建筑設(shè)計(jì)中自然光設(shè)計(jì)手法的應(yīng)用

楊帆

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550001）

由于我國居民生活水平的不斷提升，建筑工程數(shù)量正在不斷增多。在建筑工程中，通過合理應(yīng)用自然光，能夠滿足居民的生活需求，減小環(huán)境污染。鑒于此，本文主要分析自然光設(shè)計(jì)手法在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，從而為居民提供一個(gè)舒適生活環(huán)境，保證居民生活質(zhì)量。

1 自然光的特點(diǎn)

自然光具有以下三方面特點(diǎn)：①自然光的變化具有一定的規(guī)律，隨著地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，地面上的照明效果會發(fā)生規(guī)律性變化；②自然光的照射角度會隨著時(shí)間的變化而變化，在不同的時(shí)間段，自然光光線的入射與折射呈規(guī)律性變化；③自然光的光線受天氣影響，也體現(xiàn)出一定的規(guī)律性，如果光線的入射角較小，自然光長光波會發(fā)生相應(yīng)的變化，光線色溫也會不斷下降。當(dāng)光線的入射角較大時(shí)，自然光光線色溫會提升[1]。根據(jù)相關(guān)研究表明，影響自然景物色彩的因素主要包括光線色溫與光譜成分，由于自然景物內(nèi)部的光譜成分不同，在光線色溫的照射下，會給人帶來不同的視覺感受。

2 建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用自然光的重要意義

由于建筑工程數(shù)量的不斷增多，電力的消耗量正在逐年增加，在建筑工程設(shè)計(jì)中，通過合理應(yīng)用自然光，能夠減少電能的消耗，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，真正達(dá)到節(jié)能減排的目的。建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用自然光，并非不使用電力設(shè)備，而是適量減少電力設(shè)備的使用，降低電能的損耗，有效利用各項(xiàng)自然資源，不斷減少環(huán)境污染。對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的建筑工程，通過制定合理的自然光設(shè)計(jì)方案，不僅能夠保證建筑工程中的各項(xiàng)施工材料得到更好的利用，而且能夠降低電能的損耗。

在建筑工程中，通過合理利用自然光，能夠減少電力資源的浪費(fèi)，提高各項(xiàng)自然資源的利用率。自然光數(shù)據(jù)清潔能源，建筑設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓庹諚l件，合理調(diào)整建筑工程中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少人工照明，提高自然光線的利用。在一些大型建筑工程中，合理利用自然光，能夠幫助設(shè)計(jì)人員更好的了解工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，針對工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在的問題，制定相應(yīng)的解決方案，從根本上保證自然光得到合理利用[2]。

除此之外，自然光的科學(xué)利用能夠有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人們的工作積極性，對人們的身體健康有一定的幫助。近些年來，由于建筑高度不斷增加，建筑中的照明設(shè)備越來越多，污染環(huán)境，影響空氣質(zhì)量。通過合理利用自然光，能夠減少照明設(shè)備的使用次數(shù)，對環(huán)境起到良好的保護(hù)作用。在一些超高層建筑中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，做好相應(yīng)的調(diào)整工作，在滿足建筑光線需求的基礎(chǔ)上，不斷提高自然光的利用率，保護(hù)我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境。

3 自然光設(shè)計(jì)手法在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 建筑總平面設(shè)計(jì)

在建筑工程設(shè)計(jì)中，建筑總平面設(shè)計(jì)的整個(gè)工程設(shè)計(jì)的核心，為了保證建筑總平面設(shè)計(jì)工作能夠順利開展，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹諚l件，合理應(yīng)用自然光設(shè)計(jì)手法。建筑工程設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格控制兩棟建筑物之間的距離，如果建筑物之間的距離過大，會造成土地資源的浪費(fèi)，而距離過小，則會嚴(yán)重影響建筑照明，降低自然光的利用率。設(shè)計(jì)人員可以采用控制日照間距的方法，合理調(diào)整建筑物之間的距離，保證建筑物內(nèi)部采光符合相關(guān)要求[3]。

建筑面積對采光也有一定的影響，如建筑工程內(nèi)部的建筑面積過大，而自然光照射距離有限，建筑設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑內(nèi)部照明情況，安裝一定數(shù)量的照明設(shè)備，人工照明設(shè)備能夠?yàn)槿藗兲峁┝己玫墓饩€，彌補(bǔ)自然光的不足。另外，為了保證自然光在建筑面積較大的建筑中得到更好的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員也可以采取分散式方法，減少墻體，從根本上保證自然光的入射，減少照明設(shè)備的使用。

除此之外，在設(shè)計(jì)建筑物門窗的過程中，為了保證建筑物內(nèi)部的光照體現(xiàn)良好的藝術(shù)效果，建筑工程設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)自然光照射情況，設(shè)計(jì)合理的洞口，不斷增加自然光的照射量，進(jìn)一步提高自然光的利用率[4]。為了保證自然設(shè)計(jì)手法在建筑設(shè)計(jì)中得到更好的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以將建筑窗體設(shè)計(jì)成采光天窗，該天窗能夠根據(jù)光照情況，合理利用自然光，能夠有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證建筑采光質(zhì)量。例如，在某鋼筋混凝土工程中，建筑面積為2514m2，通過制定合理的建筑總平面設(shè)計(jì)方案，工程經(jīng)濟(jì)效益有了明顯的提升，由之前的53%提高到了68%，自然光的利用率由之前的35%提高到了56%，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 建筑工程采用合理的總平面設(shè)計(jì)方案前后工程經(jīng)濟(jì)效益對比

3.2 建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程內(nèi)部設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理利用自然光設(shè)計(jì)方案。對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的建筑工程，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，制定合理的自然光設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而保證自然光設(shè)計(jì)手法在建筑設(shè)計(jì)中得到更好的應(yīng)用。對于自然光線較強(qiáng)的建筑工程，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，科學(xué)選擇自然光設(shè)計(jì)方案，減少照明燈具的使用，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

為了保證自然光設(shè)計(jì)手法在建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)中得到合理應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，可以結(jié)合自然光的照射情況，找到自然光的照射規(guī)律，并結(jié)合建筑內(nèi)部設(shè)備的分布情況，制定合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步提高自然光的利用率。另外，建筑的使用功能與自然光設(shè)計(jì)具有密切聯(lián)系，如果建筑內(nèi)部光線較暗，會影響人們的心情，給人帶來一種壓抑的感覺，通過采用合理的自然光設(shè)計(jì)方法，能夠?yàn)槿藗兲峁┝己玫囊曈X感受，讓人們擁有一個(gè)愉悅的心情。

想要保證建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)方案得到更好的實(shí)施，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作當(dāng)中，需要選擇合理的施工材料，保證自然光與建筑內(nèi)部環(huán)境的協(xié)調(diào)性，為人們提供良好的生活環(huán)境。對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的建筑工程，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)建筑的使用功能，制定相應(yīng)的自然光利用方案，在保證自然光合理利用的基礎(chǔ)上，不斷提高建筑工程的總體施工質(zhì)量。在自然光線較弱的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)人員結(jié)合自然光的實(shí)際照射情況，采用合理的自然光設(shè)計(jì)手法，并根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將自然光與電氣設(shè)備進(jìn)行有效結(jié)合，不斷提升人們的視覺感受[5]。

3.3 建筑外部設(shè)計(jì)

在建筑工程中，為了保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效結(jié)合。為了保證自然光設(shè)計(jì)手法在建筑設(shè)計(jì)中得到合理的應(yīng)用，做好建筑結(jié)構(gòu)外部設(shè)計(jì)工作非常重要。建筑結(jié)構(gòu)外部設(shè)計(jì)主要分為兩部分，分別是建筑外形設(shè)計(jì)與自然光的應(yīng)用設(shè)計(jì)[6]。建筑設(shè)計(jì)人員可以采用先進(jìn)的光線采集技術(shù)，合理采集自然光。例如，可以在建筑工程外部設(shè)置采光井，采光井能夠?qū)⒆匀还庖M(jìn)到建筑內(nèi)部，提高了自然光的利用率。設(shè)計(jì)人員也可以利用反射原理，有效處理建筑的光影問題，不斷提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。

為了保證自然光采集效果，建筑設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合理的自然光采集方法，如果建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可以選擇比較簡單的采集方法。另外，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合建筑外形，制定相應(yīng)的自然光設(shè)計(jì)方案，不斷提高自然光的利用率。由于建筑外形與自然光照射聯(lián)系比較緊密，故自然光的照射角度不同，會影響建筑內(nèi)部的光線分布。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)自然光的照射規(guī)律，采用的自然光設(shè)計(jì)手法，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的完整性。對于自然光照射時(shí)間比較長的建筑工程，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)光照時(shí)間，科學(xué)制定自然光設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，在建筑總平面設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)與建筑外部設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用自然光設(shè)計(jì)手法，能夠有效減少能源的消耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。但是，建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，仍然會遇到很多問題，如建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低等，這就需要建筑設(shè)計(jì)人員不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的自然光設(shè)計(jì)手法，有效提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益，減少資源的浪費(fèi)。

[1]高鳴鄉(xiāng).生態(tài)建筑設(shè)計(jì)中對自然光的利用[J].科技資訊，2016（35）：86+88.

[2]盧紫蔭.思想與實(shí)體的碰撞，一場光影的戲劇——路易斯·I·康的建筑哲學(xué)與自然光設(shè)計(jì)之“光之刃”[J].建筑與文化，2016（12）：152～153.

[3]徐經(jīng)緯.淺析建筑設(shè)計(jì)中的自然光設(shè)計(jì)手法[J].四川水泥，2016（03）：116.

[4]孫巍.“感知與隱喻”——讀斯蒂文霍爾建筑設(shè)計(jì)中的自然光語義[J].蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（03）：41～46.

[5]吳維維.淺析現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與自然元素的結(jié)合——以自然光為例[J].設(shè)計(jì)藝術(shù)研究，2015（06）：85～87+98.

[6]葉 昕.建筑設(shè)計(jì)中自然光設(shè)計(jì)的技術(shù)因素[J].山西建筑，2015（17）：60～61.