光照与建筑

第三节　光照与建筑

南方与北方的光照强度不同，因此房子的间隔距离、采光条件也要因地而异。广东省有些地方房屋与房屋之间距离小，甚至有的房屋的屋檐与屋檐几乎相碰，间距仅1～2米。为什么要这么建造？有人认为它有明显的优点。首先在屋顶覆盖下面，夏季太阳光晒不着，居民有一种阴凉的感觉。屋与屋之间的空除很小，就象一口“天井”，它起烟囱的作用。再加上房屋的门窗多，几乎敝开。广东住家几乎都有一个“敞厅”，当室外风经过客厅，吹到了“天井”后，就沿“烟囱”向上升，形成较好的对流。因此，这种建筑同样达到通透的目的。

而在北方则相反，无论冬夏，为了采光，院子一定要大，房子与房子之间间隔也要大，才能采到光，若间隔一小，太阳光就遮挡住了。尤其是冬季，太阳高度低，阳光斜射，所以老北京城里的四合院设计得就很宽大，住家能采到充足阳光，这是极其科学的。我国东三省冬天长达半年以上，零度以下低温也长达180天左右。夏天短，几乎无酷暑，因此住房的外墙很厚，朝南窗户高大，设夹层玻璃，房屋间隔也大，即使在冬天太阳高度低的条件下，室内也能采到充足的阳光。

西北地区的建筑又不同。新疆的吐鲁番，人们多建土拱形的屋子，泥的隔热性能很好，泥墙又厚，夏天，人们在土拱中乘凉，无炎热之感。酷暑时，人们习惯住在室外的葡萄架下，或住在生土窑洞里，到10月后才搬进屋里住。

河南、陕西、山西等地老百姓喜欢住窑洞，这倒不是他们不会享受，而是这种窑洞最大的优点是冬暖夏凉。为了适应当地冬季天冷的气候，用土质好的黄土盖窑洞，里面别有洞天——冬暖夏凉。因为用土盖窑洞施工容易，价廉物美，很受老百姓欢迎。但缺点是遇到高温多雨天，窑洞内不通风，易发潮。当地居民有经验，这种高温高湿的天气极少出现，更不会出现长江中下游的黄梅雨。住在窑洞里还是舒适的。以太原市为例，那里七月平均气温不超过24℃，最冷月1月平均气埠为零下7℃，冬夏可相差30～C以上，这是典型的干燥气候的温差。而窑洞里的温差就小得多。据研究，窑洞里，（地下1.6米～3.2米处）的冬夏平均气温差距大大减小，越到地下差距越小，分别只差14.9℃和6.8℃，创造了“冬天不冷，夏天不热”的独特小气候。

采光好的建筑可以升高室内气温，从而节约能源。例如在瑞士有人估算过，若建筑物在冬天，都能得到最佳的太阳光热，使室内升高l℃，则每年取暖便可节省二干五百万瑞士法朗。

为了满足室内卫生要求，必须了解室内的日照时间、日照面积及其变化范围，以便掌握日照深度和日照量，其中主要考虑下列三方面：①日照时间　它是衡量日照效果最常用的指标，计算简便。原则上要求冬季日照越长越好，夏季则越短越好。②室内日照面积　它代表室内日照实际情况，希望冬季室内日照面积越大越好，而夏季则日照面积越小越好。③太阳直射能量　正午太阳直射强，希望冬季室内多接受正午前后的太阳直射光，而夏季室内应避免正午至14时的太阳直射光。从上述三方面分析，它们有个共同点，即冬季要争取最多最强的日照和日射，而夏季则尽量避免日照。在具体设计中，因受到太阳高度角、建筑间距和方位等条件的制约，不能同时满足上述要求。为此应提出一衡量日照效果的最低限度指标作为设计依据，此即日照标准。

日照标准是民用建筑设计的卫生标准之一，应根据气候区划，考虑建筑用地标准（建筑间距），经仔细深入的调查研究，才能制定出适合各地的日照标准。共同的趋势是以日照时数作为日照标准。我国对建筑日照尚无国家规定的专业标准，但已有文“原则上按当地冬至日住宅底层日照间距不小于1h的要求计算房屋间距” 。此可作为日照和采光环境质量的控制参考。从实践经验考虑，日照时间应在冬至日10～14时之间为宜。

综合现有的调研成果，推荐表5—1所示的日照时间标准，并建议阳光直射室内地面的面积按每人0.40m²为标准，不计太阳高度角低于10的日照时间和面积。

表5—1　室内日照时间标准

权衡日照得益和节约用地的矛盾，推荐以各地区有效日照时数年累计值的1/3作为居室全年获得日照时数的下限，每户至少有一间或两间居室的日照应满足这一要求。同时在北方地区还应根据地理纬度规定不同的冬季日照时数作为控制城市住宅间距的依据之一。例如北京可规定每户至少有一间居室年累计日照时数不少于921小时（2764×1/3），并且在冬至8： 30～15： 00时内要有1h日照（以外墙平面上窗台中心点计算）。

前述原则规定已明确提出计算日照时间的标准日为太阳高度角最低的冬至日。显然只要该日满足日照标准，其他日均超过标准，故取冬至日为标准日属较高标准。南方炎热地区，冬季室外气候温和，通过室外活动，可增加接受阳光照射时间，故冬季对室内日照要求不如北方迫切，可选择大寒日（1月22日）作为标准日，大寒前后是一年中最冷的时期，但太阳高度角比冬至日高一些。以北京为例，间距系数（日照间距与建筑物计算高度之比）随日照时间和节气变化如表5—2所示。冬至日与大寒日间距系数差0.25，若以冬至日为标准，则与大寒日相比要少建1500m²/h m²，降低了土地利用率。若以大寒为标准日，则冬至日不保证日照的窗户约7%。考虑日照对人体的生物学效应、土地利用、气候特征等多种因素，综合得出北京居室采用大寒日为标准日，按日照2小时决定建筑间距是适宜的。

表5—2　北京日照时间和间距系数