建筑玻璃采光顶 越地传统建筑采光设计改进



     1.越地传统建筑特点

  越地即今日绍兴地区。春秋时越国的古都,有“华夏风流、泱泱大邦、群贤毕至、天下繁剧、天上仙都”的美誉。现留存的越地传统建筑大多始建于清末民初,建筑风格特色属于江南民居,是极具代表性的古建筑群。临水而建,灵活小巧,粉墙黛瓦,清新雅致,见图1。院落一般都很小,四周房屋连成一体,适合于当地的气候条件,同时也适于南方地区起伏不平的地形。展现了“轻,秀,雅”的水乡意趣。这些传统民宅大多坐落于历史文化街区,是城市历史文化的象征,必须保留并传承。

  但是,这些传统建筑由于建造工艺的原因,普遍存在房间进深大,开窗数目少的特点。同时由于多为考究的花格窗,使得透光率大大下降,房间的采光普遍存在不足。所以,如何在保存原有风貌的基础上,改善此类建筑的采光,提高生活质量,是迫切需要解决的问题。

  2.改进方案

  组合百叶旋转悬窗。此方案为在屋顶上安装“组合百叶旋转悬窗”。此旋转窗分为三大部分,最上面一层是百叶(通过遥控可以旋转各种不同的角度),第二层是平面的采光玻璃,第三层是凹透采光玻璃。百叶可以根据太阳光照射角度的变化而进行一定角度的旋转,以保证较多太阳光的射入,使室内明亮。同时,百叶选用木材制作,外观上与传统建筑保持一致。并利用凹透镜的发散原理,室外光线进入室内时,会发生折射,光线会开始分散,使室内被照明的区域扩大。对于光线平行单一投射,光照度小的古建住宅有很好的效果。

  嵌入式双面窗。这种做法是窗体采用嵌入式双面窗。即外面为玻璃层,内面为隔热材料如木材或塑料板。两个面都有一定厚度的外框,且连接两个面有四根伸缩的固定棒。完全拉伸时为240mm(南方外墙厚度),完全伸缩时为120mm(内墙厚度),即考虑到窗体嵌入到不同厚度的墙体中。对于外侧的玻璃层,选择不同颜色和花纹的玻璃,或许是古典与现代的结合,不同颜色的光投射到建筑室内,即增加了亮度,多彩的光又给古建筑增添些许的情趣。

  内侧遮阳板(遮光板)目前有三种设置和开启方式,方式一图3-1:中间固定整块旋转式;方式二如图3-2:中间固定两边向内旋转;方式三如图3-3:下端固定向下旋转式。除了方式一在夹层中摆放物品有些困难之外,其余两种皆可在夹层间摆放各种装饰类的小物件或者小植物,可起到美化室内环境的作用。若是需要增大采光量,可以考虑将内侧的板换成具有反射入射光的材料如镜面和金属。窗的尺寸比例大小可按照实际情况或者安装位置来设计并安装,在小尺寸窗的领域,它既不会过多破坏墙的承载力,并且花费的人力物力也很小,甚至可以简单到自行安装,不过必须考虑具体情况(如采光情况和位置,以及在打窗洞时对墙承载力的影响)。

  遮光隔片采光罩。在屋面上设置天窗,并在透光屋面下面布置一层扩散材料,防止阳光的直接射入,并使室内光线均匀。屋顶的遮光隔片可用遥控调节开合、角度,可以根据实际采光需要进行设定,很人性化。

  屋顶遮光隔片是一种自动遥控装置,可以根据设定好的采光要求,结合当时的天气、光照条件、太阳光角度自行设置遮光隔片的参数,控制进光量和光线射入的角度。采光罩是根据太阳能原理研制的新型装置(太阳能吸收的是太阳光线的热能量,采光罩吸收的是太阳光线的光能量)。采光罩的存在可以保证在阴天等自然采光不理想的状态下,房间的自然采光依然满足最低采光要求。

  树叶屋顶。此做法屋顶采用了一定密度的玻璃树叶,像瓦片一样铺在屋顶上中央用一个机械可以控制树叶的开合,来达到保温,通风,控光等多种效果。屋顶以很多片特殊材质的树叶做成多种形状的旋转版,通过屋顶下的大型木架机械调控或者通过全自动旋转调控。

  多反射镜面窗。这个做法是在不改变建筑原窗户尺寸的基础上增加外加装置来增加通过窗户的光通量。

  装置分三部分,装置上部分是架在窗户四周的玻璃,竖向剖面为如图的三角形。通过设定好三角形的各个角的角度和边长,垂直入射的太阳光线射到玻璃面上,按照反射规律,太阳光线按预想的路线射到中部和下部表面上,继续反射。其上面部分表面为镜面,主要用来反射光线;中间部分为屋顶厚度部分,在侧表面设置镜面用来反射光线,中间平面用透明玻璃遮盖;下面部分侧面也为镜面,最底下一层为毛玻璃,将入射的光线进行漫反射,使入射到室内的光线均匀柔和。上部三角形坡度大小根据房间需要增加的亮度来考虑。对于较暗的室内环境则要增加较多的亮度,因此从外界接受到的光线量也要增加,这就必然要增加三角形横向长度。而当横向长度增加,垂直长度就增加,但考虑到光线方向不同,若高度太高会使室内在某一段时间内一直较暗,因此纵向不能过长,且设计采用适当的纵向高度,符合建筑审美和窗户的尺寸。光线射入到下部分后再反射,光线基本上是垂直射入室内。考虑到房间高度,下部高度不宜太大。下部分可做成吊灯或其他装饰性构件。

  参考文献

  [1] 倪书雯,于文波. 绍兴台门传统街区的继承思路[J]. 新建筑, 2010,(03) .

 建筑玻璃采光顶 越地传统建筑采光设计改进
  [2] 柳孝图 编著. 建筑物理[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

  

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