淺談?wù)彰飨到y(tǒng)設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

郭灝

（武漢工程大學(xué)，湖北武漢 430205）

1879 年，發(fā)明家愛迪生在經(jīng)過大約五萬次的實(shí)驗(yàn)，寫成試驗(yàn)筆記一百五十多本，才達(dá)到目的。一枚碳絲燈通上電，明亮而持久的光線照亮了整個(gè)實(shí)驗(yàn)室，電燈的發(fā)明照亮了人類現(xiàn)代生活文明之路。白天，我們可以盡情的享受陽光；夜晚，依然可以在各種顏色的人工光源環(huán)境中享受各種絢麗和精彩的生活。

如今，我們依賴自然光的同時(shí)人工光源也必不可少，植物通過自然光進(jìn)行光合作用，萬物在自然光下生長(zhǎng)繁茂，人工光為人類社會(huì)帶來生產(chǎn)力的進(jìn)步與生活質(zhì)量的提高，并豐富了人類生活方式，夜生活已然成為人們生活的組成部分。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)等的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)效率的進(jìn)步，人們對(duì)消費(fèi)品的需求和消費(fèi)的能力都得到提高，與此同時(shí)帶來了包括環(huán)境惡化，能源危機(jī)等日益嚴(yán)重的問題，綠色設(shè)計(jì)是我們當(dāng)代設(shè)計(jì)需要靠近的方向，在室內(nèi)設(shè)計(jì)中對(duì)于燈光的設(shè)計(jì)，考慮如何提高對(duì)自然光的利用，如何創(chuàng)造節(jié)能型優(yōu)質(zhì)光源，如何平衡自然光與人工光的之間的關(guān)系，如何節(jié)約電能等問題都成為室內(nèi)設(shè)計(jì)師的關(guān)注點(diǎn)。

1 自然采光設(shè)計(jì)的基本概念

經(jīng)過科學(xué)的研究表明，現(xiàn)代的人類生活方式，有90%的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，所以充足的自然光照，健康的居住環(huán)境，對(duì)人們來說至關(guān)重要，室內(nèi)自然采光，主要是指在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，如何通過不同的窗的形式、玻璃的材質(zhì)、窗所在的方向、大小尺寸，以及墻或者屏風(fēng)等設(shè)施的設(shè)計(jì)，來營造出不同氣氛、效果的自然光照明等，成為設(shè)計(jì)師們需要思考的問題。

自然光設(shè)計(jì)的意義：

現(xiàn)代生活中，許多城市里的寫字樓、商場(chǎng)都不分晝夜的使用著電燈，以人工光源作為主要的采光方式，這樣的方式，導(dǎo)致生活在其中的人們換上一種現(xiàn)代建筑綜合征（SBS）。其癥狀表現(xiàn)為頭痛、惡心、嗓子疼甚至哮喘發(fā)作等，作為人類，需要多與自然接觸，在自然中活動(dòng)，感受陽光，長(zhǎng)期接觸不到自然（如日光）建筑綜合征的癥狀就會(huì)加劇。

自然采光對(duì)心理有很大的影響。1971 年，英國科學(xué)家奧德斯沃撒和布里德格斯通過對(duì)一個(gè)24h 運(yùn)轉(zhuǎn)的電力公司的員工的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間在一成不變的電燈照明下工作會(huì)導(dǎo)致感官靈敏度下降，從而降低生產(chǎn)力。1995 年，美國加利福尼亞州亞洲首府薩克拉曼多的馬洪工作室做了一項(xiàng)調(diào)查，在沃爾瑪連鎖倉儲(chǔ)超市中，位于天窗下、靠近自然光照明的收銀臺(tái)比其他位置多收40%。

人工光可以滿足人們對(duì)照明的需求，但無法滿足人們心理和天性中對(duì)自然和陽光的需要。如清早起床時(shí)陽光透過玻璃窗照射在房間里，就會(huì)給人帶來一種美好的感受，如在傍晚時(shí)夕陽西下的陽光會(huì)帶給人安靜的心情。在科學(xué)研究中，人對(duì)自然光超越人工光的喜愛也有進(jìn)一步解釋：人工光主要由位于紅色光區(qū)域的長(zhǎng)波光線構(gòu)成，自然光主要位于藍(lán)色光區(qū)域，由波光線構(gòu)成。研究顯示，人體生物鐘更喜歡位于藍(lán)色光區(qū)域的短波光線，因?yàn)樗麄兡軌蛞种铺烊缓蔂柮赏屎诩に?，并刺激荷爾蒙。這種雙重功效能夠提高人的及密度，所以自然光能彌補(bǔ)人工光中缺失的那部分功能。

自然采光對(duì)人類身體健康具有好處。陽光中的紫外線具有強(qiáng)大的殺菌能力，紫外輻射可以治療皮膚癬、痤瘡等疾病，陽光的照射有助于維生素D 和鈣的吸收，一定量的日照對(duì)防止人們的骨質(zhì)疏松，特別是對(duì)青少年的骨骼生長(zhǎng)、防止出現(xiàn)軟骨病有重要意義，因此目前各國建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)住宅、醫(yī)院、康復(fù)院、敬老院、幼兒園等的日照時(shí)間都有明確規(guī)定，目的是要保障人們的身體健康。

在設(shè)計(jì)中通過對(duì)自然光的利用，有助于節(jié)約自然資源。工業(yè)革命后，社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步超過了之前千百年間的發(fā)展，對(duì)自然資源的消耗和消費(fèi)垃圾的生產(chǎn)也超過了之前幾千年的數(shù)量，地球的生態(tài)環(huán)境在不斷惡化，倡導(dǎo)綠色設(shè)計(jì)的今天，在設(shè)計(jì)中考慮對(duì)自然資源的節(jié)約是必然要求。經(jīng)調(diào)查表明，建筑能耗腰斬國家總能耗的30%～40%，而公共建筑的照明能耗要占到建筑總能耗的35%～45%。在當(dāng)下70%的電力依賴燃燒煤炭，煤炭資源緊張，并且煤炭的使用對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生極大破壞，影響人們健康。這種情況下，增加自然光的利用，減少電的使用，對(duì)環(huán)境保護(hù)會(huì)產(chǎn)生積極作用。

2 自然光在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

自然光中的晝光在是室內(nèi)設(shè)計(jì)中最常見應(yīng)用，晝光是由太陽直射光和天光構(gòu)成。晝光對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)中的作用除了提供陽光和熱度之外，還具有干燥空氣的作用。

在一天中，晝光隨著時(shí)間的變化而產(chǎn)生變化，光度強(qiáng)弱的不同和光的顏色的改變，都會(huì)對(duì)人和應(yīng)用自然光照的室內(nèi)設(shè)計(jì)空間產(chǎn)生影響。結(jié)合設(shè)計(jì)的空間所需要滿足的功能，想要烘托的氛圍，并通過時(shí)間因素、朝向因素、建筑窗戶的特點(diǎn)和采光方式，來控制自然光的設(shè)計(jì)。

窗的面積與開窗的位置對(duì)進(jìn)入室內(nèi)自然光的影響。窗戶面積的設(shè)計(jì)依據(jù)來源于兩個(gè)層面：①不同類型的室內(nèi)空間對(duì)采光度有不同的采光系統(tǒng)要求，例如學(xué)校教室的采光系數(shù)最低值不應(yīng)低于1.5%，工作區(qū)域中的采光系數(shù)不得低于2%，居住空間的采光系數(shù)2%是適宜的，所以設(shè)計(jì)時(shí)，要查閱建筑采光標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上與用戶共同，在加以深化和修改方案；②根據(jù)用戶的特殊需求來設(shè)計(jì)方案，比如咖啡店和教堂的設(shè)計(jì)，咖啡店的設(shè)計(jì)需要大面積的玻璃窗來引進(jìn)自然光照，以此營造出溫暖閑適的聊天氛圍，而教堂需要神秘神圣的氣氛，對(duì)窗戶的形狀、大小、高度等有很多不同的設(shè)計(jì)，來制造不一樣的氛圍。

開窗位置影響空間采光的均勻度。同樣面積窗戶，通過位置方位和高度的調(diào)整，也會(huì)得到不同的采光均勻效果?？梢酝ㄟ^像達(dá)到的光照效果，來確定窗設(shè)計(jì)的位置。

窗戶材料使用也是自然光設(shè)計(jì)的重要部分。現(xiàn)在常見的窗戶玻璃材料有透明玻璃、吸熱玻璃、反光玻璃和低輻射玻璃。透明玻璃是生活中窗戶使用最常見的玻璃，其透光性好，但是對(duì)減少室外熱量的效果微弱。而吸熱玻璃因其自身結(jié)構(gòu)帶來了比透明玻璃更多的熱量，之后的研究者通過在玻璃上涂一層色彩，如棕色、灰色、綠色，以減少帶來的熱量，但有色玻璃有降低室內(nèi)亮度等不足之處，所以現(xiàn)在這種玻璃的使用很少見。反光玻璃可以減少光線進(jìn)入室內(nèi)，也不會(huì)像吸熱玻璃那樣影響視覺效果，不過雖然這種玻璃減少了熱量，但同時(shí)也影響了高質(zhì)量的自然光的獲得，因此，這種玻璃適合使用在外墻無法安裝遮陽傘，但又不想獲得很多熱量的房間。低輻射玻璃又一層薄膜，它可以反射室內(nèi)熱量，減少熱量發(fā)散，外觀上近似于透明玻璃，適合適用于需要利用自然光照并減少陽光帶來過多熱量的地區(qū)?，F(xiàn)在還有一些新研發(fā)的窗戶形式，如“智能”玻璃窗，它將高質(zhì)量的透明或低輻射玻璃，雙層或者三層的結(jié)合在一起，并與遮陽設(shè)備結(jié)合，根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠幫助人們獲得更好的自然光。

遮陽裝置在自然光設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。常見的遮陽方式有固定遮陽方式、可移動(dòng)遮陽方式、植被遮陽方式?？梢愿鶕?jù)不同季節(jié)的太陽高度來設(shè)計(jì)固定遮陽裝置，屋檐、窗檐等可以有效地對(duì)南邊窗戶提供這樣效果，但是太陽的方位角度如果超過8°時(shí)，固定遮陽裝置就不在有效果?？梢苿?dòng)遮陽裝置根據(jù)室外陽光的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)陽光熱度以及亮度的利用可以達(dá)到最充分的效果。植被遮陽是環(huán)境角度上最佳的遮陽方式，使用落葉類植物進(jìn)行遮陽，在夏天豐茂的葉子能夠?qū)﹃柟馄鸬秸趽踝饔?，冬天時(shí)，它們的葉子脫落，又可以使陽光充分的照射進(jìn)室內(nèi)。在具體設(shè)計(jì)方案中，通過考慮環(huán)境因素和想達(dá)到的室內(nèi)自然光要求，來確定遮陽方式的選擇。

導(dǎo)光裝置是利用光具有反射和折射的特點(diǎn)，在建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)中安置反光鏡透光鏡等，從而將光引入室內(nèi)空間。導(dǎo)光裝置適用于高大不易開窗的空間和需要避免陽光直射的地下空間。但這種裝置的安裝和維修成本高于其他幾種控制自然光的方式。

綜上所述，在自然光的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)通過實(shí)地測(cè)量照度，考察空間方位、窗戶朝向、窗外景觀對(duì)室內(nèi)采光的影響，以及特殊的自然采光要求，來完成自然光的設(shè)計(jì)方案。

3 人工照明設(shè)計(jì)

人工照明有兩種目的：①實(shí)現(xiàn)功能性；②提高環(huán)境氛圍。功能性照明的目的在于照亮環(huán)境，使人們可以清楚辨別環(huán)境，使人們有效獲取環(huán)境信息，功能性照明需要防止光污染，避免產(chǎn)生炫光，減少對(duì)人生理和心里的損害，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮節(jié)約能源，選擇高效節(jié)能環(huán)保使用的光源，燈具的設(shè)計(jì)考慮整體空間。氛圍性照明旨在通過人工照明設(shè)計(jì)烘托環(huán)境氣氛，給人們?cè)谔厥猸h(huán)境下用光制造不同的心情和情緒，如有利于人與人交流的環(huán)境光，舒適宜人的環(huán)境光，對(duì)人們審美層面的滿足等。

人工照明設(shè)計(jì)時(shí)，自然光設(shè)計(jì)方案已經(jīng)完成，因此需要協(xié)調(diào)自然光與人工照明之間的關(guān)系，重視對(duì)自然光在空間中的利用，人工照明作為自然采光不足補(bǔ)充，達(dá)到舒適節(jié)能的目的。

4 日?？臻g環(huán)境設(shè)計(jì)特點(diǎn)的分析

在各種各樣的日?？臻g中，如居住空間、辦公空間、餐飲空間、商業(yè)空間、觀演空間、展示空間等，對(duì)各個(gè)空間所需求的光的設(shè)計(jì)都不相同。通過對(duì)各種空間環(huán)境特點(diǎn)的分析，可以更加合理地進(jìn)行環(huán)境光的設(shè)計(jì)。

居住空間中，不同功能房間需要設(shè)計(jì)不同光照度，使用者的不同行為也對(duì)光環(huán)境要求不同，例如書房用來閱讀，讀書屬于精細(xì)行為，需要重點(diǎn)照明提高照明亮度；臥室用來休息睡眠，應(yīng)設(shè)計(jì)出漫反射為主的柔和光線，讓使用者有舒適放松的感受；廚房用來做飯，一般光度的照射可以滿足，也可以對(duì)局部（灶火位置）進(jìn)行補(bǔ)光，使用者可以更清楚的對(duì)菜品的火候色澤進(jìn)行判斷；起居室功能比較復(fù)雜，可適當(dāng)增加燈具來滿足不同功能照明。根據(jù)住宅照度標(biāo)準(zhǔn)，居住環(huán)境照度參考范圍在2～2000lx，在滿足照度的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)師可以與使用者進(jìn)行溝通，根據(jù)個(gè)性喜好選擇燈具風(fēng)格。

燈具在不同位置對(duì)人體舒適度有所影響。當(dāng)人的視點(diǎn)與自己所在的基準(zhǔn)面越接近，心理越容易放松；反之心理容易緊張。例如白天正午時(shí)太陽在最高的位置，色溫高，光照亮度高，人的情緒也易高漲，下午時(shí)隨著太陽位置降低，色溫下降，光照強(qiáng)度變?nèi)?，人們也?huì)逐漸放松心情。因此，設(shè)計(jì)者在燈光設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同區(qū)域功能，人們行為特點(diǎn)，來對(duì)燈光視點(diǎn)位置進(jìn)行確定，如在餐廳設(shè)計(jì)一頂距離餐桌近的吊頂，在進(jìn)餐時(shí)就會(huì)有溫馨的感覺，而燈具與餐桌設(shè)計(jì)較遠(yuǎn)時(shí)，就會(huì)感覺到比較冷清的范圍。

辦公空間中主要活動(dòng)為閱讀、寫字、交談、思考等，通常情況，人們會(huì)在辦公室中待很長(zhǎng)的時(shí)間，設(shè)計(jì)師應(yīng)全面考慮自然光與人工照明之間的過渡，如何防止靠近窗邊工作面的炫光，和距離自然光較遠(yuǎn)的工作面如何通過人工照明來補(bǔ)充光照度。辦公照度與平均照度之比，保持在0.7，周圍環(huán)境照度與平均值比應(yīng)保持在0.5。會(huì)議室照明，會(huì)議桌上方的亮度最高，周圍環(huán)境的亮度根據(jù)會(huì)議桌的亮度確定，利用集中的光線是人們產(chǎn)生向心感，從而集中注意力。

餐飲空間光的設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同餐廳或者酒吧的設(shè)計(jì)風(fēng)格調(diào)整，進(jìn)餐區(qū)和非進(jìn)餐區(qū)的亮度比為3:1。進(jìn)餐區(qū)背景照明應(yīng)采取簡(jiǎn)介照明方式，防止炫光對(duì)就餐者視覺損害。在餐飲空間中，光設(shè)計(jì)的目的在于：①通過燈光設(shè)計(jì)營造其所需的空間氛圍；②利用燈光對(duì)就餐者面部表情進(jìn)行優(yōu)化；③利用燈光使餐品看起來更加美味誘人。

商業(yè)空間中環(huán)境光設(shè)計(jì)有兩種目的，其核心目的是通過光線設(shè)計(jì)，從而引導(dǎo)消費(fèi)者步入商業(yè)空間，使商品對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生吸引力，刺激消費(fèi)。同時(shí)，另一種基本目的是為空間中的工作人員和消費(fèi)者提供安全舒適的燈光環(huán)境。商場(chǎng)環(huán)境采用漫反射照明，貨架使用直接照明，漫反射照明使人的視覺光線柔和，對(duì)貨品的直射照明可以吸引消費(fèi)者的注意力，并且對(duì)貨品的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)更加突出。櫥窗的亮度高于街道或者商場(chǎng)走廊的亮度時(shí)，能夠吸引消費(fèi)者視線，可以利用別致的燈光設(shè)計(jì)，來達(dá)到引人注目的效果。

展示空間，是指以展現(xiàn)展品為主要設(shè)計(jì)任務(wù)的空間，如美術(shù)館、商業(yè)會(huì)展、博物館、企業(yè)展廳等等。展示空間的環(huán)境光需要依據(jù)不同的展品，展品規(guī)模，展品所需達(dá)到的目的來設(shè)計(jì)，可通過照度的區(qū)分來將展品的主次層次區(qū)別開。在現(xiàn)代展覽館中，重視對(duì)自然采光的應(yīng)用，自然采光的開窗方式有如下幾種：高側(cè)窗采光、側(cè)窗采光、高側(cè)窗和側(cè)窗并存采光、天窗采光，自然光多用于公共環(huán)境照明，人工光源用于重點(diǎn)展品照明。

5 小結(jié)

室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新、設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新，與產(chǎn)品的創(chuàng)新相輔相成，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，照明產(chǎn)品也逐步改良，像綠色照明設(shè)計(jì)這樣新的設(shè)計(jì)理念也隨之而來，綠色照明設(shè)計(jì)是指通過采用高效、安全、性能穩(wěn)定和使用壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品來提高環(huán)境光的質(zhì)量，并且提高對(duì)自然采光的利用和重視。運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，采用低耗能，高質(zhì)量的綠色照明產(chǎn)品，合理運(yùn)用自然光，設(shè)計(jì)出舒適、健康、節(jié)能、安全的光環(huán)境是現(xiàn)代設(shè)計(jì)師的明確任務(wù)。