建筑設計中自然光設計手法的應用

何心儀 鄭爽

摘要：在現(xiàn)代建筑設計中，自然光的有效利用，能夠降低部分能源資源的消耗，因此，我們必須加強對自然光設計手法的應用分析，從而最大程度的提高建筑設計中自然光的利用效率，實現(xiàn)對自然光資源的有效利用。本文主要針對建筑設計中自然光設計手法的應用進行簡要分析。

關鍵詞：建筑設計;自然光;設計手法;應用

1建筑設計中自然光設計手法的意義

自然光是一種非常重要的可再生自然資源，與人類的任何生產(chǎn)活動都有著非常重要的關系。它也是建筑環(huán)境設計中一個非常重要的元素。自然光進入建筑空間，不僅可以滿足生活和工作的需要，還可以創(chuàng)造豐富多彩的空間效果，同時降低電能的消耗，達到節(jié)能減排的目的。

2自然光的特征

自然界中非人類因素產(chǎn)生的光稱為自然光。自然光隨地球的運動而變化。因為地球的運動有一定的規(guī)律性，所以隨地球運動而變化的自然光也有一定的規(guī)律性。同時，自然光在操作過程中，事物的明暗光照效果也有相應的規(guī)律性變化，這是可以通過人為操作來控制的。另外，自然光的折射角和光照角在不同的時間段會表現(xiàn)出不同的入射角和折射角。當入射角較小時，自然光的光波會發(fā)生相應的變化，從而導致自然光色溫的降低。

3自然光對室內(nèi)空間氛圍和意境的影響

自然光是營造空間意境的重要手段，它能用自身的語言來詮釋空間環(huán)境的內(nèi)涵和設計師想要表達的思想。自然光在其充斥的空間中會傳達各種不同的情感，它隨著陽光強度、色調(diào)、飽和度等特性的不斷改變，同時改變了我們對空間的感知——或開闊、狹窄，或明朗、壓抑等。著名建筑大師哥布基說過：“建筑物透過光線的照射后，才是有生命、有靈魂的。”雖然是針對建筑物而言，但對室內(nèi)空間的光環(huán)境也同樣適用。

根據(jù)光線照射方向的不同，室內(nèi)空間會營造全然不同的環(huán)境氛圍，產(chǎn)生不同的陰影效果。自然光通過窗戶或天窗照射進入室內(nèi)空間，灑落在室內(nèi)，充斥整個空間，形成錯落有致、變化多端的光影效果以及不同色彩交織的視覺感受，使空間更加生動、明朗。

1991年落成的真言宗本福寺水御堂是日本用光大師安藤忠雄表現(xiàn)自然光的頂級之作。水御堂藏在蓮花池下，要進入建筑物，需要從蓮花池中央的樓梯拾級而下。在走進水御堂正廳的過程中，顏色和光線與外面環(huán)境截然不同。樓梯左側(cè)則是以紅色為色彩基調(diào)的水御堂正廳，每當黃昏時分，夕陽余暉從大廳西側(cè)的御堂映入室內(nèi)，室內(nèi)空間中的列柱、格柵便落下長長的投影。佛像朝東，斜陽從佛像背后透出，紅色的主基調(diào)更加深了整個空間所充斥的靜謐、莊嚴的氣氛，將人們從日常的喧囂中升華出來。

4現(xiàn)代建筑設計中自然光的應用分析

4.1基于建筑整體，全面考量建筑朝向、間距和體量等要素

首先是建筑的朝向。建筑朝向直接影響自然光的采集和應用。因此，在建筑設計過程中，設計師一方面要綜合考慮地理環(huán)境和區(qū)域規(guī)劃，另一方面也要考慮自然光的條件。如果中國的夏至是華南或東面60°，日照時間較長，一般超過8小時。冬季，東、西30°范圍內(nèi)自然采光效果較好，西落太陽過程中室內(nèi)溫度也會升高。因此，設計人員在進行建筑朝向設置時，應選擇南偏西45°。二是間距控制。建筑間距對建筑采光的影響尤為明顯，尤其是高層建筑。樓層數(shù)越多，影響越大。為了減少空間占用，避免建筑間距的不合理布局和利用，設計者應正確處理建筑物之間的遮光關系，全面加強建筑物的采光效果。另外，在建筑設計中，應綜合考慮個別高度區(qū)域的太陽高度角、建筑位置關系和遮擋關系，并在此基礎上提高建筑間距計算和設計的合理性。

最后，音量控制。除了朝向和間距，建筑設計師還需要綜合考慮建筑的體積。如果建筑體積超過正常水平，建筑與室內(nèi)的距離越小，自然采光的限制就越明顯。對此，設計師需要在日常工作中采取更加完善的造型設計手段，優(yōu)化和完善建筑空間結構，選擇對建筑采光效果有積極影響的深層空間。如果采用分散照明，可以更好地保證建筑設計的整體效果，避免上述問題。在體積不變的情況下，應適當增加建筑與外界的接觸面積，以改善建筑內(nèi)部的自然采光效果。

4.2 注重細部設計

在建筑細部設計過程中，自然光的影響尤為明顯，尤其是在窗戶設計、天花板和墻體結構中。首先是形式設計。在天窗照明設計中，必須嚴格按照空間的流動線性，采用不同的采光方式。天窗采光主要分為點、線、面三種方式。點式設計通常在小面積建筑中使用，房屋的長度相對較大，這使得空間更加流暢，而長邊占據(jù)了主導地位。在設計中，照明帶應與建筑物內(nèi)的流向一致，并充分發(fā)揮其導向作用。對于大空間建筑，設計師需要采用一體化的采光屋頂。公共面積較大的建筑物，也應在采光屋頂上方覆蓋遮雨棚，為居民營造半室外的視覺效果。

側(cè)窗照明是現(xiàn)代建筑設計中應用最廣泛的設計形式之一。同時，該設計方法還可以加強通風效果。側(cè)窗按其位置可分為低側(cè)窗、中側(cè)窗和高側(cè)窗。低側(cè)窗可以增強地面光的反射效果，還可以將光線順利引入室內(nèi)環(huán)境。中側(cè)窗主要位于景觀環(huán)境好、通風采光效果好的位置。高側(cè)窗顯著增強了建筑空間的隱蔽性和私密性，拓寬了個人視線，并能順利將自然光引入室內(nèi)。其次，天花板和墻體的結構設計。從窗戶中間向外看，天空的上下邊緣可以形成一個與天空垂直的角度。天空的垂直角度與進入窗戶的光線量成正比。如果天窗與墻的夾角為鈍角，則為傾斜。天空的垂直角比數(shù)學意義上的垂直角大，這使得它在室內(nèi)吸收更多的光。

4.3 加強建筑物孔隙設計

在現(xiàn)代建筑設計過程中，自然光應用的關鍵是建筑孔隙的設置。設計師在建筑設計中應合理設置采光井、陽臺和中庭，不斷擴大居民與外界的接觸面積，增強建筑采光通風的整體效果。另外，自然采光設計方法在建筑孔隙設計中的應用，也對建筑設計師的技術水平提出了更高的要求。建筑設計師需要在日常工作中結合采光的實際科學應用，提高建筑的適用性，提高居民對建筑設計的滿意度。在現(xiàn)代高層建筑的設計中，設置豎井是非常常見的，它可以將自然光直接引向建筑物頂部，并將其層層引入建筑內(nèi)部。一方面，這種照明方式可以改善建筑物內(nèi)部的照明效果，減少電能的消耗。另一方面也可以提高建筑整體設計的藝術效果，充分滿足業(yè)主對建筑美觀的要求。在自然光設計過程中，設計師可以在建筑中心設置中庭，也可以采取多種措施，實現(xiàn)建筑側(cè)窗高度的統(tǒng)一與組合。

5結束語

綜上所述，在現(xiàn)代建筑設計中，合理運用自然光設計，可以增強建筑設計的科學性和美感，有助于創(chuàng)造高品質(zhì)的建筑，降低施工過程和投入使用后的能耗，實現(xiàn)綠色建筑的設計目標，進而護送人們的身心健康，在自然光的作用下展現(xiàn)建筑的獨特美。

參考文獻：

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（作者單位：湖北省交通規(guī)劃設計院股份有限公司）