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

張督軍

摘 要 隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，近年來(lái)生態(tài)建筑受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，采用先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)生態(tài)建筑項(xiàng)目的方法已成為熱門(mén)話題。本文介紹自然光在建筑中的應(yīng)用，并根據(jù)自然光設(shè)計(jì)的原理分析自然光在建筑中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 建筑設(shè)計(jì);自然光申請(qǐng);生態(tài)建筑

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，依賴大量不可再生能源消耗的建筑物的室內(nèi)環(huán)境在為人們提供舒適健康的生活的同時(shí)，還對(duì)人們的日常生活環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。如今，“可持續(xù)發(fā)展”已成為建筑業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，利用自然光實(shí)現(xiàn)資源和能源的合理利用是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。天然光是最基本的自然元素，是一種可再生的自然資源，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中合理有效地利用天然光可以減少能源消耗，減少建筑物的運(yùn)營(yíng)，維護(hù)和管理成本，是現(xiàn)代和未來(lái)設(shè)計(jì)師必不可少的。

1應(yīng)用自然光設(shè)計(jì)的必要性

如今，建筑藝術(shù)和建筑技術(shù)的不斷發(fā)展提高了建筑師的績(jī)效?，F(xiàn)代建筑體現(xiàn)了更先進(jìn)，最前沿的表現(xiàn)形式，并反映了現(xiàn)代城市文明的準(zhǔn)確性和寧?kù)o。在繁忙的城市生活和緊張的工作節(jié)奏下，人們對(duì)于科學(xué)技術(shù)的依賴性不斷提高，逐漸脫離了與自然的關(guān)系。因此，建筑師通過(guò)藝術(shù)和技術(shù)的設(shè)計(jì)技術(shù)有效地利用自然的某些元素為建筑物中的人們服務(wù)。它在恢復(fù)人與自然的關(guān)系，維護(hù)人類的身心健康，養(yǎng)育心靈等發(fā)揮著不可替代的作用。作為生態(tài)環(huán)境當(dāng)中的重要元素，自然光在建筑工程中的應(yīng)用，能夠有效解決上述問(wèn)題。尤其是在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展理念下，環(huán)境保護(hù)和綠色節(jié)能等問(wèn)題變得越來(lái)越重要，因此對(duì)該提案的討論變得更加有意義[1]。

2自然光設(shè)計(jì)的應(yīng)用方式

2.1 誘導(dǎo)式采光設(shè)計(jì)

誘導(dǎo)式采光設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)各方面：①可以充分利用自然光;②減少人造照明的能耗。

因此，誘導(dǎo)式采光設(shè)計(jì)系統(tǒng)的目的是在建筑物中有足夠的光線時(shí)使建筑物利用外部自然照明。在設(shè)計(jì)中，使用了多種方法，例如安裝百葉窗或安裝有陰影的建筑物，當(dāng)然，某些建筑物也使用光纖進(jìn)行照明。

誘導(dǎo)式采光設(shè)計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn)，它不僅可以為住宅建筑提供足夠的自然采光，還可以節(jié)省人造照明的能耗，為居民創(chuàng)造一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境。

（1）半透明的屋頂。半透明的屋頂設(shè)計(jì)通常更適合于地板建筑，并且是自然照明的非常有效的方法。如果住宅采用透光屋頂設(shè)計(jì)，可以很好地改善室內(nèi)照明，不僅可以在一定區(qū)域內(nèi)顯得不顯眼，而且可以均勻分布室內(nèi)照明，而且可以提供適當(dāng)?shù)恼彰鹘嵌取Ｌ貏e是對(duì)于太深的房屋，中國(guó)城市住宅的深度通常在5米以內(nèi)，超過(guò)此限制會(huì)嚴(yán)重影響房屋的通風(fēng)條件和自然采光。對(duì)于建筑物，透明屋頂設(shè)計(jì)可用于增加住宅的自然采光。

在房屋中使用透明屋頂?shù)男Ч浅Ｖ匾⑼粎^(qū)域的透明屋頂?shù)拇植诙扰c正常的垂直窗戶進(jìn)行比較時(shí)，其粗糙度大約是垂直窗戶的3倍。選擇透明的屋頂以增加家中的自然光[2]。

半透明的屋頂不僅可以增加照明并減少人工照明的消耗，而且具有優(yōu)于其他照明設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō)，它通常具有藝術(shù)效果并且可以滿足人們的審美需求。由于其藝術(shù)美，城市中的一些生態(tài)建設(shè)者經(jīng)常使用透明屋頂，這些生態(tài)建筑師通常不僅增加自然采光，而且還在建造房屋和建筑物的過(guò)程中使用透明屋頂。該建筑具有獨(dú)特的美感，并受到人們的認(rèn)可和喜愛(ài)。

（2）中庭設(shè)置。在建筑物中安裝中庭可以增加房屋的自然采光。大深度的低層建筑的自然采光能力較差，對(duì)于大深度的多層建筑，自然采光尤其困難。因此，在這種情況下，建筑師可以使用照明中庭來(lái)解決此問(wèn)題。重要的是要安裝一個(gè)照明中庭，以將自然光引入建筑物，并原則上使用建筑物的側(cè)窗收集自然光。當(dāng)中庭位于建筑物中心時(shí)，其大小不是靜態(tài)的，而是隨著建筑物樓層的增加而變化。由于中庭是為深色多層建筑設(shè)計(jì)的，因此建筑師必須隨著建筑物樓層數(shù)的增加而增加中庭，因此中庭的底部應(yīng)確保充足的自然光線。

（3）太陽(yáng)能集熱器太陽(yáng)能集熱器也是誘導(dǎo)式采光設(shè)計(jì)之一，它利用自然折射和反射原理在缺少自然采光的情況下提供充足的自然采光，是增加室內(nèi)自然光的重要措施之一[3]。

2.2 誘導(dǎo)式中庭氣候交換系統(tǒng)

誘導(dǎo)式中庭氣候交換系統(tǒng)目前廣泛用于生態(tài)建筑中，因此它們對(duì)建筑物的照明和通風(fēng)（特別是對(duì)于深層建筑物）具有重要意義，可以大大增加建筑物的自然采光和通風(fēng)條件。誘導(dǎo)式中庭氣候系統(tǒng)在感應(yīng)通風(fēng)和感應(yīng)照明相結(jié)合中起著雙重作用，并且在改善生態(tài)環(huán)境中起著重要作用。

在生態(tài)建筑中設(shè)置透光燈中庭可以減少建筑的能耗并增加房間的自然采光，不僅具有生態(tài)優(yōu)勢(shì)，還能夠?yàn)榫用駝?chuàng)造了舒適明亮的室內(nèi)環(huán)境。在使用透光燈中庭的過(guò)程中，實(shí)際上會(huì)利用自然光和熱效應(yīng)來(lái)節(jié)省人工能源消耗。

例如，在冬天，可以利用溫室效應(yīng)來(lái)提高建筑物內(nèi)部的溫度并實(shí)現(xiàn)保溫效果。在夏季，中庭利用熱煙囪效果改善建筑物的通風(fēng)條件，并增加自然通風(fēng)以降低建筑物的溫度。以這種方式，可以通過(guò)收集和回收從建筑物中排除的熱能同時(shí)減少機(jī)械通風(fēng)來(lái)達(dá)到節(jié)省建筑物能量的目的。引入綠色植物可以改善中庭的空氣質(zhì)量，減輕建筑物對(duì)周?chē)h(huán)境的負(fù)擔(dān)，并為用戶提供心理上的舒適感。

另外，在生態(tài)建筑中使用泛光燈中庭可以減少人工通風(fēng)的能源消耗，并且可以通過(guò)回收建筑中排除的熱能來(lái)解決建筑的能源問(wèn)題。如果您需要改善中庭環(huán)境并改善空氣質(zhì)量，則可以引入更多的綠色植物來(lái)改善建筑物周?chē)沫h(huán)境[4]。

3結(jié)束語(yǔ)

如今，“可持續(xù)發(fā)展”是建筑業(yè)的重點(diǎn)，利用自然光實(shí)現(xiàn)資源和能源的合理利用是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。建筑師通過(guò)合理選擇建筑物的外部形狀，平面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部深度，窗戶類型的謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)以及外部保護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和材料，來(lái)尋求更自然的照明并減少照明，采暖和降溫。減少人與自然之間距離的同時(shí)消耗能源。綜上所述，本文詳細(xì)介紹了如何在生態(tài)建筑中使用自然光設(shè)計(jì)技術(shù)，并分析了一些典型的自然光設(shè)計(jì)技術(shù)。應(yīng)用自然光技術(shù)可以使住宅建筑更節(jié)能，更環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉琦，曹亞楠，盧乾.設(shè)計(jì)空間就是設(shè)計(jì)光亮——基于采光的路易斯·康作品解析[J].華中建筑，2018，（5）：132-136.

[2] 胡瑞.光影美學(xué)在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用分析[J].居業(yè)，2018，（5）：54.

[3] 黃芳.自然光光導(dǎo)照明對(duì)南寧市老舊建筑采光能耗及效果的影響分析[J].科技通報(bào)，2018，（6）：172-175.

[4] 劉宇波，劉彬艷，王夢(mèng)蕊.基于自然光環(huán)境改善的青少年教育空間設(shè)計(jì)探索[J].建筑技藝，2019，（4）：40-43.