自然光在建筑設計中的運用分析

陳海龍

摘 要：自然光作為自然資源，自然光在建筑中的應用，不僅可以讓人感覺舒適，而且給建筑物自身增色且節(jié)能，與國家提倡的節(jié)能減排相吻合。因此，如何運用能達到建筑節(jié)能的目的，是設計師較為關(guān)注的問題之一。本文主要論述建筑設計工程中的自然光運用進行分析，供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：建筑設計；自然光設計；運用手法

一、建筑設計中應用自然光的意義

（一）自然采光與節(jié)能減排

依據(jù)建筑理論及行業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗來看，大部分建筑采用采光井安排、庭院布置以及建筑體量的控制的相關(guān)理論不斷完善，并不斷積累優(yōu)秀經(jīng)驗。當前人們在狹小的建筑空間內(nèi)過度依賴人工照明，使得自然采光逐漸被忽略，一味地通過照明設備的合理使用營造良好的室內(nèi)光照效果，造成了能耗的增加。因此，注重自然光的利用，實現(xiàn)節(jié)能減排目的。

（二）自然采光與人體健康

自然采光對于維護人體健康、提高人們的生活工作積極性也有一定的影響。當前各種無窗的室內(nèi)空間很多，在這種長期沒有陽光和密不透風的建筑中生活與工作，會增加抑郁癥的患病幾率，或出現(xiàn)其他不健康癥狀。因為人們不能長期感受到外部自然環(huán)境變化，持續(xù)處于“生物鐘黑暗”狀態(tài)下，降低了人們的生存質(zhì)量。

（三）自然采光與建筑設計

自然采光具有諸多優(yōu)勢，若設計處理不當則會引發(fā)蝴蝶效應。因為自然光具有不穩(wěn)定性，所以過多或者是單一采用自然光，則室內(nèi)的照度不能得到保障，容易造成眩光、室內(nèi)熱量的大量積聚等問題。但是也正因為自然光具有不利之處，設計人員在設計過程中更加偏愛于穩(wěn)定度高的照明設備，忽略了自然采光設計工作。從很多優(yōu)秀的建筑設計案例來看，建筑的合理設計和技術(shù)手段的合理使用可以保證建筑內(nèi)部光環(huán)境的穩(wěn)定與均勻，建筑的形態(tài)和外立面也更富有層次感。

二、建筑設計中的自然光應用

（一）總平面設計

在建筑工程設計中，建筑總平面設計的整個工程設計的核心，為了保證建筑總平面設計工作能夠順利開展，設計人員需要結(jié)合當?shù)毓庹諚l件，合理應用自然光設計手法。建筑工程設計人員需要嚴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，而距離過小，則會嚴重影響建筑照明，降低自然光的利用率。設計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。

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，建筑設計人員需要根據(jù)建筑內(nèi)部照明情況，安裝一定數(shù)量的照明設備，人工照明設備能夠為人們提供良好的光線，彌補自然光的不足。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用，設計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，減少照明設備的使用。

（二）內(nèi)部設計

建筑設計人員在進行工程內(nèi)部設計的過程中，需要考慮建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，合理利用自然光設計方案。對于結(jié)構(gòu)比較復雜的建筑工程，設計人員可以結(jié)合以往的設計經(jīng)驗，制定合理的自然光設計方案，進而保證自然光設計手法在建筑設計中得到更好的應用。對于自然光線較強的建筑工程，設計人員要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點，科學選擇自然光設計方案，減少照明燈具的使用，有效保護生態(tài)環(huán)境。

為了保證自然光設計手法在建筑內(nèi)部設計中得到合理應用，設計人員在實際工作中，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)部設備的分布情況，制定合理的設計方案，進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計具有密切聯(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計方法，能夠為人們提供良好的視覺感受，讓人們擁有一個愉悅的心情。

想要保證建筑內(nèi)部設計方案得到更好的實施，設計人員在實際工作當中，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)比較復雜的建筑工程，設計人員可以根據(jù)建筑的使用功能，制定相應的自然光利用方案，在保證自然光合理利用的基礎上，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)，建筑設計人員結(jié)合自然光的實際照射情況，采用合理的自然光設計手法，并根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，將自然光與電氣設備進行有效結(jié)合，不斷提升人們的視覺感受。

（三）外部設計

在建筑工程中，為了保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設計人員需要結(jié)合建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，將建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部結(jié)構(gòu)進行有效結(jié)合。為了保證自然光設計手法在建筑設計中得到合理的應用，做好建筑結(jié)構(gòu)外部設計工作非常重要。建筑結(jié)構(gòu)外部設計主要分為兩部分，分別是建筑外形設計與自然光的應用設計。建筑設計人員可以采用先進的光線采集技術(shù)，合理采集自然光。例如，可以在建筑工程外部設置采光井，采光井能夠?qū)⒆匀还庖M到建筑內(nèi)部，提高了自然光的利用率。設計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，建筑設計人員可以根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，選擇合理的自然光采集方法，如果建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜，可以選擇比較簡單的采集方法。另外，設計人員需要結(jié)合建筑外形，制定相應的自然光設計方案，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。設計人員可以根據(jù)自然光的照射規(guī)律，采用的自然光設計手法，進一步提高建筑結(jié)構(gòu)的完整性。對于自然光照射時間比較長的建筑工程，設計人員可以根據(jù)光照時間，科學制定自然光設計方案。

（四）自然光設計的應用手段

1.光的收集

在光的收集中主要是對熱量進行收集，主要的方式為蓄熱墻的方式，位于南向的垂直蓄熱墻可以通過玻璃采集陽光，利用傳導和輻射等條件將熱量輸入到建筑物的內(nèi)部，一般的墻體會涂成黑色或者是較深的顏色，這樣可以更好的吸收陽光。主要的蓄熱形式可以分為實體式集熱形式、花格式形式、水墻式形式以及快速的蓄熱形式等。

2.傳遞熱量

在建筑當中，熱能的傳遞至關(guān)重要。熱傳遞最常用的一種方式就是對流傳熱，熱能可以通過氣體傳遞到其他地方去，熱傳導的對流形式可以分為自然性和強制性，依據(jù)具體的流動形態(tài)可以劃分為層流形式和湍流形式。利用對流進行熱能的傳遞和利用機械輔助對流的形式均可，當季節(jié)為冬季的時候就可以通過太陽能的集熱器將熱量傳遞到室內(nèi)，利用太陽光進行采暖可以實現(xiàn)氣體在室內(nèi)的循環(huán)流轉(zhuǎn)。

3.導光管法和反射法的應用

導光管法采集自然光是一種比較有效的手段，通過導光筒的合理安放就可以實現(xiàn)人們在陽光下休息、辦公和用餐等活動，采光器可以過濾掉陽光中的紫外線或者是紅外線，還可以有效的消除陽光中存在的放射線，可以為人類解決安全用光的愿望，避免擔心陽光帶來的皮膚損傷和身體損害。

三、結(jié)語

綜上所述，在建筑總平面設計、建筑內(nèi)部設計與建筑外部設計中合理應用自然光設計手法，能夠有效減少能源的消耗，保護生態(tài)環(huán)境。建筑設計人員在實際工作中，仍然會遇到很多問題，如建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低等，這就需要建筑設計人員不斷學習國內(nèi)外先進的自然光設計手法，有效提高建筑工程的經(jīng)濟效益，減少資源的浪費。

參考文獻

[1] 王福全.建筑設計中的自然光設計手法分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（21）：64.

（作者單位：北方-漢沙楊建筑工程設計有限公司深圳分公司）