邴赫亮，肖 輝

(同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，上海 200092)

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辦公空間采光調(diào)研分析

邴赫亮，肖 輝

(同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，上海 200092)

隨著人們對(duì)能源節(jié)約越來(lái)越重視，建筑采光節(jié)能的方法得到較快進(jìn)步。但在采光設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師往往忽略空間使用者的需求及感受。選取辦公空間為對(duì)象，分析了辦公空間中對(duì)采光效果影響較大的多個(gè)因素，并調(diào)研了人們對(duì)于這些因素的主觀需求，最后對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)該調(diào)研分析總結(jié)了人們對(duì)于辦公采光的需求并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，為今后采光設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供了一定的參考。

辦公空間；采光設(shè)計(jì)；調(diào)研分析

引言

隨著能源的日益緊缺，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源的重要性。在照明節(jié)能方面，天然采光作為照明節(jié)能最直接的方式得到了十分廣泛的應(yīng)用，但在關(guān)注天然采光對(duì)節(jié)能的作用時(shí)，人們對(duì)于采光對(duì)室內(nèi)人員的影響以及人們的采光需求的重視程度仍然不夠。

目前，人們對(duì)采光方面的研究主要集中在如何利用采光達(dá)到更好的節(jié)能效果以及采光對(duì)于人的生理、心理影響這兩個(gè)方面。在我國(guó)，人們較少關(guān)注采光(或自然光)對(duì)于人們的生理、心理影響，而設(shè)計(jì)師也通常以建筑造型為出發(fā)點(diǎn)，并遵守相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。這就導(dǎo)致在采光設(shè)計(jì)中忽略了人們主觀上對(duì)于采光的需求。采光的節(jié)能作用固然重要，但是無(wú)論是采光還是照明，都是為了使人們的生活及工作更加方便、舒適，因此不應(yīng)忽略人們主觀上對(duì)于采光的需求。

隨著人們生活、工作方式的改變，人們對(duì)于采光的需求也在不斷的改變。采光設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在保證采光效果的情況下，本著以人為本的態(tài)度，結(jié)合室內(nèi)人員的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)以更符合人們的使用需求，并為使用者營(yíng)造良好氛圍、創(chuàng)造愉悅的心情。而設(shè)計(jì)師往往在滿足規(guī)范的前提下最大程度的考慮建筑的造型需求，規(guī)范的寬泛性對(duì)于設(shè)計(jì)的指引作用卻并不明確。因此，有必要對(duì)人們的需求進(jìn)行收集，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)出具有一定規(guī)律性的、對(duì)采光設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用的結(jié)論，以改善目前采光設(shè)計(jì)中對(duì)使用者需求考慮不足的情況。

1 人的主觀需求調(diào)研

1.1 調(diào)研因素分析

采光設(shè)計(jì)對(duì)于室內(nèi)人員的影響主要有以下幾方面：

采光設(shè)計(jì)影響室內(nèi)照度，采光設(shè)計(jì)的調(diào)整會(huì)有效的改變室內(nèi)的照度值，因此可以通過(guò)調(diào)整采光設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能及改變室內(nèi)氛圍的目的；

采光設(shè)計(jì)影響室內(nèi)光分布，通過(guò)改變采光設(shè)計(jì)可以改變室內(nèi)的照度分布，產(chǎn)生不同的光影效果，可改變室內(nèi)氛圍，迎合不同人對(duì)光影效果的需求；

采光設(shè)計(jì)影響室內(nèi)人員的視野，窗是室內(nèi)人員與室外環(huán)境進(jìn)行溝通主要媒介，不同的采光設(shè)計(jì)會(huì)影響人們觀察室外的景致。在辦公空間中，在窗的附近進(jìn)行活動(dòng)，通過(guò)眺望遠(yuǎn)處景色進(jìn)行休息是許多工作人員工作時(shí)短時(shí)休息的主要方式之一，不同的采光設(shè)計(jì)對(duì)于人們的休息會(huì)產(chǎn)生明顯影響，進(jìn)而影響人們的工作狀態(tài)。

通過(guò)分析采光設(shè)計(jì)可改變的設(shè)計(jì)因素與人們對(duì)于采光的需求，確定了以下調(diào)研因素：

窗的尺寸對(duì)滿意度的影響，窗的尺寸大小會(huì)明顯的影響室內(nèi)的采光量及室內(nèi)人員的視野；

窗的形狀對(duì)滿意度的影響，窗的形狀會(huì)影響室內(nèi)的采光分布，產(chǎn)生不同的光影效果，營(yíng)造不同的環(huán)境與氣氛；

窗的高度對(duì)滿意度的影響，窗的高度會(huì)改變室內(nèi)的采光分布，隨著窗高度的提升，光線會(huì)照入室內(nèi)更深的地方，同時(shí)，窗的高度還會(huì)影響室內(nèi)人員的視野；

窗的透光率對(duì)滿意度的影響，透光率是指光透過(guò)玻璃后的光亮程度與透過(guò)玻璃之前的比值，通過(guò)改變窗的透光率可以改變進(jìn)入室內(nèi)的光通量，合理的調(diào)整透光率可達(dá)到保證室內(nèi)光線充足和防止眩光的效果。

1.2 調(diào)研情況

對(duì)于在辦公室工作的人而言，每天至少有三分之一的時(shí)間在進(jìn)行辦公活動(dòng)。受到人們工作性質(zhì)的決定，大多數(shù)人在辦公空間進(jìn)行工作的時(shí)間占據(jù)了日光最佳的時(shí)段，在這段時(shí)間中室外陽(yáng)光最為充足。同時(shí)，進(jìn)行辦公的人員也十分需要良好的光環(huán)境保證其工作的視覺(jué)舒適度，舒適的光環(huán)境也有益于提高人們的工作效率、心理狀態(tài)及健康情況。因此選擇辦公空間作為對(duì)象進(jìn)行調(diào)研，收集并分析人們對(duì)于采光的需求，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。

本次調(diào)研采用調(diào)查問(wèn)卷的形式調(diào)查人們對(duì)于各種情況的滿意度，問(wèn)卷中以場(chǎng)景圖及文字的形式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述。在對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，打分范圍為0～6分，分別代表非常不滿意、不滿意、有些不滿意、一般、還算滿意、滿意以及非常滿意。

發(fā)放問(wèn)卷共260份，回收問(wèn)卷233份，回收率為90%。有效問(wèn)卷為206份，有效問(wèn)卷中男性為115人，女性為91人，男女比例為1.26∶1。問(wèn)卷有效率為88.4%。在27份無(wú)效問(wèn)卷中，16份由于個(gè)人信息不完整無(wú)效，11份由于問(wèn)卷填寫錯(cuò)誤無(wú)效。這11份問(wèn)卷是由于對(duì)問(wèn)卷理解或填寫錯(cuò)誤而導(dǎo)致問(wèn)卷無(wú)效，占回收問(wèn)卷的4.7%。這也表明問(wèn)卷設(shè)置清晰、易于理解。

2 調(diào)研分析

2.1 窗的尺寸對(duì)于滿意度的影響

在評(píng)價(jià)窗的尺寸對(duì)于滿意度的影響時(shí)，根據(jù)窗的尺寸變化，設(shè)置了窗墻比為小于0.2、0.2、0.4、0.6及玻璃幕墻形式(0.7)這四種情況。在窗墻比為0.4和0.6時(shí)，每種窗墻比下窗可以有兩種不同的形式。為排除窗的形式對(duì)于被調(diào)研對(duì)象的感官影響，將多種形式分別列出，供被調(diào)研對(duì)象進(jìn)行選擇，由此在同一窗墻比下可能會(huì)得到不同的滿意度，在本次調(diào)研中選取滿意度值較高的作為參考，因?yàn)樵摑M意度值是在當(dāng)前窗墻比情況下所能得到的最高滿意度，也是排除窗形式的影響情況下所得到的滿意度值。最終獲得各窗墻比的滿意度平均值分別為0.8、1.6、3.7、4.4、4.5、3.5，如圖1所示。

從圖1(a)可以看出，男性與女性對(duì)于窗的尺寸的需求比較一致，各個(gè)地區(qū)的人對(duì)于窗的尺寸的需求也具有相同的趨勢(shì)，不過(guò)在一些情況下仍具有一定的差別。由圖1(b)可見(jiàn)，在華中地區(qū)窗墻比在0.2～0.4之間有較大的滿意度提升，在西北地區(qū)人們對(duì)玻璃幕墻形式的評(píng)分最低，表明該地區(qū)的人不是很喜歡玻璃幕墻的形式。

表1為對(duì)調(diào)查者最滿意的窗墻比數(shù)據(jù)的收集，在調(diào)查中出現(xiàn)兩個(gè)比例得分相同時(shí)則以中間窗墻比作為最滿意窗墻比。由圖1可發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為窗墻比為0.6是最滿意窗墻比的人數(shù)最多。同時(shí)，綜合表1玻璃幕墻只獲得了3.5分的平均得分，而且該形式僅有約21%的人認(rèn)為最滿意，可見(jiàn)該形式并不是人們最滿意的采光形式。而玻璃幕墻的形式較其他合理設(shè)計(jì)的采光相比，并不會(huì)有明顯的采光效果提升，但是卻會(huì)對(duì)空調(diào)負(fù)荷產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)不能很好的保護(hù)室內(nèi)人員的隱私性，因此設(shè)計(jì)人員在今后進(jìn)行采光設(shè)計(jì)時(shí)有必要考慮是否有需要采取該形式。

圖1 滿意度平均值Fig.1 The average of satisfaction表1 人們最滿意的分尺寸Table 1 People’s favorite size

窗墻比最滿意百分比例/%最滿意人數(shù)0.20.510.428.2580.57.8160.636.4750.656.3130.720.943合計(jì)100206

2.2 窗的形狀對(duì)滿意度的影響

在評(píng)價(jià)窗的形狀對(duì)于滿意度的影響時(shí)，選取了九種長(zhǎng)寬比不同的窗作為評(píng)分目標(biāo)，這九種窗的面積相同，以排除面積因素對(duì)評(píng)價(jià)的干擾。由于在繪制窗的形狀時(shí)沒(méi)有將墻體等相關(guān)因素引入，因此可能影響被調(diào)研者對(duì)于單種形狀的評(píng)分高低，但是在這里，我們只關(guān)注各個(gè)形狀之間評(píng)分的相對(duì)值，以顯示人們對(duì)于各種情況的滿意程度，而這種情況的準(zhǔn)確性并不受單種形狀評(píng)分高低的影響。

圖2 窗的形狀對(duì)滿意度的影響Fig.2 The influence of window’s size to satisfaction

各種情況的得分可以從圖2中看出，總體上看人們對(duì)于窗的長(zhǎng)寬比為2.5∶3.6和3.6∶2.5這兩種情況最為滿意，隨著長(zhǎng)寬比增大或減小滿意度呈下降趨勢(shì)。由于不同專業(yè)與行業(yè)的人們對(duì)于采光可能會(huì)有不同的要求及感受，因此將被調(diào)研的對(duì)象分為三類人群，即理工專業(yè)人群、文科專業(yè)人群以及藝術(shù)及設(shè)計(jì)專業(yè)(包含影視編導(dǎo)、表演類、建筑設(shè)計(jì)及規(guī)劃、動(dòng)畫設(shè)計(jì)等專業(yè))人群?？梢园l(fā)現(xiàn)，理工專業(yè)與文科專業(yè)的人與總體評(píng)價(jià)的趨勢(shì)和評(píng)分基本一致，但是藝術(shù)及設(shè)計(jì)專業(yè)人群的評(píng)分與其他人群的評(píng)分具有較大差異。在對(duì)調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，許多建筑設(shè)計(jì)和動(dòng)畫設(shè)計(jì)專業(yè)的人由于工作上對(duì)于靈感和創(chuàng)意的需求，對(duì)于采光設(shè)計(jì)有著特殊的偏好與需求。因此，在今后的建筑采光設(shè)計(jì)中可以結(jié)合該辦公空間中工作人員的工作性質(zhì)進(jìn)行針對(duì)性的采光設(shè)計(jì)，選取合適的長(zhǎng)寬比或形狀，以提供令工作人員滿意的采光環(huán)境。

2.3 窗的高度對(duì)于滿意度的影響

對(duì)窗的高度對(duì)于滿意度的影響進(jìn)行分析時(shí)，以長(zhǎng)1.5m、寬1m的窗，其高度從0.8～1.6米分成5種情況，并以圖形的形式清楚的描繪了人在站立和工作時(shí)與不同高度的窗之間的關(guān)系。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)窗高度較高時(shí)得分較低，且人們對(duì)于其最滿意的窗臺(tái)高度并沒(méi)有隨著其身高的增加有著明顯的改變。于是，進(jìn)行第二次調(diào)研時(shí)將窗高進(jìn)行調(diào)整，改為從0.8～1.4米進(jìn)行五等分，并進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

在進(jìn)行調(diào)研分析之初，認(rèn)為由于人的身高不同會(huì)對(duì)窗的高度有不同的需求，以獲得更好的視野。但是經(jīng)過(guò)調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)于窗的高度的需求隨著身高的增加而增高的趨勢(shì)不是特別明顯，而是基本維持在1米左右的高度，身高較矮的被調(diào)對(duì)象中有部分人對(duì)0.8米高度最為滿意，身高較高的被調(diào)對(duì)象中有一部分人對(duì)1.2米最為滿意。這可能是由于1米的窗高恰好可以為辦公工作提供最佳的采光與視野，同時(shí)也可為大多數(shù)人提供良好的站立休息時(shí)的視野。經(jīng)過(guò)對(duì)所有人的最滿意窗高求取平均值，獲得的最滿意窗高為0.986米，以工程的角度可認(rèn)為1米為最佳窗高。

2.4 窗的透光率對(duì)于滿意度的影響

在評(píng)價(jià)窗的透光率對(duì)于滿意度的影響時(shí)，將窗的透光率分為0.2、0.4、0.6、0.8和0.9以上。通過(guò)繪圖的方式描繪了不同透光率的窗的效果，并對(duì)每種透光率玻璃的效果給出了相應(yīng)的描述，如：牛皮紙透光率約為0.2，茶色玻璃透光率在0.4左右因顏色深淺而不同，潔凈的普通玻璃透光率約為0.8，普通眼鏡片的透光率在0.9左右，高透玻璃透光率可達(dá)0.95以上。

由于朝南和朝北的房間所接受的光照情況有較大差異，因此將朝南和朝北的窗的透光率進(jìn)行了分別評(píng)價(jià)。朝南和朝北的透光率滿意度評(píng)價(jià)結(jié)果如圖3所示。從朝南側(cè)透光率滿意度圖中可以發(fā)現(xiàn)，除西北地區(qū)以外大部分地區(qū)對(duì)于透光率的需求都比較一致，西北地區(qū)的人希望朝南的窗透光率較低，這可能是由于他們生活的環(huán)境干旱少雨，晝夜溫差大等氣候形成的習(xí)慣。同樣，朝北的窗透光率需求中也是西北地區(qū)的人與其他地區(qū)的人有一定的差異，即便是朝北的房間，西北地區(qū)的人仍然不希望有過(guò)多的陽(yáng)光進(jìn)入房間。

圖3 窗的透光率對(duì)滿意度的影響Fig.3 The influence of window’s transmittance to satisfaction

透光率滿意度總體的評(píng)價(jià)如表2所示,不同透光率所得到的滿意度得分趨勢(shì)與調(diào)查初期的設(shè)想基本一致?？赡苁怯捎谌藗円呀?jīng)習(xí)慣了目前的采光情況，在對(duì)透光率進(jìn)行依次評(píng)分時(shí)，與普通玻璃透光率相近的透光率數(shù)值0.8獲得了最高的評(píng)分。

表2 不同透光率的滿意度Table 2 The satisfaction of different transmittance

在最佳透光率的確認(rèn)上，選擇每個(gè)人對(duì)于該朝向評(píng)分最高的透光率值最為該被調(diào)對(duì)象的最佳透光率；當(dāng)兩個(gè)相近透光率獲得相同的最高評(píng)分時(shí)，取二者的均值最為最佳透光率。然后將所有人的最佳透光率取平均值，以獲得最終的最佳透光率。該方法計(jì)算的最佳透光率較單從透光率的評(píng)分來(lái)確定最佳透光率更為準(zhǔn)確，這是由于部分人可能會(huì)特別青睞某個(gè)透光率而對(duì)其評(píng)分較高而對(duì)其他情況打分過(guò)低，如果這樣的情況占到一定比例則會(huì)對(duì)各個(gè)透光率的總體評(píng)分造成一定的影響。而每個(gè)人作為相同的一個(gè)被調(diào)對(duì)象，其對(duì)于調(diào)研影響的權(quán)重應(yīng)相同，所以應(yīng)獲取每個(gè)人的最滿意透光率進(jìn)行平均以獲得總體的最佳透光率值。

最終獲得朝南的最佳透光率為0.72，朝北的最佳透光率為0.85。該結(jié)果一定程度上反映了人們希望在朝南的房間射入的陽(yáng)光少一些，朝北的房間多引入一些陽(yáng)光的需求。對(duì)不同地區(qū)的最佳透光率進(jìn)行分析，獲得了如圖4所示的結(jié)果。通過(guò)圖4可以發(fā)現(xiàn)，在大部分地區(qū)總體需求一致的情況下，仍有部分地區(qū)的人有著差異性的需求。華北地區(qū)的人無(wú)論是在朝南的房間還是在朝北的房間都提出了較高透光率的需求，而西北地區(qū)的人則希望在房間中減少自然光的引入。由此可見(jiàn)，在不同地區(qū)進(jìn)行采光設(shè)計(jì)時(shí)有必要根據(jù)不同地區(qū)人們的需要進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，以符合當(dāng)?shù)厝藗兊纳盍?xí)慣與需求。

圖4 不同地區(qū)的最佳透光率Fig.4 The most appropriate transmittance to satisfaction

3 總結(jié)及展望

通過(guò)對(duì)本次調(diào)研的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，總結(jié)出了人們對(duì)于采光設(shè)計(jì)的需求以及對(duì)不同采光設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)。例如：人們最滿意的窗墻比區(qū)間為0.4～0.6之間，而玻璃幕墻的形式在人們心中的滿意度并不高，窗墻比過(guò)大或過(guò)小皆無(wú)法獲得人們的滿意；總體上看人們對(duì)于窗的長(zhǎng)寬比為2.5∶3.6和3.6∶2.5這兩種形狀的窗最為滿意，但設(shè)計(jì)類專業(yè)人員對(duì)于窗的形狀有特殊偏好，因此可以針對(duì)采光設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)工作人員工作性質(zhì)的不同進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，以獲得工作人員的滿意；在一般情況下可以認(rèn)為1m為最適合的窗高，僅有少部分人會(huì)因?yàn)樯砀咻^高或較矮更青睞1.2m或0.8m；人們對(duì)于朝南和朝北房間所需的采光有著一定的差異，應(yīng)合理控制朝南房間的采光并增加朝北房間的采光；對(duì)于不同地區(qū)和從事不同工作的人對(duì)于采光的需求有著一定的差異，從上述多項(xiàng)調(diào)研結(jié)果均可發(fā)現(xiàn)西北地區(qū)人們希望引入室內(nèi)的天然光少于其他地區(qū)，因此在進(jìn)行采光設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮到不同地區(qū)的人們需求的差異。

反觀我國(guó)目前與辦公建筑相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，可以發(fā)現(xiàn)目前的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還是過(guò)于寬泛，并不能對(duì)采光設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)性的作用。在《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中，以采光系數(shù)和天然光臨界照度對(duì)采光進(jìn)行了要求，并以窗地比進(jìn)行估算，對(duì)于普通辦公室要求采光系數(shù)不小于2%,臨界照度為100lx，窗地比不小于1/5。[1]在《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)建筑材料、采光形式等方面進(jìn)行了細(xì)致的劃分及要求，但在辦公建筑的側(cè)窗采光方面與《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求相一致，并沒(méi)有更為細(xì)致的要求和指導(dǎo)。[2]在《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，除引用了《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》外也僅僅提出了應(yīng)充分利用天然光這一寬泛的要求。[3]可見(jiàn)，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有一些需要細(xì)化的方面。

經(jīng)過(guò)本次的調(diào)研及分析，已經(jīng)得到了一些結(jié)論，并且發(fā)現(xiàn)人們?cè)诓煌闆r下確實(shí)存在多樣化的需求。相關(guān)規(guī)范雖然在一定程度上保證了照明及采光設(shè)計(jì)的效果，但卻不能體現(xiàn)人們多樣化的需求，也無(wú)法對(duì)采光設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的指引。因此，今后有必要對(duì)人們的采光需求進(jìn)行更深入的研究和探討。在今后的研究中，可在本次調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，如：增加調(diào)研樣本的數(shù)量；在不同地區(qū)進(jìn)行分區(qū)調(diào)研；搭建實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，并將研究結(jié)果與工程實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)與修正。在獲得進(jìn)一步的結(jié)果后，可考慮將研究結(jié)果用于規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的修訂，或引入采光設(shè)計(jì)的教學(xué)中為采光設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。

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The Investigation and Analysis of Daylighting in Office Space

Bing Heliang， Xiao Hui

(CollegeofElectronicsandInformationEngineeringofTongjiUniversity,Shanghai200092，China)

As people pay more and more attention to energy saving, the methods of energy saving in architectural lighting develops fast. But designers usually ignore the requirement and feeling of space users. This paper analyses the important factors in daylighting and investigates people’s requirement for the factors aiming at office space. And then the result of investigation is analyzed. At last, people’s requirements are analyzed and contrasted to the related standards. The results are summarized to supply reference for future daylighting design.

office space; daylighting design; investigation and analysis

TM923

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2015.01.004