1、導光管在辦公建筑中運用初探摘要：隨著光譜能量分布對人體健康影響的發現，建 筑內自然采光變得更為重要。導光管技術的出現和成熟為天然采光與 當代建筑更緊密的結合指引一個可行的方向。本文以導光管在辦公建 筑中的運用提出探討，分析其必要性及設計策略，強調藝術、技術與 功能的結合。 關鍵詞：自然采光；導光管；辦公建筑0引言地面建筑的愈發擁擠和地下空間的開發讓人們對人工光源產生 了極大的依賴。近年來，非視覺光生物效應的研究發現，光譜能量分 布會影響人體生物節律1。迄今為止，人工光源光譜能量分布仍不能 完全模擬自然光源，如熒光燈光譜能量分布較窄，LED中藍光光譜較 多。長期處于人工光源光環境下，可能對使用者
2、健康造成威脅。導光管作為當代新型建筑構件，從工藝上、運用上已取得長足的 發展引。導光管與包括LED在內的混光照明系統不僅降低了建筑室內 照明能耗，更減少了人工光源光譜對使用者健康的危害。本文以辦公 建筑為例，分析建筑各主要部分使用者采光需求，回顧該類型建筑自 然采光案例，提出基于使用者光生物效應的導光管在辦公建筑中的設 計思路。1辦公建筑自然采光需求辦公類建筑是供機關、團體和企事業單位辦理行政事務和從事業 務活動的建筑物的總稱。一般由辦公用房、公共用房、服務用房組成。辦公用房通常具有較強的使用時間連續性；公共用房，如會議用房使 用具有間斷性；服務用房使用率較低。一般情況下，辦公用房部分對 自然
3、采光需求最大，公共部分次之，服務用房最小。隨著城市的愈發密集，辦公建筑呈現出空間集成性高，單層面積 大的特點。出于減少建筑空調能耗需求，辦公建筑的體形系數往往較 小。特別是在一些單層面積巨大，且核心筒等服務用房位于外側的建 筑內，靠近外墻、擁有足夠自然光資源的空間成為稀缺資源。通過室 內空間布局調整無法滿足所有的自然采光需求，大部分工作人員終H 處于人工光源為主的光環境中，不僅降低辦公效率，還影響其健康。同時，由于當代企業創新性、團隊合作性訴求的加強，辦公建筑還岀 現了由靜態逐漸轉向動態，由人體辦公的便利性逐漸轉向公共交流的 引導性發展的態勢。辦公場所不再局限于辦公室，而向走廊、咖啡廳 乃至門
4、廳、電梯廳拓展，使建筑各部分對自然采光有了更高的需求。2辦公建筑自然采光案例分析辦公建筑自然光的運用，在于藝術性與功能性的結合。美國建筑 師賴特在強生公司制蠟大樓設計中，根據基地環境和建筑功能要求, 采用天窗采光。大廳每根柱呈蘑菇狀，頂端展開圓盤間運用玻璃細管 連接，使得大廳在口天能大量獲取自然光。該模式在解決自然光運用 的同時，也帶來屋頂的檢修和釆光光強控制問題。英國建筑師福斯特 在香港匯豐銀行大廈中，運用位于建筑外立面的金屬反光板系統將 陽光導入中庭。反光板由鋼骨架懸掛在空中，并會隨著太陽的軌跡變 換角度。該案例將藝術、科技與自然采光充分結合，但采光構件特殊， 造價高昂，難以大面積推廣。多
5、米尼克?佩羅的梨花女子大學學生中 心幾乎是一棟覆土建筑，設計師在運用大面積玻璃幕墻、玻璃隔斷 外，還將一個電梯井與采光井結合，使用反光金屬飾面，讓自然光經 過幾次反射進入花園下的室內。該手法將自然采光與建筑體本身結合 更為緊密，維護費用更低，但仍未能實現產品化、構件化。3導光管的特性及發展現狀早在1880年，導光管便已出現7,經過一百余年的發展，其工 藝技術已近成熟。作為日光偏轉系統的一種，導光管通常通過安裝在 屋頂的光線收集器，來改變光線方向并傳播到室內空間。該技術具有 工業化程度高，檢修更換便利，輸送距離較長，輸送路線適應性強, 光通量較大、可控，壽命長等特點。系統一般分為采光區、傳輸區及
6、輸出區。其中采光區可通過采光 罩透鏡彎折技術或鍍膜技術，高效采集室外自然光，過濾掉對室內環 境不利的光譜。采光罩有效采光面積是一般采光天窗的兩倍以上，受 日光照射角度影響較小。傳輸區采用特殊符合材料，反射性強，通常 一次反射率能達到98%。管道彎折角度變化范圍為090 ,最大傳 輸距離可在20m之內。輸出方式分為末端輸出和管壁輸出兩種，根 據內部功能的需要，采取低眩光，高舒適度的輸出方式。漫射器外形 種類豐富，可制成不同形式，適應各種造型的需要。相對傳統建筑內部自然采光模式而言，導光管具有可批量生產推 廣，可更換及重復利用，成本相對較低等優勢。目前，導光管在我國 的運用主要為大型場館，地下車庫
7、，工業建筑等，如北京科技大學體 育館、上海世博會電網館等，在其他建筑類型中并未廣泛運用。隨著 人們對自然釆光重要性認識的不斷提高，其在包括辦公建筑在內的各 類建筑中的使用將得到提升。4導光管在辦公建筑中的設計策略在辦公建筑中，導光管的運用應注意功能性和美學的結合，在宏 觀、中觀、微觀三個尺度下進行設計。宏觀尺度是指從基地周邊范圉進行分析。首先明確基地所處的光 氣候分區。對H照時數充裕的I類II類分區來說，通常導光管的運用 必要性不大，對于日照時數較少的v類光氣候分區，則可能有迫切的 需求。其次，須考慮基地周邊障礙物遮擋情況等，從而確定導光管運 用的可行性。同時，還須考慮導光管運用是否會對周邊區
8、域造成不利 影響。中觀尺度是指光管系統與建筑體量布局協同考慮。在設計初始階 段，根據建筑空間進深，內部功能分布等確定采光區朝向、面積。由 于在某些辦公建筑中，僅設置屋頂采光區無法滿足要求，還需布置立 面采光區，使得設計時還需特別考慮采光構件在立面上的位置及造型 設計。應整體思考釆光區在立面上的影響，預留其所需空間，并使其 成為建筑造型元素之一，豐富建筑細部。微觀尺度下，須考慮導光管系統在建筑內部的傳輸與輸岀方式。 導光管傳輸通道須與空調、電氣等通道協同整合，盡量降低對室內使 用空間的占用。減少傳輸距離及轉彎，提高傳輸光效。輸出端應根據不同的功能場所及行為方式，采用與人工光源協調的可調模式，增強
9、 室內辦公空間的光舒適性，多功能性。5結語?q黃歡槍cz禱?、信息化背景下產生的綠色生態的建筑構件。其 運用意義不僅在于能降低建筑照明能耗，更在于導入自然光譜對人體 健康的積極影響。隨著人們對光譜與健康關系認識的不斷加深，導光 管在辦公建筑中的使用也必將更加廣泛，為建筑師及室內設計師創造 更多的機會與挑戰。參考文獻：邵志棟.LED光譜及照度對人體非視覺的影響研究D華南理工 大學，2015.2 楊公俠，楊旭東人類的第三種光感受器(下)J光源與照明，2006 (03)： 28-303 陳海陽，何飛，王傳波等天然綠色環保導光管采光系統應用 研究J建筑節能，2016 (12)： 60-62.大師部弗蘭克?勞埃德?賴特M 華中科技大學出版社，2007.2012坦懷香港上海匯豐銀行大樓設計J建筑學報，1987 (01)： 80-84.趙鑫淺析韓國梨花女子大學建筑風格卩美術大觀,(06)： 123.7寧華,楊蔚然導光管的應用與發展J中國照明電器,2000(03) :29-31.
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