吳 蔚，倪紹敏

(南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，江蘇 南京 210093)

引言

中國大學(xué)生宿舍建筑一般采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。宿舍擔(dān)負(fù)著許多在校大學(xué)生生活、學(xué)習(xí)、娛樂等多項(xiàng)使用功能，而GB 50033—2001和GB 50033—2013《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》都沒有針對宿舍采光設(shè)計(jì)的專項(xiàng)規(guī)定，JGJ 36—2005《宿舍建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》則將其采光標(biāo)準(zhǔn)歸類于側(cè)采光的住宅居室。然而與普通住宅相比，大學(xué)生宿舍無論在空間設(shè)計(jì)、采光照明還是使用方面，存在著許多不同之處：①大學(xué)生宿舍在功能使用上較為復(fù)雜，即不僅要滿足大學(xué)生的生活，還要兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)需求；②我國大學(xué)生宿舍空間進(jìn)深較大，且多采取單側(cè)采光形式，給室內(nèi)天然采光造成一定困難；③學(xué)生宿舍空間緊湊有限，家具擺放也是相對固定的，學(xué)生很少能隨意移動其生活和學(xué)習(xí)的位置。此外，我國2000年以后新建的大學(xué)生宿舍，基本采用高床低桌的組合形式，這在一定程度上影響了室內(nèi)的天然采光。

目前我國有許多與大學(xué)生宿舍相關(guān)的研究，但主要集中在空間設(shè)計(jì)、功能利用以及室內(nèi)聲、熱環(huán)境等方面[1-4]。杜曉輝[5]在2009年對天津大學(xué)東西向宿舍室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行的實(shí)地評估和分析，然而，由于我國大學(xué)生宿舍主要以南北向?yàn)橹?，因此其研究缺乏一定的代表性。本文以南京某高校宿舍為研究對象，選取在我國目前具有代表性的4種類型大學(xué)生宿舍，通過實(shí)地測量和調(diào)研，量化分析我國大學(xué)生宿舍在采光照明上所存在的問題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施和建議。

1 樣本選擇及實(shí)地測量

研究顯示[6-8]，我國大學(xué)生宿舍建筑以南北向板式樓為主，較常見宿舍類型有4種，即改建式(T1)、公寓式(T2)、內(nèi)置式(T3，衛(wèi)生間設(shè)在入口處)和外置式(T4，衛(wèi)生間設(shè)在側(cè)采光口處)。其中前兩類宿舍的居室和衛(wèi)生間分開布置，多間或幾間宿舍居室共用一間公共衛(wèi)生間，后二類宿舍居室都附帶有衛(wèi)生間。

我們以南京某大學(xué)2000年以后新建的或改建的板式大學(xué)生宿舍為研究對象，選擇代表上述4種類型的宿舍建筑，并根據(jù)以下原則選擇宿舍單元樣本：

1)每棟宿舍建筑分別在其低層、中層及高層各選取1間宿舍樣本。

2)如果該宿舍建筑在南北朝向皆布置有宿舍單元，則南北朝向各取一間宿舍樣本。

3)選擇具有代表性的普通標(biāo)準(zhǔn)宿舍單元，即室內(nèi)家具、采光照明皆沒有做過改動或移動，采光口也沒有添加任何固定遮光物，包括遮陽板或固定晾衣架等。

從四棟宿舍建筑選擇宿舍樣本共23間，表1為實(shí)測宿舍樣本的建筑信息和光物理特性。表2是四類樣本宿舍單元的典型平面圖、測點(diǎn)布置位置及室內(nèi)的魚眼照片(從入口照向窗口)。測點(diǎn)布置原則是在宿舍居室內(nèi)從窗臺向內(nèi)，分別為距窗1 m(S1靠窗點(diǎn))、居室中間設(shè)一點(diǎn)(S2中點(diǎn))、距入口處設(shè)一點(diǎn)(S3內(nèi)側(cè)點(diǎn))。測點(diǎn)據(jù)地高0.75 m。

表1 4種類型宿舍樣本的建筑物理信息

因宿舍樣本數(shù)量較多，為方便實(shí)地測量和比較分析，所有測量都選擇在冬日晴天(云量低于30%)，測量時(shí)會盡量避免室內(nèi)的直射陽光。每間宿舍樣本的測量天數(shù)為3天，測量時(shí)間是從10：00—15：00，每隔1 h測量一次。實(shí)測室內(nèi)天然采光時(shí)，所有活動遮光物如晾曬的衣物或窗簾等會移開，并關(guān)閉室內(nèi)所有人工照明設(shè)備。

2 實(shí)測結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

表3為宿舍樣本的實(shí)地測量。其中樣本宿舍編號為“宿舍類型-樣本數(shù)_樓層-朝向”，樓層分為L(低層)、M(中間層)、H(高層)三種，朝向分為S(南向)和N(北向)兩種。如表3中編號為“T3-1_L-S”的宿舍樣本，代表的是外置式宿舍T3的第1間樣本，該樣本位于底層南向。綜合分析表3的實(shí)測值，可以看出：

1)有74% 宿舍樣本的室內(nèi)天然光平均照度達(dá)到GB 50033中住房居室的要求(即室內(nèi)天然光平均照度不應(yīng)低于300 lx)。此外，除樣本T2-1_L-S外，所有宿舍樣本的室內(nèi)平均照度均達(dá)到GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的不低于150 lx的要求。T2-1_L-S宿舍平均照度值低的主要原因是該宿舍樣本位于一樓，因安全原因，原設(shè)計(jì)中的開放陽臺被封閉，極大地影響了室內(nèi)采光。

表2 4類宿舍的實(shí)測樣本平面圖及室內(nèi)魚眼照片

續(xù)表2

2)所有樣本宿舍內(nèi)的照度均勻度普遍偏低，不能滿足GB 50034規(guī)定的不小于0.4的要求。照度均勻度并沒有因?yàn)闃菍犹岣叨岣?，而是因宿舍類型不同而不同，其中附帶衛(wèi)生間的T3和T4類型的宿舍照度均勻度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于T1和T2類型。就同一類型宿舍而言，北側(cè)宿舍的照度均勻度略好于南側(cè)宿舍。

表3 所有宿舍樣本測量的照度平均值

3)在同種類型的宿舍里，一般高層宿舍的采光要好于低層宿舍。這主要是因?yàn)槭彝舛喔鞣N遮擋物的影響。首先宿舍區(qū)建筑容積率較大，宿舍建筑之間的樓間距較小，宿舍樓之間會互相遮擋，特別是一些老舊的大學(xué)校區(qū)；其次高校宿舍樓之間一般都會有綠化帶，無論是高大的喬木還是低矮的常綠灌木，以及建在宿舍樓旁邊的自行車棚或晾曬架等，都影響著底層宿舍的日照和采光。加之安全因素，很多1～2層的宿舍都會做包括封閉陽臺和安置防盜網(wǎng)等的處理，這些都或多或少都對天然采光造成影響。研究小組走訪的大多數(shù)低層宿舍都較為陰暗潮濕，通風(fēng)采光都存在一定問題。

4)由于所有實(shí)地測量都是在晴天情況下開展的，因此在同類型宿舍里，南側(cè)宿舍室內(nèi)的室內(nèi)平均天然照度要高于北側(cè)宿舍，而北側(cè)宿舍的照度均勻度則略好南側(cè)宿舍。 然而調(diào)查小組在實(shí)地調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使在北側(cè)采光較好的宿舍里，大部分學(xué)生會對其室內(nèi)天然采光感到不滿，其主要原因是沒有直射陽光。而一些住在南向低層宿舍的學(xué)生，對室內(nèi)直射陽光的需求要高于改善室內(nèi)天然光環(huán)境。

總體而言，盡管大部分宿舍樣本的室內(nèi)平均天然光照度達(dá)到規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，但由于室內(nèi)天然光分布很不均勻，因此絕大多數(shù)被調(diào)研宿舍的整體天然光環(huán)境普遍不理想。比較而言，改建式宿舍T1和公寓式T2的室內(nèi)光環(huán)境最好，內(nèi)置式T4次之，外置式宿舍T3的采光情況最差。由于宿舍房間進(jìn)深比一般住宅要大，而附帶衛(wèi)生間后的宿舍更是加大了房間進(jìn)深，使室內(nèi)平均光照度和照度均勻度都較差。特別是外置式T3宿舍，衛(wèi)生間布置在采光口外側(cè)，嚴(yán)重影響到居室內(nèi)的日照和采光。我們在走訪和測量該建筑時(shí)也發(fā)現(xiàn)，即使是在白天室外光線較好的情況下，該宿舍建筑人工照明的總使用率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他三間宿舍建筑。

在實(shí)測的基礎(chǔ)上，我們又利用計(jì)算機(jī)光模擬軟件DAYSIM 還原和分析了四種類型的實(shí)測宿舍樣本的全年光環(huán)境狀況。DAYSIM 所模擬出來的全年結(jié)果再次證實(shí)了上述實(shí)測結(jié)論。

3 分析與討論

通過實(shí)地測量和計(jì)算機(jī)模擬分析，我們發(fā)現(xiàn)該高校學(xué)生宿舍室內(nèi)天然光環(huán)境普遍不理想，其主要問題是宿舍室內(nèi)天然光分布很不均勻，照度均勻度偏低。造成這種問題的主要原因包括以下幾個(gè)方面：

1)我國大學(xué)生宿舍特有的空間設(shè)計(jì)和布局，僅憑單側(cè)采光很難滿足室內(nèi)采光需求。目前我國大學(xué)生宿舍基本上為4人一間的模式化空間設(shè)計(jì)，層高為2.8～3.3 m，開間為3.3～3.6 m，進(jìn)深在4.5～5.4 m之間。由于宿舍房間進(jìn)深較大，天然光很難照到室內(nèi)深處。本次調(diào)研顯示即使是采光較好的T1和T2型宿舍，在遠(yuǎn)離側(cè)采光口的地方，其天然光照度還是偏低，大部分不足100 lx，此外，研究小組在實(shí)地走訪時(shí)注意到學(xué)生留在宿舍學(xué)習(xí)時(shí)，大都會在所分配的家具位置上。目前宿舍家具大多采用上床下桌、雙側(cè)沿墻布置模式。本次研究也對個(gè)別宿舍樣本的學(xué)生課桌桌面進(jìn)行了實(shí)地測量，桌面測點(diǎn)照度僅為無遮擋水平面上的1/10左右，室內(nèi)家具“高床低桌”組合模式對學(xué)生學(xué)習(xí)桌面的采光有較大影響。特別是被分配在遠(yuǎn)離側(cè)采光口的兩個(gè)床位的學(xué)生，其桌面上天然光照度值通常無法滿足學(xué)習(xí)需求，不得不進(jìn)行人工補(bǔ)光照明。

2)目前所采用的窗墻比標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足當(dāng)代宿舍設(shè)計(jì)的需求。建筑師運(yùn)用較多也較為簡便有效地控制宿舍采光質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是JGJ 36和GB 50034所規(guī)定的窗地比。本次實(shí)地調(diào)研也可以看出，凡是達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的不低于1/7窗地比的T1和T2型宿舍，室內(nèi)天然光環(huán)境相對較好。然而隨著我國大學(xué)生宿舍人性化設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入，附加洗手間或是增加晾曬衣物的陽臺，已成為現(xiàn)代大學(xué)生宿舍設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢，許多現(xiàn)代宿舍設(shè)計(jì)已較難滿足1/7這一規(guī)定。

3)室外建筑物的遮擋，主要是宿舍樓之間的遮擋是造成低層宿舍采光較差的主要原因?！睹裼媒ㄖO(shè)計(jì)通則》(GB 50352—2005)中第5.1.3規(guī)定“宿舍半數(shù)以上的居室，應(yīng)能獲得同住宅居住空間相等的日照標(biāo)準(zhǔn)”，可見該標(biāo)準(zhǔn)中對宿舍建筑日照間距的要求遠(yuǎn)低于住宅建筑，因此大學(xué)生宿舍區(qū)建筑密度較大，樓間距普遍偏小，造成宿舍樓之間的互相遮擋情況比較嚴(yán)重。

4)缺乏有關(guān)宿舍建筑天然采光設(shè)計(jì)的明晰標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。如我國既往與現(xiàn)行的GB/T 50033沒有針對宿舍建筑的專項(xiàng)規(guī)定。只有JGJ 36在5.1.4條中規(guī)定“采光系數(shù)最低值不應(yīng)小于1%”，并提到此條應(yīng)按GB/T 50033—2013的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)整。由于GB 50352—2005參照的是GB/T 50033—2001，我們根據(jù)相關(guān)規(guī)定推測宿舍設(shè)計(jì)規(guī)范參照的是GB 50033中的住宅建筑的臥室、起居室(廳)的采光標(biāo)準(zhǔn)：側(cè)面采光中采光等級為Ⅳ類的場所，采光系數(shù)最低值不應(yīng)小于1%。而GB/T 50033—2013提高了采光等級Ⅳ類的采光標(biāo)準(zhǔn)值，即側(cè)面采光的采光系數(shù)不應(yīng)低于2.0% ，室內(nèi)天然光照度不應(yīng)低于300 lx。在此值得一提的是，盡管GB 50033沒有針對宿舍采光的專項(xiàng)要求，但GB 50034—2013卻對宿舍建筑的采光照明有著明確規(guī)定: “窗地比不應(yīng)低于1/7，照度標(biāo)準(zhǔn)值要求以地面參考面的照度不應(yīng)低于150 lx；照度均勻度要求不小于0.40”。 我們注意到GB 50034—2004沒有任何與宿舍室內(nèi)照明相關(guān)的規(guī)定，由此可見宿舍建筑在采光照明方面已經(jīng)引起了一定的重視。

4 結(jié)束語

我國高校大學(xué)生宿舍對室內(nèi)采光照明質(zhì)量要求較高，但本次調(diào)研顯示我國大學(xué)生宿舍室內(nèi)天然光環(huán)境仍然存在不理想的問題。我們在實(shí)地走訪時(shí)注意到，即使在晴天采光情況較好的情況下，仍有很多宿舍選擇開燈，能耗浪費(fèi)大。因此，針對我國高校大學(xué)生宿舍天然光環(huán)境，我們提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)建議：

1)對于宿舍樓布局的方面，適當(dāng)增加樓間距，減少建筑高度，可采用低層架空形式、避免在低層布置宿舍單元等方式，來減少室外建筑物、綠化等室外遮擋對宿舍采光的影響。

2)由于采光和日照密切相關(guān)，建議選擇北側(cè)走廊、僅在南側(cè)布置宿舍居室的方式，以滿足學(xué)生生活中對采光日照的需要。

3)建議按照功能劃分宿舍空間，如現(xiàn)在較為常見的公寓式宿舍，除生活用居室外，設(shè)置專門的學(xué)習(xí)室，而學(xué)習(xí)用房可按照教育建筑普通教室的采光標(biāo)準(zhǔn)。

4)控制單側(cè)采光的宿舍進(jìn)深在4.8～5.1 m之間，就基本能滿足室內(nèi)采光需求。如果進(jìn)深過大時(shí)，應(yīng)考慮雙側(cè)采光形式，宿舍采光口應(yīng)盡量選擇開高窗。

5)家具布局方式可以選擇橫向布局的方式，將采光要求較高的功能及較低矮的家具集中布置在采光口一側(cè)，在有效利用采光的情況下，減少室內(nèi)家具的遮擋情況。

6)本次調(diào)研選擇的高校宿舍建筑及宿舍樣本有限，測量時(shí)間僅以晴天為主，盡管其后的計(jì)算機(jī)模擬研究證實(shí)了實(shí)測結(jié)論，但相關(guān)研究還應(yīng)在不同地域、不同光氣候條件下開展。