尽管在20世纪初，电线已成非常常见之物，但实际上白炽灯（incandescent bulbs）的照明功效仍属微弱，在20世纪40年代荧光灯发明前，自然光一直是白日里建筑室内空间的主要光照来源。由于大部分摩天楼以办公空间为主的功能属性，决定了其较于住宅单元、酒店客房、低层商业等功能空间，对光照条件具有更高的要求；同时，考虑业主通过空间出租获利的商业属性，适宜的平面尺寸为空间创造出良好的光照条件，必然会提升摩天巨厦里的单位租赁面积的出租价值，这也使得摩天楼的平面设计成为影响办公空间质量的重要因素，会间接影响到房地产商通过办公空间出租所得利益。故考察当时在设计摩天楼这一以办公属性为主的空间场所中，建筑师其对建筑平面尺寸的考量具有特殊意义。

首先，我们对人工光与自然光的照度数值进行下比较：根据美国当时的研究数据表明，一般来说当时这类人工光源所能提供的照度为3至4英尺烛光（footcandles^[15]），而室外夏日里的太阳光光照强度约10 000英尺烛光，即使在多云的天气，日光照度也能达到200至500英尺烛光。20年代上半叶的美国开始研究与制订有关室内照度的数值标准，并且这一标准数值一直在调整当中，例如在1916年纽约市的调查当中给出的照度建议数值为8至9英尺烛光，1920年代这一数值上升至10至12英尺烛光，而到20世纪30年代，由于受当时美国大型电力公司饶有野心的销售宣传策略影响，一些学者在当时给出过25英尺烛光的室内照度建议^[16]，是10年代初的3倍。

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图5—1—11　办公空间日光照度测量

事实上，在西方研究中表明，对于自然光的需求的确在设计时对办公空间深度尺寸的推敲起到一定影响作用，即从外立面窗户处至室内隔断墙面，或至公共走廊的距离。1925年美国期刊《房屋与房屋管理》（Buildings and Building Management）的第25期上刊登了一张图，很好说明了房间深度与房间内日光照度之间的关系（图5—1—11），图中A、B、C、D四根曲线分别代表了6月晴朗天气、6月多云天气、12月晴朗天气及12月多云天气的四种日照条件，随天气时令影响，ABCD光照条件逐渐减弱，它们的窗口最佳日光照度分别为130英尺烛光，65英尺烛光，50英尺烛光，及25英尺烛光，可以看到随着季节及天气变化，冬日多云天气照度仅为夏日晴日光照的1/5，随房间深度增加，房间内日光照度逐渐减弱，以曲线A为例，在6月晴天窗口最佳日光照度为130英尺烛光，距离窗口10英尺（3米）照度为30英尺烛光，距窗口15英尺（4.6米）时照度已经下降为15英尺烛光，当房间深度达到20英尺（6.1米）时，已经降至8英尺烛光的照度，而观察另三条曲线，当房间深度达到20英尺时，照度更低至5英尺烛光以下，而不得不依靠人工光源进行补充才能达到办公空间照度标准。19世纪末，在美国关于摩天楼的平面设计研究也经历过一段试验期，随着摩天楼的开发管理者及建筑师的经验逐渐丰富，平面布置也逐渐标准化起来^[17]。直至40年代荧光灯出现前，美国摩天楼设计中办公空间距离外墙深度尺寸最普遍为20至28英尺（约6.1～8.5米），这一数值几乎没有变动，10至12英尺（约3.0～3.7米）的层高，4至5英尺（1.2～1.5米）宽，6至8英尺（1.8～2.4米）高的开窗尺寸，成为当时美国摩天楼设计中最常见的“标准尺寸”。

19世纪70年代，上海租界内煤气灯照明开始普及推广，而在西方世界刚刚问世不久的电的发明和电力弧光灯的应用，引起在上海的外国人注意。1882年上海第一座发电厂—上海申光电气公司建成，并且首批弧光灯投入使用。照明事业发展至20世纪初，上海租界的所有弧光灯已改为白炽灯，也就是说，20世纪初上海发展起来的摩天楼室内空间照明的光照设备即为白炽灯^[18]。因此，根据美国摩天楼中研究表明办公空间的品质及出租率与建筑平面柱网、开窗及层高之间的密切关系，可知良好的柱网开间尺寸，高且宽的窗户及越高的层高，更有助于日光能更深地照进室内，增加室内空间的日照时间，下文将以此研究理论及数据为基础，比对考察近代上海摩天楼的平面设计特征。