日照分析是如何改變設計的

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直到最近,效果圖仍是建築師瞭解自己方案設計中的光線變化的原始工具—效果圖,乃一種合理均衡的直覺。但新一代的日照分析工具,與新一代的日照指標一同出現,鼓勵建築師通過新的方式來看待日照設計—這對設計有極其重要的意義。

日照分析是如何改變設計的

當一如往常進入日照分析時,總先會採用經驗法則來設計,之後再通過渲染手段檢驗設計和交流意圖。效果圖已變為一種快速顯現的藝術形式:精緻的、令人回味的、伴隨夢幻氛圍般心情的、體驗感真實的、出於對設計發自肺腑的感受。這並不是出於偶然的:光線變化如神奇元素般存在於建築設計當中,為靜態結構注入了動態感,為建築注入了時光感,效果圖正是捕捉顯現上述元素的一種強大手段—對大多建築師個人詞典裡不可少的硬朗黑線平面圖和剖面圖形成必要補充。效果圖已及極大地拓展了我們交流設計想法的能力。它還同樣在概念設計上拓展了我們的能力—特別是當在設計時把日光元素概念化的時候。

但這也缺失了一點:這正是效果圖並不難輕易回答的關於與光線相關的重要問題。即時它們可以被矯正至合理正確的程度,但仍不夠完整:在需要描述某一時刻的一瞬間時,它並不能提供該時刻是否獨特唯一或是標準正常的資訊。

這正是問題之所在,因為光線並不是充滿詩意的---它是非常實際的。大多有采光需求的空間與我們要求的空間功能緊密相關。我的教室是否有足夠的光線來讀書和寫字?我的辦公室光線是否足夠滿足工作需求---但也不能採光過度以造成電腦螢幕反光強烈?當只有自然採光情況下一般需要多少採光量?

這些問題在無數考慮理由情況下顯得愈發重要。採光的新好處正不斷地被發現:天然採光提高了校園裡的學習效率、提升了醫院裡的康復速度、提高了辦公室的工作效率、提高了近乎每處的心理健康狀況。同樣它帶來了節能的好處:自然天光可以代替電燈,因此我們得以節省開電燈的能源;但我們也消除了這些電燈釋放的熱能而減少開空調的次數。把天光當作營造詩意氛圍是遠遠不夠的—它同樣有更多發揮餘地。這也正是為什麼要引入日照分析的原因。

日照分析曾是一種複雜的流程,需要新的三維模型技術、大量的投入、和顯著的專業技術。但新的工具執行更快、效果更直觀、能很好地與設計師的建模環境相整合—使每個設計師能在不同型別設計裡快速上手使用日照分析。新的日照分析正好在制定新的評價日照標準時出場;因此我們測量分析日照的.方式正好貼近新標準並更容易讓使用者上手。

若當前建造流程基於渲染工具的優勢和侷限性而出現變化時,這些新的分析工具和新標準會帶來怎樣的效果呢?它們將會為建築界帶來怎樣的可能性呢?它們會促使概念設計出現怎樣的新出路?日照標準分為好幾種,便於建築師在不同情況下理解日照設計,因此對針對不同型別的設計問題會給出對應的策略相當有用。我在此會考慮三種日照標準:整棟建築的年度指標、年度日照視覺化及定時日照視覺化。

年度指標及目標比較

年度日照指標主要在一年時間內總結分析一座建築的日照情況,該分析結合了設計、位置和天氣因素。這些指標有助於回答此類問題:“我的專案設計區位該如何確定?結合最佳建築實踐、具體的日照目標或是另一個設計的因素?”諸如空間自主日照(sDA)和年度日光暴露(ASE)法則都簡潔地概況了空間接納足夠日光的頻率(sDA)或是是否有采光過多的風險存在(ASE)。

這些分析結果往往比你想象中的還要強大。最近的例子位於Al Barari的 Ashjar,它是由10DESIGN事務所設計的住宅小區,該事務所在設計中使用年度指標來了解整座建築、通透比率及這樣策略出現採光和眩光的可能性。可持續設計的負責人Sean Quinn說:“每個住宅型別具有獨特和富於變化的審美特點。””我們的目標是實現快速響應式設計而不是重複的解決方案。特別是遮陽已成為決定設計的美觀的關鍵性因素。這些年度日照標準與年度能源標準一同使用以在兩者間取得權衡而協同效應。通過這種方式,這些標準開打了實際設計當中日照引入的可能性---形成最佳日照的制定性策略、就像建築師建立了設計的流程關係、景觀視野或是正式的合成。

年化視覺化及決策

年度標準的缺點在於它們沒法幫助建築師理解一個設計專案應以某種方式執行的理由。這些看似高大上的數字實際上顯得含糊不清:黑點在哪裡及亮點在哪裡?這些資訊對有意塑造採光是至關重要的。這正是引入年化日光視覺化之所在:它們展示了日光在一年內的空間分佈情況,可以對每個空間的光執行緒度進行詳細研究。這些圖片可以迴應以下疑問:“我是否在目前採光水平和模式情況下感到舒服?採光問題區域在哪?我該如何提升採光設計?”

我公司Sterner Design事務所在愛荷華州設計的一個住宅專案可作為參考例子。一個半地下的住房帶有顯著的節能目標,對玻璃的謹慎使用對被動式太陽能供暖和室內引入相當足夠的採光非常重要。早些時候我採用採光視覺化策略來比較並選擇不同樓層的日光滲透度。之後的研究集中於好的採光相當重要的主要起居區域的採光質量分析,這讓我制定出快速的策略來提升採光,比如增加窗戶高度、巧妙地放置天窗、或是從上層“借光”的巧妙策略。這種研究分析過程讓我得以更好調整建築形式、空間佈局、並根據日照來採用以前未有的方式調整玻璃。

定時視覺化通訊

當年度指標和視覺化成為有效的檢驗診斷和設計工具後,它們並未總能提供有關照明情況的最直觀的理解。這些空間感覺如何?空間體驗如何隨時間而變化?冬日或夏日高度的光線情況如何?

這些問題正是定時視覺化工具所能解決的。而其它指標往往基於巨集觀範圍的比較—目標的達成、年度平均水平—它們和空間體驗相關,然而可以量化效果圖所不能量化的體驗。

這正是建築事務所Allan Joyce在設計改造位於英國Harrowgate的茶園時結合採用室內效果圖及時間點分析的組合方式原因所在。該客戶想了解設計專案是否能“實現”—哪些空間會更能實現計劃中的改動。建築師結合效果圖和時間點量化工具來展示既直觀又可檢驗的空間體驗。“我們的客戶感到很滿意,”Allan Joyce建築師Toby Evison說道,“他們可以迅速瞭解設計方案的效果,並迅速做出相關決策來。”

隨著越來越多設計師使用這些新技術—組織日照的能力、客觀性的諮詢、定製目標並評估結果—這讓根據日光條件來設計建築越來越可能。該新技術可以讓建築師實現詩意創造和務實性的同步工作:輕鬆理解設計決策的審美和實用的意義。通過渲染可見的日光資訊,建築師能更好地與日光互動,塑造採光效果、制定目標,並最終達到更好的設計效果—可同時運作併產生激勵效果的設計。

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