本文是一篇建筑学论文，本文旨在研究以营造有利于幼儿成长健康的自然光环境为引导的幼儿园设计策略。论文对幼儿身体、心理特征及其与成人的区别作深入分析，并将其与自然光之间的关系进行梳理。通过调研及软件模拟的方式明确现状幼儿园在采光方面存在的诸多问题。为了进行更加透彻的研究和模拟，论文选择幼儿一日活动中的主要活动空间——幼儿园中的班级单元作为主要研究对象，期望探索出能够营造幼儿所喜爱、适宜的自然光环境的建筑设计策略和设计方法并指导实践。同时，希望明确在幼儿园的设计中自然光环境营造的重要性，有利幼儿成长健康的光环境是幼儿园设计中非常重要的一项因素。
第 1 章 绪论
1.1 选题背景
1.1.1 幼儿园环境品质需求的提高
德国心理学家罗特劳特·瓦尔登的《未来学校：从建筑心理学看设计方案》一书中，提出“学校建筑是除教育者和同学之外的‘第三位老师’”。教育学家蒙台梭利提出，教育最根本的任务是让幼儿能够在舒服的环境里自由发展，[1]幼儿园建筑有义务为幼儿提供这种利于成长的舒适环境。
我国社会发展迅速，国民对教育领域的重视程度日益提升，幼儿教育也是不可忽视的一项。随着人们工作节奏的加快，家长们产生了对新型教育、保育空间幼儿园的需求。空间条件是健康学习和全面认知发展的重要因素，而幼儿园建筑本身也应该像教师和其他教育者那样以身作则，因为幼儿园环境对幼儿健康成长有着深远的影响。
1.1.2 幼儿健康对自然光环境的依赖
研究发现，自然光在幼儿成长过程中是不可或缺的。自然光对幼儿的身心健康、眼部发育以及学前教育都有较大程度的助益。
幼儿经常接受自然光的照射可促进骨骼发育，增高的同时预防佝偻症、骨质疏松等疾病。此外，自然光的照射可以促进幼儿新陈代谢与血液循环，利于成长发育。同时，幼儿活动空间的光环境会影响幼儿情绪及心理健康。美国伊利诺理工学院穆罕默德博士（Mohamed Boubekri）在其著作《Daylighting, architecture and health:building designstrategies》中指出“缺乏接触日光可能会带来季节性情感紊乱——抑郁、沮丧、敏感、注意力不集中等。原因是光照不足可能引起人体内受阳光影响的荷尔蒙紊乱，而这些荷尔蒙与人的生理节律、情绪、睡眠等等密切相关”。幼儿时期是眼睛发育的重要时期，近年来幼儿近视发病率有较大提升。大量研究证明，用眼时光环境的质量是影响视力健康的重要原因。[2]因此，提供一个适宜的光环境是目前幼儿园建设的重点目标。
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1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 自然光环境与幼儿健康的研究现状
1.2.1.1 国外自然光环境与幼儿健康的研究现状
德国著名的生理学家、实验心理学家普莱尔在 19 世纪末期记录和观察了自己孩子的成长过程，之后整理著成世界上第一部幼儿行为心理学书籍《儿童心理》，书中涉及到幼儿行为心理学理论。
有关幼儿行为心理学的研究在 20 世纪之后逐渐丰富起来。其中最有影响力的是来自瑞士的心理学家让·皮亚杰的研究。他认为，在教育中应该关注幼儿主动的心理建构活动。他深入研究分析了幼儿心理发展的阶段性及其原理，为之后的研究奠定了基础，产生了深远的影响。
《从教育角度看幼儿园建筑》对世界各国幼儿园建造案例进行介绍和简要分析，并提出了幼儿园空间条件是健康学习和全面认知发展的重要因素，而建筑本身也是孩子们的老师。
二十世纪二十年代，美国的儿科医生格塞尔提出，幼儿在 0-6 岁阶段脑部发育速度较快，幼儿在 6 岁的时候大脑的大部分结构几乎已经发育完成了。这之后的大脑、性格以及思想也不会再像 6 岁前那样快速的发展了。如果在幼儿 0 至 6 岁时剥夺其刺激智力发育的重要因素，在之后的日子里也不能再达到其本应达到的水平。
2000 至 2007 年中，一项研究分析了 21000 名学生的学习能力与自然光的关系，他们分别来自华盛顿、克洛拉、加利福尼亚三个教学区。结果表明，获得更多日光的教室可以提高学生 26%的阅读成绩及 20%的数学成绩。与无窗口的教室相比，有窗口教室中的学生提升 7%至 8%的发展速率，处于教室窗口光照区内位置的学生提升 15%至 23%发展速率，在有天光的教室中，学生提升 19%至 20%的发展速率。此外，加拿大阿尔伯塔的一项研究中，拥有全光谱照明的教室中的学生每年缺勤次数比较少，健康状况也有提高。
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第 2 章 幼儿园自然光环境与幼儿成长健康的关联解析
2.1 幼儿园儿童生理及心理特征
幼儿时期是人生中重要的发育时期，身体组织和器官发育速度比其他时候都要快。幼儿在这个时期形成各自鲜明的性格特征，幼儿所处环境的不同会对其性格产生不同的影响。[6]环境对幼儿是从生理、心理等多种角度进行综合影响的，因此，若要营造一个从幼儿真实感受出发的幼儿园环境，需要深入了解幼儿的生理、心理特点。
2.1.1 幼儿生理特征研究
（1）身体发育
与成人相比，幼儿身体发育的速度更快，越小的年纪越能产生明显的特征变化。从出生到一岁之前，幼儿身体变化以月为单位，一岁到三岁之间他们的身体发育变化以半年为单位，三岁到六岁期间幼儿身体变化则按年计算。
幼儿身体各部分组织和器官发育迅速。[8]从胎儿时期到两岁之间出现生长“高峰”，体重增加了 22 亿倍，增长非常迅速；幼儿骨骼正处于发育阶段，坚固性比较差，因此容易发生弯曲变形，且极易受损伤、缺乏耐力。
（2）生物节律
研究表明，光照对年龄较小的青少年产生更明显的褪黑素抑制作用。居家奇通过对年轻人与年迈者光生物效应的研究提出，接受低照度的彩光照明会使年轻人产生明显的心率变化，而年迈者则并无明显心率变化。这说明同样的光照环境下，年龄不同的群体所发生的光生物效应是不同的。光生物效应与人的年龄、瞳孔直径等均存在关联。在研究光对人产生的影响时，需要考虑这些因素。
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2.2 促进幼儿成长健康的光环境要素
2.2.1 充足的自然光照度
幼儿通过对视野中物体亮度的感知来感受光强度的差异。不同物体的表面材质对光的反射能力不同，所以确立统一的亮度水平标准比较困难。在对一个建筑进行光环境的评价时，以空间环境中的照度作为评价指标是比较合适的。
照度可以表示被照射的面的光通量密度，它指的是照射到物体上的单位面积的光通量的多少，单位是勒克斯(lx)。[40]测量照度时，需要把照度计放在被测物体表面，水平照度的测定需要照度计平行于被测面读取，垂直照度的测定需要照度计垂直于被测面读取。被测面的光学性能不会影响照度数值，所以可以用照度来客观评价空间中的光照情况。能源条件、经济条件等因素都会对一项理想的照度标准产生制约，在一定程度上提升照度对视觉功效有相应改善，但照度也不是越高越好，过高的照度对视觉舒适性有一定影响，因此在照度标准的选用中应选择折中的标准。[46]我国目前新编的照度标准在考虑与国际标准相一致的基础上，也兼顾了我国本土的地域特点，考虑了建筑使用率、经济条件以及民族习惯等因素。
根据《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ 39-2016 中对幼儿园采光的要求，“托儿所、幼儿园的生活用房、服务管理用房和供应用房中的各类房间均应有直接天然采光和自然通风，其采光系数最低值及窗地面积比应符合表 2-1 的规定。”以北京地区为例，根据采光系数要求可以得知活动室等幼儿常用空间照度不应低于 300lx。
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第 3 章 基于幼儿成长健康的幼儿园自然光环境数字模型建构及模拟方法............21
3.1 采光模拟软件与实验设定............................21
3.1.1 采光模拟软件介绍..............................21
3.1.2 年典型气象数据——以北京地区为例...................................21
第 4 章 基于幼儿成长健康的幼儿园自然光环境设计策略........................... 48
4.1 保证充足光照，驱动幼儿生物节律.............................48
4.1.1 增加东南朝向优质采光........................48
4.1.2 体型退进增大反光面积........................50
第 5 章 基于幼儿成长健康的幼儿园自然光环境实证研究........................... 86
5.1 长颈鹿儿童看护中心 —— 保证充足光照的退台设计.................86
5.1.1 利于反光的退台体量设计.......................86
5.1.2 利于采光的活动室布局设计......................88
第 5 章 基于幼儿成长健康的幼儿园自然光环境实证研究
5.1 长颈鹿儿童看护中心 —— 保证充足光照的退台设计
位于法国布洛涅的长颈鹿儿童看护中心所处基地狭长，且为南北走向。此幼儿看护中心建筑面积 1450 平方米，其中包括一个拥有 60 个床位的幼儿中心和一个拥有 20 个床位的日间托儿所。该建筑被授予绿色“零能源消耗”建筑的称号（图5-1、图 5-2）。
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结论与展望
幼儿园是现今社会中幼儿学习生活的主要建筑空间。通过文献研究得知，自然光对幼儿成长过程中的多项指标都有提升作用。本文旨在研究以营造有利于幼儿成长健康的自然光环境为引导的幼儿园设计策略。论文对幼儿身体、心理特征及其与成人的区别作
