建筑超越了其界定空间和提供保护的基本功能；它塑造着使用者的体验，影响着人们对舒适感、宽敞感以及幸福感的感知。在构成建筑物的众多元素中，开口（如窗户等）在连接室内与室外、平衡隐私与通透性以及引入自然光线和通风方面起着至关重要的作用。特别是自然光，它能改变环境氛围、营造空间格调，并凸显建筑细节，使空间更具活力与吸引力。
窗户，曾经只是墙壁上简单的开口，随着材料和技术的进步而不断演变，如今已实现效率最大化，并在建筑设计中扮演着更为重要的角色。如果说哥特式建筑通过高耸的彩色玻璃窗展示了令人惊叹的玻璃镶嵌艺术，那么现代建筑则转向水平形式和全玻璃幕墙，改变了自然光融入空间的方式。然而，仅依赖幕墙采光存在一个局限性——自然光往往只能照射到建筑物的周边区域，而中央区域则处于阴影之中。顶面开口，如天窗和平屋顶窗，克服了这一挑战，它们能将自然光深入导入室内空间，减少对人工照明的依赖。
除了其功能上的优势外，这些开口还是强大的美学工具，它们通过光影来塑造室内空间，界定中央区域。这种光影的动态交互增强了空间感知，增添了空间层次感和视觉趣味性。此外，屋顶窗还有助于自然通风，改善空气流通状况，提升整体室内环境质量。因此，它们已成为当代设计中不可或缺的元素，将实用性与建筑表现力完美融合。以下，我们将探讨在指定平屋顶窗时需要考虑的一些关键方面，并强调其益处以及在不同项目中的战略应用。
理解自然光对空间和使用者的重要性
自然光除了能够优化空间、减少对人工照明的依赖之外，在调节人体昼夜节律以及改善日常家务活动体验方面，对使用者的舒适度和健康也起着至关重要的作用。为确保达到适宜的采光水平，特定规范针对建筑物开口的尺寸和分布制定了指导原则。例如，欧洲标准 EN 17037 建议，在一年中一半的白天时段内，至少 50% 的使用区域应获得充足的照度。
照度以勒克斯（lx）为单位进行测量，勒克斯是国际单位制中表示照射到表面上的光通量的单位，相当于每平方米一流明。其分析可通过照度计测量、计算机模拟、手动计算以及定性评估等方式进行，分析时需考虑太阳朝向、窗户尺寸和位置、玻璃透光率以及对视觉舒适度的影响等因素。不同空间对照度的要求不同：厨房和餐厅需要 500 勒克斯；卧室和浴室需要 300 勒克斯；家庭办公室和学习区域需要 500 勒克斯；而走廊和楼梯间为确保安全通行需要 100 勒克斯。
以平屋顶窗拓展新视野
在此背景下，平屋顶窗堪称高效的建筑解决方案，它们能够最大化地引入光线，并确保光线分布更加均匀，即便是距离传统窗户较远的较深区域也能受益。在平屋顶建筑中，传统的外墙窗户只能让光线照射到距离外墙约 3.5 米的范围内。然而，顶窗则克服了这一局限性，它们能让自然光直接从上方进入，确保整个空间内日照均匀。
除了采光优势外，顶窗还能改善室内空气质量。通过促进自然通风，它们可将每小时的空气更新率从 1.5 次提高至最多 2.5 次，降低污染物浓度，并提供更佳的热舒适度。这种增强的气流能营造更健康的环境，既有利于使用者的健康福祉，也有助于提高建筑的能源效率。
为每个项目选择最合适的类型
威卢克斯（VELUX）是一家专注于屋顶窗和天窗的丹麦公司，以其创新的解决方案闻名于世，这些方案能够增强住宅和商业建筑中的自然采光和通风效果。尽管威卢克斯最为人所熟知的是其斜屋顶窗，但它也提供一系列平屋顶窗、模块化天窗以及旨在提高室内舒适度和能源效率的智能家居集成系统。以下是其提供的主要类型：
威卢克斯（VELUX）弧形玻璃采光顶：其独特的弧形玻璃顶设计即便在坡度为 0° 的屋顶上也能确保高效排水，纤细的框架和隐形的窗扇则最大限度地引入自然光并呈现室外景观。为提升舒适度，还可选配遮阳帘，提供隔热、遮光以及防虫功能，是任何空间的完美之选。
威卢克斯（VELUX）平玻璃采光顶：采用纤细框架和隐形窗扇设计，即便安装遮阳帘也能最大化引入自然光并呈现室外景观。该采光顶适用于坡度在 2 - 15 度之间的屋顶，有固定式、电动式和太阳能供电式可供选择。电动款配备了无缝集成的电机、预配对的墙壁开关以及用于自动关闭的雨水传感器。太阳能款可无线操作，非常适合没有现有线路的翻新工程，即使在阴天也能保证电池的可靠性能。为提升室内舒适度，可选配的遮阳帘可减少热量、提供遮光功能以及防虫保护，确保居住空间明亮、舒适且节能高效。
威卢克斯（VELUX）带玻璃穹顶：适用于坡度在 0 - 15 度之间的屋顶，配备带双层中空玻璃单元和内层夹层玻璃的隔热基座单元。顶部单元有透明或不透明的丙烯酸或聚碳酸酯材质可供选择，既能最大程度引入自然光，又能增强私密性。穹顶有固定式、手动式和电动式可供选择，能满足不同需求，十分灵活。电动款配备雨水传感器和预配对墙壁开关，且兼容智能家居，可实现无缝控制。通过伸缩杆可进行手动操作，实现自然通风。
威卢克斯（VELUX）穹顶：这是为坡度在 0 - 15° 的平屋顶的无人居住空间（如仓库、车库、棚屋和小型工业建筑）提供的一种耐用且实用的采光解决方案。它采用两层或三层不透明聚碳酸酯或丙烯酸材质的穹顶，无玻璃设计。该产品有固定式、手动式和电动式可供选择，提供了灵活的通风选项。230V 电动款配备了预装支架，方便电机安装，且兼容标准电源插座和开关。为增加安全性，还可选配防坠落格栅。
平天窗（采光顶）的战略性布置：安装位置与方式
平屋顶天窗（采光窗）的使用效果受多种因素影响，包括屋顶厚度、天窗安装位置、玻璃类型以及技术参数等，这些因素都会直接影响自然光的分布、能源效率以及热舒适度。通常情况下，单个大型天窗（例如 1000×1000 毫米）比多个小型天窗能提供更均匀、更高效的采光效果，可减少阴影图案以及光线的强烈变化。在开放式空间中，这种设计能够增强空间的开阔感，同时使整个白天都保持舒适的光照水平。相反，在走廊或需要局部采光的区域，安装多个小型天窗则更为合适。此外，天窗的安装位置也至关重要。将天窗安装在中央位置有助于实现均匀的光线分布，而按功能需求进行定位（例如安装在厨房操作台、工作台或阅读区上方）则能提高使用便利性和视觉舒适度。
理解日光轨迹
理解太阳的轨迹对于确定天窗的最佳位置至关重要，因为它直接影响采光质量、室内温度和能源效率。与有固定朝向的垂直窗户不同，平屋顶天窗面向各个方向，能实现更多样的采光。虽然周围物体的遮挡会影响天窗接收的光照量，但天窗本身不受特定朝向的限制。平屋顶天窗接收的直射阳光量在很大程度上受纬度影响。在赤道地区，平屋顶天窗全年都能接收到直射阳光。在高纬度地区，阳光照射情况会随季节变化。天窗可以弥补垂直窗户的局限性——例如，如果一个房间有一扇朝北的窗户（在北半球），接收到的直射阳光极少，那么增加一个平屋顶天窗就能在一年中的特定时段引入来自南方的自然光。
选用智能玻璃：提升舒适度、能效与防护性
采用先进的玻璃技术应用于天窗（采光顶窗）可提升其隔热性能、能源利用效率以及整体的室内舒适度。其中极为有效的解决方案之一是低辐射（Low-E）玻璃，这种玻璃带有微米级涂层，能在允许自然光进入的同时反射热量，在夏季减少热量吸收，在冬季帮助保持室内温暖，从而降低对供暖与制冷系统的依赖。此外，具备防紫外线功能和太阳能控制涂层的天窗可作为热防护屏障，过滤过强的阳光，防止室内过热和产生眩光。这些创新技术营造出更舒适、更节能且视觉效果更协调的室内环境。
通过计算机建模模拟现实
评估某个设计是否满足采光预期或要求或许并非总是常规做法。为支持这一过程，威卢克斯（VELUX）开发了一款免费且易于使用的软件工具：威卢克斯日光可视化软件（VELUX Daylight Visualizer）。该程序通过逼真的视觉效果和映射，精准模拟空间中的光照质量，允许对不同时间和气候条件下的亮度、照度以及光线分布进行详细分析。它还能模拟光导管和百叶窗等太阳能控制装置，同时支持三维建模以及BIM/CAD文件导入。此外，它还能生成自动化报告，以验证是否符合欧洲标准EN 17037，确保采光分析精确且高质量。
超越照明——一项基础建筑要素
平屋顶窗（天窗）的作用远不止于作为简单的光源；它们已成为建筑设计中的关键要素。巧妙运用平屋顶窗可以最大限度地发挥自然光的优势，有助于塑造建筑的视觉特色，提升环境舒适度，并降低能源消耗。通过将自然光作为设计元素融入其中，建筑师能够打造出更具可持续性、更具表现力且更健康的建筑空间。精心挑选天窗的类型、安装位置以及所采用的技术，能够提升建筑的功能性与美观性，为用户营造更明亮、更高效且更宜人的环境。
