前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的舊工業建筑改造中的天然采光設計，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要:通過文獻回顧和調研，對目前各種類型的舊工業建筑改造中的天然采光再利用設計進行回顧和總結，并提出一些意見和建議，希望可以為我國其他舊工業建筑在天然采光方面的改造設計提供一定的借鑒和參考。
關鍵詞:舊工業建筑，改造利用，天然采光設計
1概述
隨著可持續發展理念和建筑節能減排的逐漸推進，近年來舊工業建筑改造項目日益增多。在實際改造中，建筑師往往只關注其內部功能的重新設計，卻很少關注天然采光的再設計，導致舊工業建筑改造后，室內天然光環境不能很好地適應建筑新的功能，造成照度不足、采光均勻度差等問題，盡管可以通過人工照明來彌補，但會增加電力能耗，違背了可持續發展理念。本文以我國改造數量最多，涵蓋范圍最廣的普通舊工業建筑［1］為研究對象，通過文獻回顧和實地調研，對既有舊工業建筑改造中的天然采光再利用設計進行回顧和總結，希望可以為后續的舊工業建筑改造項目提供借鑒和參考。
2舊工業建筑采光方式
根據我國既有的普通舊工業建筑的層數和進深的不同，其采光方式主要分側窗采光、天窗采光、側窗采光和天窗采光結合這三種模式。
3既有舊工業建筑改造中的天然采光再利用設計
目前舊工業建筑天然采光改造再利用的方式主要有三類:一是對既有采光方式進行改造;二是對天然采光進行重新再設計;三是利用先進的技術手段改善天然采光。
3．1既有采光設計的改造
骨架承重結構的廠房其外圍護結構多為自承重且脫離于建筑主體結構的砌體墻，因此根據實際需要擴大外窗是較為簡單高效的改善室內采光的方法，甚至可將整面側墻打通，創造更為通透的室內環境?；蛘弑Ａ艏扔型獯?，對窗過梁以上部分進行改造，將實墻替換成透明材料，如:玻璃、玻璃磚等。既有舊工業建筑中很多都采用天窗采光，其中矩形天窗和鋸齒形天窗占多數，平天窗較少，這三種天窗的優缺點詳見表2。盡管平天窗的采光效率最高，但由于眩光、夏季過熱、積灰、防水等一系列問題，在我國的既有舊工業建筑中很少采用。對于矩形天窗，可嘗試將其改造成跌落式矩形天窗，以增大天窗在水平方向覆蓋面積從而改善采光均勻度問題。鋸齒形天窗的照度水平、采光均勻度改善可以通過在傾斜的屋面和內部頂面設置反射材質的方法，將更多的光線反射進室內進深較大處，也可通過將屋頂傾斜面改造成曲面以改善室外光線的反射［2］。由于我國大部分鋸齒形天窗的采光口一般朝北，眩光的問題并不突出，而南向天窗所面臨的由直射陽光引起的眩光問題則可以通過在室內設置遮陽板等方式來改善。
3．2天然采光的重新再設計
當舊工業建筑的表皮不適宜保留或其空間形式需要較大變動時，建筑師通常僅會保留原有廠房結構，并重新設計其天然采光。工業廠房建筑的特點是進深大，因此建筑師在改造時，經常會配合空間設計打開一些內部空間，如設置內庭以減少進深，增加采光口面積，還能一定程度上提升空間品質。平天窗因施工方便，一些原本無天窗采光的單跨廠房在改造時，會在屋脊處設置通長的平天窗，也可以根據需要設置多條采光平天窗以改善采光均勻度。對于多層舊工業建筑，如明尼蘇達州明尼阿波利斯萊歇廣場倉庫的改造，則打開二層至頂層部分樓板，形成中庭空間，并在頂層增設大型天窗，有效引入天然光［3］，此外有些設計甚至采用高強度的玻璃樓板，為內部空間創造出天然光環境。除了改變空間來增加采光面積的做法，一些設計則將外立面材料全部改成采光建材，如遠洋藝術中心的改造，就利用U型玻璃也就是槽型玻璃，較好地解決了大跨度多層廠房的建筑采光問題。此外，深圳蛇口的三洋廠房改造，則將多棟廠房的外立面全部替換成玻璃幕墻，改善采光的同時解決了立面造型［4］。
3．3利用折射光系統、光導管等技術措施
導光管技術目前較為廣泛地運用于現代大型廠房中，其主要是通過采光罩高效采集室外自然光線，經導光管傳輸后由底部的漫射裝置把自然光均勻照射到任何需要光線的地方［5］。天窗在改善天然采光的同時也會產生室內過熱和眩光等一系列問題。目前一般的做法是在天窗處設置遮光百葉。隨著新技術的發展，可調的電動遮陽百葉出現，其可以隨太陽高度的不同自動調整百葉角度，更加高效。另外折射光系統也被運用在中庭采光，該裝置由采光透鏡、反射鏡、光擴散鏡等設備組成，在太陽高度較低的時候也能將陽光引入室內，增加自然采光［6］。另外也有采用新型透光材料，如透明的四氯乙烯EFTE，該材料可以配合采光和熱工環境進行收縮變化，在一般情況下，可讓55%的天然光進入室內，在炎熱的季節則只讓5%的天然光進入［7］。而羅馬兒童博物館則直接將車站廠房的大面積屋面改造成可透光的太陽能光伏板，在產生電能的同時為兒童創造了在陽光下活動的空間。
4分析和討論
盡管上述三類天然采光改造再利用措施可以較好地改善舊工業建筑的天然光環境，但也存在一些問題。以下是筆者針對目前現狀提出的一些方法和建議。側采光口的改造中，目前采用最多的還是擴大采光口面積，然而建筑師往往更注重建筑表皮的藝術性，容易忽視了采光的科學性，比如簡單地擴大側采光口，并不能解決舊工業廠房內部的采光問題，過大的側采光口反而會造成眩光、室內照度不均勻等一系列問題。另外設置內庭院是非常理想的采光優化方式，但由于在空間使用、結構上限制較多，該方法一般適用于進深較大的多跨舊工業建筑，小體量的舊工業建筑則可以嘗試小型采光井。許多既有廠房建筑本身就有天窗，改造時應在配合空間功能的基礎上，遵循保留再利用原則，對原本的天窗形式不宜做過多改變，需要增加天窗時，首選平天窗。在改造和新增天窗時，應同時考慮遮陽處理，以防止眩光和直射陽光。設置采光中庭的舊工業建筑改造項目，一般會涉及大型的采光天窗，因此不僅要安裝遮陽設備，更要做必要的通風處理。最后是采用導光管等技術措施改善室內采光，該方法在舊工業建筑改造項目中很少使用，一方面是由于其成本高，另一方面是由于導光管系統的安裝對舊工業建筑屋面本身的形式變動較大，施工也較為困難。但是隨著技術的逐步成熟和成本相應下降，相信一定會有更多的導光技術應用在舊工業建筑改造中。
5結語
舊工業建筑的循環再利用已經成為建筑可持續發展的必然趨勢，由于工業建筑本身的結構特點，導致其天然采光上存在許多問題，加之工業廠房改造后的使用功能更是繁多復雜，不同的功能對采光有不同的要求，因此需要建筑師從多方面綜合考慮，盡量通過合理改善建筑形式來解決和優化其天然采光，并輔之以必要的技術手段。目前我國已經有一部分舊工業建筑改造項目對天然采光進行了再設計，并且獲得了不錯的效果。但是考慮到我國舊工業建筑基數龐大，改造類型多樣，未來很長一段時間內仍將有許多舊工業建筑被改造，筆者希望本文總結的舊工業建筑改造中的天然采光再利用設計能夠為后續的舊工業建筑改造提供一定的參考和借鑒作用。
參考文獻:
［1］張復合．三十年雁跡泥痕(1985-2014):中國近代建筑研究與保護文選［M］．北京:清華大學出版社，2015:399-404．
［2］周治宏．重慶單層廠房天窗優化設計策略研究［D］．重慶:重慶大學，2015．
［3］王建國，戎俊強．明尼蘇達州明尼阿波利斯萊歇廣場，美國［J］．世界建筑，2001(6):51-53．
［4］林武生，董瑾，吳遠航．宜將新綠付老枝———蛇口南海意庫3#樓改造設計［J］．建筑學報，2010(1):20-25．
［5］徐勇，楊景舒．導光管照明技術應用［J］．能源研究與利用，2013(4):45-48．
［6］上海市建筑科學研究院(集團)有限公司．上海毛巾二廠改造養老院項目［J］．建筑節能，2017(6):50-51．
［7］胡華，曾堅，馬劍．可持續的建筑天然采光技術［J］．新建筑，2006(5):117-118．
作者:顧方榮 吳蔚 單位:南京大學建筑與城市規劃學院
