3.1 幼兒園戶外照度測(cè)試分析

室外光環(huán)境測(cè)量時(shí)間為2020年8月10日9時(shí)到14時(shí)30分，該時(shí)間段正是埃弗森堡幼兒園正常教學(xué)活動(dòng)時(shí)間。儀器架設(shè)選取幼兒園南向無(wú)遮擋的空地，架設(shè)在選取的活動(dòng)室高度的6倍處。照度計(jì)設(shè)置每20分鐘自動(dòng)計(jì)數(shù)一次。室外測(cè)試當(dāng)天正值長(zhǎng)春夏季，空氣濕度較大，天空多云，中午時(shí)分室外還伴有雨水天氣出現(xiàn)。根據(jù)圖4統(tǒng)計(jì)分析得出，早上9點(diǎn)30分度值為較低的1978lx，隨著太陽(yáng)高度角的增大，戶外照度逐漸上升。到11點(diǎn)30分左右天空云層增厚并伴有降水天氣出現(xiàn)，戶外照度從8120lx下降到1878lx，此時(shí)室內(nèi)昏暗，人工照明已全部開啟，12點(diǎn)20分左右天空稍晴后戶外照度為9500lx。在下午1點(diǎn)到2點(diǎn)半的時(shí)間段內(nèi)戶外天氣比較穩(wěn)定，照度也在均勻變化。測(cè)試當(dāng)天戶外照度劇烈變化，可以發(fā)現(xiàn)室外氣候?qū)顒?dòng)室光環(huán)境影響大。測(cè)試當(dāng)天9時(shí)到14時(shí)30分，室外照度平均值6311lx，根據(jù)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5033-2013），當(dāng)室外照度低于臨界照度5000lx時(shí)，室內(nèi)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(dòng)室照度測(cè)試分析

埃弗森堡幼兒園幼兒生活空間自然采光方式為側(cè)窗采光，所以按照側(cè)窗采光標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較分析。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果得知，幼兒園生活空間的照度最小值為64.4lx，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)平均值300.0lx，照度平均值為178.3lx，也低于標(biāo)準(zhǔn)值。從實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，只有近采光口一側(cè)的活動(dòng)區(qū)域的照度值能達(dá)標(biāo)，進(jìn)深較大、靠近走廊一側(cè)的活動(dòng)區(qū)域均不能滿足要求。根據(jù)圖5可得出，在采光口附近采光系數(shù)變化較大，進(jìn)深較大處采光系數(shù)則變化較小。由于本測(cè)試在全陰天條件下進(jìn)行，所以不會(huì)有眩光現(xiàn)象產(chǎn)生，如果在晴天條件下，采光系數(shù)發(fā)生驟減很可能對(duì)幼兒學(xué)習(xí)、活動(dòng)的舒適度造成很大影響甚至可能導(dǎo)致眼睛受到損害。

圖5 采光系數(shù)隨進(jìn)深變化圖

3.3 采光系數(shù)測(cè)試分析

埃弗森堡幼兒園活動(dòng)室采光系數(shù)平均值為2.86%，盡管還沒有達(dá)到側(cè)窗采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值3.0%，但與標(biāo)準(zhǔn)值已接近，說(shuō)明測(cè)試當(dāng)天室外照度臨界值也較小。這種情況下，若不采取相關(guān)措施，進(jìn)深較大處則需要人工照明的補(bǔ)充才能夠滿足幼兒生活的需求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次調(diào)查測(cè)試得出，目前幼兒園生活空間自然采光環(huán)境還存在一些問(wèn)題，例如：幼兒園活動(dòng)室平面尺度不合理導(dǎo)致室內(nèi)照度不均勻，近走廊一側(cè)照度不達(dá)標(biāo)，采光系數(shù)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者對(duì)幼兒園生活空間采光優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了一些設(shè)想，例如改變活動(dòng)室幼兒座位布局、改變活動(dòng)空間的天花形式，在有條件或者頂樓的活動(dòng)室增設(shè)天窗等，力求為幼兒提供適合其健康成長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)自然光環(huán)境。