地下建筑中天然光的应用.pdf

地下建筑中天然光的应用 李 佳 高 辉 【摘要】本文从被动式利用自然光和利用光学设计主动式采集太阳光等几种方 式，说明了如何做好地下建筑内的光环境设计，旨在尽量通过一系列设 计和技术手段，在地下建筑中充分利用自然能源，减少对人工光环境的 依赖。 【关键词】地下建筑 自然采光 光环境被动式采光 主动式采光 随着城市规模的不断发展扩大，土地的有效利用已成为制约一些大中城市进一步发展 的关键因素之一。越来越多的大中型城市面临城市再开发上的压力，土地价格的飞涨，耕 地不断遭到侵占，城市环境的恶化等一系列问题迫使人们的眼光逐渐由地面转向地下，以 寻求一个更加广阔的发展空间。 要大力发展地下建筑，首先要做好地下的光环境设计，使人们在地下能获得和在地上 同样好甚至更好的生活工作环境。 光环境的好坏可以说是评价一个地下建筑设计成功与否的重要因素之一。由于人们固 有思想上的一些偏见，认为生活在地下就代表着阴暗、封闭、落后等不良感受，因此地下 建筑往往给人以压抑和幽闭感，而要消除或减弱这些感受，最直接的手段就是解决好地下 空间的采光问题，创造出好的光环境，使人忘却置身于地下。 常见的地下建筑采光方式主要分为被动式采光和主动式采光两大类。 一、被动式采光 是指利用建筑设计的手段向地下引入自然光的做法，其优点是不仅能够满足建筑内部 采光上的要求，而且还能让身处于地下的人们感知外界的阴晴变化，季节变更，增强人们 在地下空间的方位感，减少心理上闭塞、压抑的感受。加上其不需要任何的辅助设备，采 光效果易于保证，因此在地下建筑中应用广泛。就其具体做法来说，主要有利用天窗采 光、天井采光和中庭采光三种方式。 (一)天窗采光 此种方式多用于埋深较浅的地下建筑采光，常用的布局形式是点状或带状，在建筑顶 棚处设置与地面直接连通的天窗(图1)。其造型也是多种多样，可做成平板、弧形、拱 形、锥形等多种样式。此种采光方式的优点是采光效率高，可用于地下商业街、地下图书 馆、地下广场等多种用途的建筑当中。日本神户的哈巴兰德地下商场的主要入口就采用了 拱形天窗采光，取得了很好的室内光环境的效果(图2)。另一个有名的例子是美国密歇根 大学法律图书馆的采光天窗，其独特的倒三棱锥造型保证地下3层的高度上都能实现一部 分的天然采光，同时，也是人们与外界视线联系的途径(图3)。 (二)下沉庭院(天井)采光 282 图1天窗采光示意 图2 日本神户的哈巴兰德地下商场 主要入口处的拱形采光天窗 图片来源：《地下空间与城市现代化发展》 图3美国密歇根大学法律图 书馆的采光天窗 图片来源：http：／／WWW．1aw．／newsandinfo／ 此种方式是将地下建筑围绕一个与地面相通的庭院或天井布置，并在朝向天井或庭院 的一面开设大面积采光窗。此外，还可在天井或庭院内种植植物，创造出舒适的室外环 境，使人在一定程度上与外界保持联系，减轻地下空间给人心理带来的闭塞感。下沉式庭 283 院中还应布置一些休闲、活动的设施，让人们愿意身处其中。一些地下建筑还在下沉庭院 中布置主要的出入口，使人们自然的从地面过渡到地下。总之，在设计中应该充分利用好 这个要素，使其成为地下建筑中吸引人的场所(图4)。 图4天井采光示意 法国国家图书馆地下使用空间的设计上就采用了上述手法，为满足地下几层的采光要 求，在四角高楼下的底部裙房围合出一个花园院落，并于其中种植各种树木，在为地下裙 房部分提供自然光的同时也营造了一个优美的室外环境，成为人们与自然接触的窗口(图 5、图6)。