1、导光管在办公建筑中运用初探摘要：随着光谱能量分布对人体健康影响的发现，建 筑内自然采光变得更为重要。导光管技术的出现和成熟为天然采光与 当代建筑更紧密的结合指引一个可行的方向。本文以导光管在办公建 筑中的运用提出探讨，分析其必要性及设计策略，强调艺术、技术与 功能的结合。 关键词：自然采光；导光管；办公建筑0引言地面建筑的愈发拥挤和地下空间的开发让人们对人工光源产生 了极大的依赖。近年来，非视觉光生物效应的研究发现，光谱能量分 布会影响人体生物节律1。迄今为止，人工光源光谱能量分布仍不能 完全模拟自然光源，如荧光灯光谱能量分布较窄，LED中蓝光光谱较 多。长期处于人工光源光环境下，可能对使用者
2、健康造成威胁。导光管作为当代新型建筑构件，从工艺上、运用上已取得长足的 发展引。导光管与包括LED在内的混光照明系统不仅降低了建筑室内 照明能耗，更减少了人工光源光谱对使用者健康的危害。本文以办公 建筑为例，分析建筑各主要部分使用者采光需求，回顾该类型建筑自 然采光案例，提出基于使用者光生物效应的导光管在办公建筑中的设 计思路。1办公建筑自然采光需求办公类建筑是供机关、团体和企事业单位办理行政事务和从事业 务活动的建筑物的总称。一般由办公用房、公共用房、服务用房组成。办公用房通常具有较强的使用时间连续性；公共用房，如会议用房使 用具有间断性；服务用房使用率较低。一般情况下，办公用房部分对 自然
3、采光需求最大，公共部分次之，服务用房最小。随着城市的愈发密集，办公建筑呈现出空间集成性高，单层面积 大的特点。出于减少建筑空调能耗需求，办公建筑的体形系数往往较 小。特别是在一些单层面积巨大，且核心筒等服务用房位于外侧的建 筑内，靠近外墙、拥有足够自然光资源的空间成为稀缺资源。通过室 内空间布局调整无法满足所有的自然采光需求，大部分工作人员终H 处于人工光源为主的光环境中，不仅降低办公效率，还影响其健康。同时，由于当代企业创新性、团队合作性诉求的加强，办公建筑还岀 现了由静态逐渐转向动态，由人体办公的便利性逐渐转向公共交流的 引导性发展的态势。办公场所不再局限于办公室，而向走廊、咖啡厅 乃至门
4、厅、电梯厅拓展，使建筑各部分对自然采光有了更高的需求。2办公建筑自然采光案例分析办公建筑自然光的运用，在于艺术性与功能性的结合。美国建筑 师赖特在强生公司制蜡大楼设计中，根据基地环境和建筑功能要求, 采用天窗采光。大厅每根柱呈蘑菇状，顶端展开圆盘间运用玻璃细管 连接，使得大厅在口天能大量获取自然光。该模式在解决自然光运用 的同时，也带来屋顶的检修和釆光光强控制问题。英国建筑师福斯特 在香港汇丰银行大厦中，运用位于建筑外立面的金属反光板系统将 阳光导入中庭。反光板由钢骨架悬挂在空中，并会随着太阳的轨迹变 换角度。该案例将艺术、科技与自然采光充分结合，但采光构件特殊， 造价高昂，难以大面积推广。多
5、米尼克?佩罗的梨花女子大学学生中 心几乎是一栋覆土建筑，设计师在运用大面积玻璃幕墙、玻璃隔断 外，还将一个电梯井与采光井结合，使用反光金属饰面，让自然光经 过几次反射进入花园下的室内。该手法将自然采光与建筑体本身结合 更为紧密，维护费用更低，但仍未能实现产品化、构件化。3导光管的特性及发展现状早在1880年，导光管便已出现7,经过一百余年的发展，其工 艺技术已近成熟。作为日光偏转系统的一种，导光管通常通过安装在 屋顶的光线收集器，来改变光线方向并传播到室内空间。该技术具有 工业化程度高，检修更换便利，输送距离较长，输送路线适应性强, 光通量较大、可控，寿命长等特点。系统一般分为采光区、传输区及
6、输出区。其中采光区可通过采光 罩透镜弯折技术或镀膜技术，高效采集室外自然光，过滤掉对室内环 境不利的光谱。采光罩有效采光面积是一般采光天窗的两倍以上，受 日光照射角度影响较小。传输区采用特殊符合材料，反射性强，通常 一次反射率能达到98%。管道弯折角度变化范围为090 ,最大传 输距离可在20m之内。输出方式分为末端输出和管壁输出两种，根 据内部功能的需要，采取低眩光，高舒适度的输出方式。漫射器外形 种类丰富，可制成不同形式，适应各种造型的需要。相对传统建筑内部自然采光模式而言，导光管具有可批量生产推 广，可更换及重复利用，成本相对较低等优势。目前，导光管在我国 的运用主要为大型场馆，地下车库
7、，工业建筑等，如北京科技大学体 育馆、上海世博会电网馆等，在其他建筑类型中并未广泛运用。随着 人们对自然釆光重要性认识的不断提高，其在包括办公建筑在内的各 类建筑中的使用将得到提升。4导光管在办公建筑中的设计策略在办公建筑中，导光管的运用应注意功能性和美学的结合，在宏 观、中观、微观三个尺度下进行设计。宏观尺度是指从基地周边范圉进行分析。首先明确基地所处的光 气候分区。对H照时数充裕的I类II类分区来说，通常导光管的运用 必要性不大，对于日照时数较少的v类光气候分区，则可能有迫切的 需求。其次，须考虑基地周边障碍物遮挡情况等，从而确定导光管运 用的可行性。同时，还须考虑导光管运用是否会对周边区
8、域造成不利 影响。中观尺度是指光管系统与建筑体量布局协同考虑。在设计初始阶 段，根据建筑空间进深，内部功能分布等确定采光区朝向、面积。由 于在某些办公建筑中，仅设置屋顶采光区无法满足要求，还需布置立 面采光区，使得设计时还需特别考虑采光构件在立面上的位置及造型 设计。应整体思考釆光区在立面上的影响，预留其所需空间，并使其 成为建筑造型元素之一，丰富建筑细部。微观尺度下，须考虑导光管系统在建筑内部的传输与输岀方式。 导光管传输通道须与空调、电气等通道协同整合，尽量降低对室内使 用空间的占用。减少传输距离及转弯，提高传输光效。输出端应根据不同的功能场所及行为方式，采用与人工光源协调的可调模式，增强
9、 室内办公空间的光舒适性，多功能性。5结语?q黃欢枪cz祷?、信息化背景下产生的绿色生态的建筑构件。其 运用意义不仅在于能降低建筑照明能耗，更在于导入自然光谱对人体 健康的积极影响。随着人们对光谱与健康关系认识的不断加深，导光 管在办公建筑中的使用也必将更加广泛，为建筑师及室内设计师创造 更多的机会与挑战。参考文献：邵志栋.LED光谱及照度对人体非视觉的影响研究D华南理工 大学，2015.2 杨公侠，杨旭东人类的第三种光感受器(下)J光源与照明，2006 (03)： 28-303 陈海阳，何飞，王传波等天然绿色环保导光管采光系统应用 研究J建筑节能，2016 (12)： 60-62.大师部弗兰克?劳埃德?赖特M 华中科技大学出版社，2007.2012坦怀香港上海汇丰银行大楼设计J建筑学报，1987 (01)： 80-84.赵鑫浅析韩国梨花女子大学建筑风格卩美术大观,(06)： 123.7宁华,杨蔚然导光管的应用与发展J中国照明电器,2000(03) :29-31.
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