建筑光環(huán)境案例分析及優(yōu)化

建筑光環(huán)境優(yōu)化一、案例分析一托馬斯?赫爾佐格漢諾威26號展廳托馬斯-赫爾佐格是德國著名的建筑師和建筑學(xué)教授。他以其關(guān)注技術(shù)、注重生態(tài)的建筑設(shè)計(jì)享譽(yù)世界。他的生態(tài)建筑思想是人類和所有的人工制造物達(dá)到一個(gè)自然和人造自然的親切和睦的境地。托馬斯說：“生態(tài)建筑，并不是簡單的綠化和陽光，其真正的目標(biāo)是為了節(jié)省資源、能源和保護(hù)環(huán)境。他始終堅(jiān)持“從生態(tài)到建筑，從技術(shù)到自然”的原則，他己經(jīng)把生態(tài)升華成一種思想和精神，并以此貫穿他一生的建筑設(shè)計(jì)過程。托馬斯?赫爾佐格更關(guān)注的是建筑與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上自身的節(jié)能程度、技術(shù)的精確性和高效性。通過精心設(shè)計(jì)的建筑細(xì)部提高資源和能源的利用效率，減少不可再生資源的耗費(fèi)，來達(dá)到對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。托馬斯?赫爾佐格的大量作品所遵循的生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理和策略：1、緩沖空間的營造2、采光與遮陽的協(xié)調(diào)3、自然通風(fēng)的組織4、應(yīng)變界面的構(gòu)造最大限度地利用自然光不僅能夠節(jié)約大量能源，還是使用者生理和心理舒適的基本要求。伴隨著現(xiàn)代大體量建筑的出現(xiàn)，建筑空間往往忽視了對自然光的利用。但是，由于自然光的使用也容易伴隨著過多的熱量引入。因此，協(xié)調(diào)解決采光和遮陽是赫爾佐格作品的重要課題，其主要表現(xiàn)為兩種策略：北向光線的利用，采光與遮陽的轉(zhuǎn)換。而漢諾威26號展廳就是一個(gè)很好的案例。26號展廳是為德國貿(mào)易展覽會組織DMAG所設(shè)計(jì)的，為“2000年世博會的第一件展品”。它的設(shè)計(jì)體現(xiàn)本次世博會的主題：“人一自然一技術(shù)”。巨大的展廳長200m,寬116m布置成三跨。整個(gè)建筑外觀是一種獨(dú)具藝術(shù)性的技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)和對環(huán)境中可持續(xù)發(fā)展的能量形式優(yōu)化開發(fā)的完美體現(xiàn)，同時(shí)也體現(xiàn)了世博會的主題：“人一自然一技術(shù)”。托馬斯?赫爾佐格通過開發(fā)一種人工和自然相結(jié)合的通風(fēng)概念，使其在建筑物中空調(diào)方面是投資費(fèi)用節(jié)省了50%。展廳的光環(huán)境既要使陳列的文物清晰的呈現(xiàn)給觀眾和得到必要的保護(hù)，乂能給觀眾提供舒適的視看環(huán)境。所以在展覽廳設(shè)計(jì)中要有適宜的照度，照度分布也要合理，更要避免眩光。在26號展廳中，赫爾佐格充分利用自然光，乂兼顧了遮陽。①展覽館中的自然采光關(guān)注自然采光，不僅是讓身居其中的人們更多的與自然親近，更是從能源、健康等角度，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性建筑的一種重要方式。但作為自然光，從建筑采光的角度來說，雖然有其巨大的不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是，未經(jīng)過濾、遮擋、折射等處理的自然光，無論是從視覺光源的方面來講，還是從〈'111熱源方面來講，也有著一定的缺點(diǎn)。26號展廳中大面積的玻璃幕墻及格柵允許自然光線進(jìn)入，但同時(shí)乂可避免日光的直射。明亮但不耀眼的光線是創(chuàng)造整個(gè)大廳空間品質(zhì)的關(guān)鍵所在。建筑的屋脊處和側(cè)立面的上部有太面積的采光窗為室內(nèi)提供自然照明。②北向光線的利用北向光線屬于漫射光，且?guī)в械奶枱崃枯^少，因此在赫爾佐格的作品中被大量使用。其常用手法是通過反射作用，把北向光線均勻引入室內(nèi)。在漢諾威26號展廳中，為了給高大展覽空間提供質(zhì)量的均勻照明，光線通過大面積北向天窗上的白葉，折射到展館室內(nèi)屋頂上巨大“反射板”而引入更遠(yuǎn)的公共區(qū)域,

從而使光線均勻分布。同樣的赫爾佐格在林茨的設(shè)計(jì)中心項(xiàng)目中，通過在屋頂上的一種塑料格柵,將北面光線反射、折射進(jìn)入室內(nèi)，而將南側(cè)直射光線過濾，這樣就使展示區(qū)獲得高標(biāo)準(zhǔn)的采光，且不犧牲室內(nèi)熱舒適度，也不增加額外能耗。③建筑遮陽在漢諾威26號展廳中大量使用了天然木材.在展廳屋頂?shù)氖褂妹娣e共計(jì)20000平方米。這不僅太大降低了建筑造價(jià).其材料本身也體現(xiàn)了生態(tài)節(jié)能的特點(diǎn)。木材作為格柵，既遮擋了陽光避免了室內(nèi)過熱乂不影響屋頂和側(cè)面的自然采光。而這種可調(diào)式的遮陽裝置除可以遮擋陽光還可以防止眩光、調(diào)節(jié)風(fēng)量以及遮擋視線的作用。從而使光線均勻分布。同樣的赫爾佐格在林茨的設(shè)計(jì)中心項(xiàng)目中，通過在屋頂上的一種塑料格柵,將北面光線反射、折射進(jìn)入室內(nèi)，而將南側(cè)直射光線過濾，這樣就使展示區(qū)獲得高標(biāo)準(zhǔn)的采光，且不犧牲室內(nèi)熱舒適度，也不增加額外能耗。③建筑遮陽④人工照明展覽館中照明既要能向觀眾提供良好的視覺環(huán)境，乂要保護(hù)展品，盡量減少光輻射對展品的損傷，展覽館中照明系統(tǒng)可根據(jù)展示中特點(diǎn)和展品的布置情況來選擇。如圖，可看到漢諾威26號展廳的人工照明的分布，赫爾佐格采用了一般照明方式，使展室內(nèi)形成均勻亮度的光環(huán)境。二、建筑系館設(shè)計(jì)光環(huán)境優(yōu)化教室光環(huán)境應(yīng)保證學(xué)生視覺作業(yè)看得清楚、快捷、舒適，且在較長時(shí)間里閱讀不易產(chǎn)生疲勞。整個(gè)教室應(yīng)保持足夠的照度，照度分布均勻，使教室個(gè)個(gè)座位的座位的學(xué)生有相近的光照條件。此外，室內(nèi)應(yīng)有合適的亮度分布，消除炫光。采光口及窗面積優(yōu)化在該設(shè)計(jì)中的教室采用單側(cè)窗采光，即使在晴天，南向教室進(jìn)深不大且無墻垛的情況下也難到達(dá)采光標(biāo)準(zhǔn)，因此要合理的設(shè)計(jì)采光口形式及窗口面積。側(cè)向采光口位置的優(yōu)化：①提高窗上檐的高度，縮小窗上檐與頂棚的距離,增加光線照到教室的深度。②合宜的窗臺高度，課桌高度一般為520-760mm，課桌與側(cè)墻距離要求不小于120mm。為減少課桌面的光影，確?？看罢n桌面的采光,窗臺的適宜高度為800-1000mmo③合適的窗間墻寬度，較窄的窗間墻既可以增加教室進(jìn)光量，乂可使教室內(nèi)照度分布趨于均勻。避免眩光教室內(nèi)最容易產(chǎn)生的眩光源是窗口。當(dāng)窗口處于視野范圍內(nèi)較暗的窗間墻襯上明亮天空，就會感覺很刺眼，致使視力迅速下降；如果看到的天空靠近天頂或太陽位置附