“捕光捉影”单层厂房生产环境与剖面设计的关系1.doc

“捕光捉影”单层厂房生产环境与剖面设计的关系摘要：随着工业技术的发展，建筑师们越来越重视工业厂房的环境设计。环境设计，是要创造和保持生产环境，也要为使用者创造一个舒适的工作环境。以单层厂房建筑采光为例浅析生产环境与剖面设计的关系。关键词：环境设计，采光，天窗Abstract：With the development of industrial technology, architects pay more and more attention to environment design of industrial building. Environmental design, is to create and maintain a production environment, also want to create a comfortable working environment for users. Relations of production environment and flat, section design of single-storey factory building lighting.Keywords：Environmental design，architectural lighting，skylight随着工业生产技术的发展，厂房的设计对于建筑师综合运用多学科知识的要求越来越高。以人为本，从使用者理想而舒适的工作环境出发考虑进行环境设计。环境设计，需要创造和保持生产环境。要完成一个实用、舒适的工业建筑，不仅要求有良好的采光照明，采暖防寒，通风降温，而且要有开阔的空间、合理的运输方式和良好的景观设计。因此要求建筑师在设计工业建筑之前对工艺流程、生产的物质技术环境、生产工艺的卫生及安全要求等有一定的了解，还要求仔细体会使用者的生理和心理要求。本文仅就单层厂房建筑采光问题展开论述。 大面积厂房仅靠侧窗天然采光，照度往往难以满足生产对它的要求，特别是一些精细和精密的工作时，没有充足的采光不仅影响了加工件的精度，如刻度和光洁度等难以保证，甚至于产品划痕和工件内疵也不易被发现，更有甚者还会影响工人的视力健康。单层厂房同时存在这一缺点，甚至更严重，为此建筑师们想了许多方法弥补不足的光线。1、天然采光设计的质量包括合理采光强度和均匀的照度，正确的投光方向以及避免眩光等。 1.1采光强度采光强度以照度为衡量的标准。照度的大小直接影响工人对工件的识别能力、生产效率及视力条件。照度过大可能导致建筑造价与采暖费用增加，甚至产生耀眼的反效果，因而要根据工艺要求和地方光候特点参照采光标准选用采光洞口的大小及其位置。 1.2均匀的照度在光线分布不均的房间里停留一定时间后就会产生视觉的疲劳，这是因为照度分布不均匀导致人频繁适应光照条件，从而引起视觉疲劳或增加人工照明费用。采光口的类型、位置及其朝向，以及透光材料（玻璃类型）等都会对照度的均匀度有直接影响。 1.3合理的投光方向有时候，工人会难以分辨加工对象的立体感，甚至误以为是平面的，又或者是其阴影影响了正常工作。物体形象的真实感往往和光的投射方向有很大关系。为了保证工件有良好的立体感，必须根据工作特点合理考虑光的投射方向。 1.4避免眩光眩光，是由于亮度过高或对比过强所引起的不舒适的感觉，又称反光。它不仅会影响生产的效率和质量，还容易因此发生安全事故。因此，厂房中应特别注意，尽量避免阳光直射。2、采光方式单层厂房中常见的天然采光方式有三种：侧面采光、顶部采光以及这两种结合的混合采光。这三种采光方式各有利弊。在不同工艺使用的厂房中选择方式各有不同。 2.1侧面采光首先，侧面采光通过外墙上的窗口进行，它的造价较低，光线方向性强，但均匀度差，只适合于总宽度不大的厂房。单面侧窗的照射深度为窗高的1.52倍。侧面采光的方向性强，故布置侧窗时要避免可能产生的遮挡。如在没有吊车梁的厂房中，吊车梁处则没必要开设侧窗。侧窗的照度分布和窗的位置有光。高侧窗对远窗点的照度较好，低侧窗则相反。如果想要较小采光面积，同时也想要获得均匀照度，往往会采用加宽高侧窗和高低窗相结合的方案。因此，厂房侧窗一般是分为上、下两段布置，形成高低侧窗，有利于提高远窗点照度，同时也有利于提高厂房的天然采光的均匀度。侧窗窗台宜高于吊车梁面约600mm。 2.2顶部采光有的厂房为连续多跨，中间跨无法通过侧窗进行采光，或是在侧面上由于某种原因不开设采光窗时，则可采用顶部采光的方式解决厂房的天然采光问题，顶部采光更容易得到均匀的室内光线，采光效率较侧窗高。但是由于构造较复杂，造价也比较高。 2.3混合采光当厂房深度超过侧窗采光的有效进深，或侧面采光不能满足要求，就屋顶开窗加以补充。3、采光天窗的形式和布置随着现代工艺的发展，窗可以被制成多种形式。对于单层厂房建筑来说，采光天窗也有很多种形式。常见的就有矩形、梯形、三角形、M形、锯齿形以及横向天窗和平天窗等。 3.1矩形天窗这是一种沿跨间纵向升起局部屋面，在高低屋面的垂直面上开设采光天窗的方式，这样的采光方式能获得中等照度。在我国单层厂房建筑物中广泛使用。当厂房为南北向时，保证了室内光线均匀。由于窗面垂直，积灰少，并且易于防水。窗扇开启时，兼做通风构件使用。但是由于矩形天窗组成构件的类型多，结构复杂造价高，自重大，增加了厂房高度。不宜建在地震频发地区。 3.2 M形天窗将矩形天窗的屋盖由两侧向内倾斜而形成，立面上形成形似“M”的山墙。由于屋盖的倾斜，其内表面可增强光线的反射作用，同时，倾斜的屋盖可以引导气流，保证了室内通风。M形天窗较矩形天窗的采光通风都更有利。但是构造较矩形天窗更为复杂。此外，天窗屋面还需要设置内排水，或者形成纵向长天沟外排水。 3.3锯齿形天窗将厂房屋盖做成锯齿形，窗设于垂直面上（有时也做成稍倾斜面）。这种天窗能利用天棚倾斜面反射光线。此种天窗采光效率较矩形天窗高。窗扇开启时，能兼起通风作用，窗口一般朝北或接近北向。锯齿形天窗无直射阳光进入室内，室内光线也比较稳定。这种天窗多用于对光线稳定有一定要求或需要调节温湿度的厂房。在纺织厂、印染厂这类厂房中多采用。 3.4横向下沉式天窗如将凸出屋面的上升式天窗局限包孕在屋架范围内，利用屋架杆件承托天窗扇，部分屋面板置放在屋架下弦杆上，下沉式天窗就形成了。将相邻柱距的整跨屋面板上下交替布置在屋架的上下弦上，利用屋面板位置的高差（即屋架上下弦的高差）作采光口而形成的，造价较矩形天窗低。此种下沉式天窗的排气路线短捷，可开设较大面积的通风口，通风量大。所以它适用于对采光、通风都要求的热加工及冷加工车间。但是由于窗扇形式受屋架限制，不标准且构造复杂，厂房纵向刚度较差。 3.5平天窗它是设置在屋面上的水平或接近水平的采光面，它可以成点、成块、成带布置。最简单的做法是用与屋面板同类型的透光构件代替屋面板（波形瓦、压型钢板等）的有檩方案。南方近年建造的厂房和库房，有一些就是这种做法。也有在无檩方案的大型屋面板中预留洞口用透光材料（空心玻璃砖加筋）填充的方法。平天窗的采光效率高，约为矩形天窗的22.5倍。由于它不需设天窗架，构造简单、布置灵活，施工方便、造价也低。平天窗对于太阳光直射车间易产生眩光，采暖地区玻璃易结露，造成水滴下落、玻璃表面易积尘或积雪、玻璃破碎落下伤人危险，因此在使用时应做好防止阳光照射，积尘、雨雪渗漏与遮挡，玻璃结露和破碎的安全措施。平天窗一般不起通风作用，在冷加工车间的设计中应用较广泛。4、采光天窗的布置采光天窗的布置须结合天窗形式，屋盖结构和构造、厂房朝向、生产要求等因素综合考虑。概况起来有纵向布置（天窗带平行于屋脊）、横向布置（天窗带垂直于屋脊）、点式或块状布置等几种形式。 4.1纵向布置主要适应于朝向为南北向的厂房，多采用矩形、M形、梯形、锯齿形等天窗，也可采用平天窗做成采光带沿厂房屋脊纵向布置。 4.2横向布置主要适应于朝向为东西向的厂房，多采用横向下沉式天窗，平天窗也可做成横向布置。 4.3点式或块状布置一般采用平天窗，根据使用要求，在屋面上灵活地布置采光口，采光均匀性好。参考文献1 哈尔滨建筑工程学院编.工业建筑设计原理.北京：中国建筑工业出版社，20112 柳孝图.建筑物理（第3版）.北京：中国