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    以營造幼兒成長健康的自然光環境為引導的幼兒園設計策略及模擬研究

    日期:2021年05月08日 編輯:ad201107111759308692 作者:無憂論文網 點擊次數:71
    論文價格:150元/篇 論文編號:lw202104261401022631 論文字數:65699 所屬欄目:建筑學論文
    論文地區:中國 論文語種:中文 論文用途:碩士畢業論文 Master Thesis

    本文是一篇建筑學論文,本文旨在研究以營造有利于幼兒成長健康的自然光環境為引導的幼兒園設計策略。論文對幼兒身體、心理特征及其與成人的區別作深入分析,并將其與自然光之間的關系進行梳理。通過調研及軟件模擬的方式明確現狀幼兒園在采光方面存在的諸多問題。為了進行更加透徹的研究和模擬,論文選擇幼兒一日活動中的主要活動空間——幼兒園中的班級單元作為主要研究對象,期望探索出能夠營造幼兒所喜愛、適宜的自然光環境的建筑設計策略和設計方法并指導實踐。同時,希望明確在幼兒園的設計中自然光環境營造的重要性,有利幼兒成長健康的光環境是幼兒園設計中非常重要的一項因素。


    第 1 章 緒論


    1.1 選題背景

    1.1.1 幼兒園環境品質需求的提高

    德國心理學家羅特勞特·瓦爾登的《未來學校:從建筑心理學看設計方案》一書中,提出“學校建筑是除教育者和同學之外的‘第三位老師’”。教育學家蒙臺梭利提出,教育最根本的任務是讓幼兒能夠在舒服的環境里自由發展,[1]幼兒園建筑有義務為幼兒提供這種利于成長的舒適環境。

    我國社會發展迅速,國民對教育領域的重視程度日益提升,幼兒教育也是不可忽視的一項。隨著人們工作節奏的加快,家長們產生了對新型教育、保育空間幼兒園的需求??臻g條件是健康學習和全面認知發展的重要因素,而幼兒園建筑本身也應該像教師和其他教育者那樣以身作則,因為幼兒園環境對幼兒健康成長有著深遠的影響。

    1.1.2 幼兒健康對自然光環境的依賴

    研究發現,自然光在幼兒成長過程中是不可或缺的。自然光對幼兒的身心健康、眼部發育以及學前教育都有較大程度的助益。

    幼兒經常接受自然光的照射可促進骨骼發育,增高的同時預防佝僂癥、骨質疏松等疾病。此外,自然光的照射可以促進幼兒新陳代謝與血液循環,利于成長發育。同時,幼兒活動空間的光環境會影響幼兒情緒及心理健康。美國伊利諾理工學院穆罕默德博士(Mohamed Boubekri)在其著作《Daylighting, architecture and health:building designstrategies》中指出“缺乏接觸日光可能會帶來季節性情感紊亂——抑郁、沮喪、敏感、注意力不集中等。原因是光照不足可能引起人體內受陽光影響的荷爾蒙紊亂,而這些荷爾蒙與人的生理節律、情緒、睡眠等等密切相關”。幼兒時期是眼睛發育的重要時期,近年來幼兒近視發病率有較大提升。大量研究證明,用眼時光環境的質量是影響視力健康的重要原因。[2]因此,提供一個適宜的光環境是目前幼兒園建設的重點目標。

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    1.2 國內外相關研究現狀

    1.2.1 自然光環境與幼兒健康的研究現狀

    1.2.1.1 國外自然光環境與幼兒健康的研究現狀

    德國著名的生理學家、實驗心理學家普萊爾在 19 世紀末期記錄和觀察了自己孩子的成長過程,之后整理著成世界上第一部幼兒行為心理學書籍《兒童心理》,書中涉及到幼兒行為心理學理論。

    有關幼兒行為心理學的研究在 20 世紀之后逐漸豐富起來。其中最有影響力的是來自瑞士的心理學家讓·皮亞杰的研究。他認為,在教育中應該關注幼兒主動的心理建構活動。他深入研究分析了幼兒心理發展的階段性及其原理,為之后的研究奠定了基礎,產生了深遠的影響。

    《從教育角度看幼兒園建筑》對世界各國幼兒園建造案例進行介紹和簡要分析,并提出了幼兒園空間條件是健康學習和全面認知發展的重要因素,而建筑本身也是孩子們的老師。

    二十世紀二十年代,美國的兒科醫生格塞爾提出,幼兒在 0-6 歲階段腦部發育速度較快,幼兒在 6 歲的時候大腦的大部分結構幾乎已經發育完成了。這之后的大腦、性格以及思想也不會再像 6 歲前那樣快速的發展了。如果在幼兒 0 至 6 歲時剝奪其刺激智力發育的重要因素,在之后的日子里也不能再達到其本應達到的水平。

    2000 至 2007 年中,一項研究分析了 21000 名學生的學習能力與自然光的關系,他們分別來自華盛頓、克洛拉、加利福尼亞三個教學區。結果表明,獲得更多日光的教室可以提高學生 26%的閱讀成績及 20%的數學成績。與無窗口的教室相比,有窗口教室中的學生提升 7%至 8%的發展速率,處于教室窗口光照區內位置的學生提升 15%至 23%發展速率,在有天光的教室中,學生提升 19%至 20%的發展速率。此外,加拿大阿爾伯塔的一項研究中,擁有全光譜照明的教室中的學生每年缺勤次數比較少,健康狀況也有提高。

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    第 2 章 幼兒園自然光環境與幼兒成長健康的關聯解析


    2.1 幼兒園兒童生理及心理特征

    幼兒時期是人生中重要的發育時期,身體組織和器官發育速度比其他時候都要快。幼兒在這個時期形成各自鮮明的性格特征,幼兒所處環境的不同會對其性格產生不同的影響。[6]環境對幼兒是從生理、心理等多種角度進行綜合影響的,因此,若要營造一個從幼兒真實感受出發的幼兒園環境,需要深入了解幼兒的生理、心理特點。

    2.1.1 幼兒生理特征研究

    (1)身體發育

    與成人相比,幼兒身體發育的速度更快,越小的年紀越能產生明顯的特征變化。從出生到一歲之前,幼兒身體變化以月為單位,一歲到三歲之間他們的身體發育變化以半年為單位,三歲到六歲期間幼兒身體變化則按年計算。

    幼兒身體各部分組織和器官發育迅速。[8]從胎兒時期到兩歲之間出現生長“高峰”,體重增加了 22 億倍,增長非常迅速;幼兒骨骼正處于發育階段,堅固性比較差,因此容易發生彎曲變形,且極易受損傷、缺乏耐力。

    (2)生物節律

    研究表明,光照對年齡較小的青少年產生更明顯的褪黑素抑制作用。居家奇通過對年輕人與年邁者光生物效應的研究提出,接受低照度的彩光照明會使年輕人產生明顯的心率變化,而年邁者則并無明顯心率變化。這說明同樣的光照環境下,年齡不同的群體所發生的光生物效應是不同的。光生物效應與人的年齡、瞳孔直徑等均存在關聯。在研究光對人產生的影響時,需要考慮這些因素。

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    2.2 促進幼兒成長健康的光環境要素

    2.2.1 充足的自然光照度

    幼兒通過對視野中物體亮度的感知來感受光強度的差異。不同物體的表面材質對光的反射能力不同,所以確立統一的亮度水平標準比較困難。在對一個建筑進行光環境的評價時,以空間環境中的照度作為評價指標是比較合適的。

    照度可以表示被照射的面的光通量密度,它指的是照射到物體上的單位面積的光通量的多少,單位是勒克斯(lx)。[40]測量照度時,需要把照度計放在被測物體表面,水平照度的測定需要照度計平行于被測面讀取,垂直照度的測定需要照度計垂直于被測面讀取。被測面的光學性能不會影響照度數值,所以可以用照度來客觀評價空間中的光照情況。能源條件、經濟條件等因素都會對一項理想的照度標準產生制約,在一定程度上提升照度對視覺功效有相應改善,但照度也不是越高越好,過高的照度對視覺舒適性有一定影響,因此在照度標準的選用中應選擇折中的標準。[46]我國目前新編的照度標準在考慮與國際標準相一致的基礎上,也兼顧了我國本土的地域特點,考慮了建筑使用率、經濟條件以及民族習慣等因素。

    根據《托兒所、幼兒園建筑設計規范》JGJ 39-2016 中對幼兒園采光的要求,“托兒所、幼兒園的生活用房、服務管理用房和供應用房中的各類房間均應有直接天然采光和自然通風,其采光系數最低值及窗地面積比應符合表 2-1 的規定?!币员本┑貐^為例,根據采光系數要求可以得知活動室等幼兒常用空間照度不應低于 300lx。

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    第 3 章 基于幼兒成長健康的幼兒園自然光環境數字模型建構及模擬方法............21

    3.1 采光模擬軟件與實驗設定............................21

    3.1.1 采光模擬軟件介紹..............................21

    3.1.2 年典型氣象數據——以北京地區為例...................................21

    第 4 章 基于幼兒成長健康的幼兒園自然光環境設計策略........................... 48

    4.1 保證充足光照,驅動幼兒生物節律.............................48

    4.1.1 增加東南朝向優質采光........................48

    4.1.2 體型退進增大反光面積........................50

    第 5 章 基于幼兒成長健康的幼兒園自然光環境實證研究........................... 86

    5.1 長頸鹿兒童看護中心 —— 保證充足光照的退臺設計.................86

    5.1.1 利于反光的退臺體量設計.......................86

    5.1.2 利于采光的活動室布局設計......................88


    第 5 章 基于幼兒成長健康的幼兒園自然光環境實證研究


    5.1 長頸鹿兒童看護中心 —— 保證充足光照的退臺設計

    位于法國布洛涅的長頸鹿兒童看護中心所處基地狹長,且為南北走向。此幼兒看護中心建筑面積 1450 平方米,其中包括一個擁有 60 個床位的幼兒中心和一個擁有 20 個床位的日間托兒所。該建筑被授予綠色“零能源消耗”建筑的稱號(圖5-1、圖 5-2)。

    圖 5-1 長頸鹿兒童看護中心(圖片來源:《幼兒園建筑:Ⅱ》)

    圖 5-2 長頸鹿兒童看護中心立面圖(圖片來源:《幼兒園建筑:Ⅱ》)

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    結論與展望

    幼兒園是現今社會中幼兒學習生活的主要建筑空間。通過文獻研究得知,自然光對幼兒成長過程中的多項指標都有提升作用。本文旨在研究以營造有利于幼兒成長健康的自然光環境為引導的幼兒園設計策略。論文對幼兒身體、心理特征及其與成人的區別作

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