论述自然光设计在建筑中的采用

论述自然光设计在建筑中的采用

马喆,王宇,孙明辉

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摘要：建筑行业不仅能够带动区域经济持续发展，同时也会消耗大量成本与资源，在目前建筑业整体发展当中，生态建筑已成为重要建筑形式，通过对这一建筑形式的合理运用，对于提升建筑行业生态水准有着诸多裨益。而自然光作为生态建筑当中重要方式，目前受到社会各界广泛关注。基于此，本文将主要针对如何在建筑当中有效采用自然光设计展开相关探讨分析。

关键词：自然光；建筑；设计

良好的设计方式与理念既可以节省大量的资源，不仅能够减少工程整体造价，同时也可大幅度降低未来运营费用。其中，自然光这一设计方法不但可以改善自然光使用效率，并且对提高人民群众居住环境、提高人民生活品质、促进建筑业稳定发展也有着极为重要的现实意义。因此，应给予这一问题充分重视，并结合建筑总平面、内部与外部结构为基础，做好建筑自然光设计方式，使自然光得到合理应用，避免能源浪费问题出现，营造良好生态建筑环境。

一、自然光的特征

自然界中非人为条件所产生的光，被称为自然光，跟随地球运转而变化的自然光也具有一定规律可寻，而且，随着光流动，光亮度也会发生变化，可以通过人为操作对其进行控制。另外，由于自然光折射角和角度，在不同时间点，会有不同入射角和折射角，自然光的光波会相应地发生改变，导致自然光光线色温下降，而在入射角较大时，光线色温会提升，而角度的改变也会导致光线和温度改变。有研究指出：由于不同天然景物光谱成份存有一定差异，因此光色柔和的光谱成份对景观颜色具有一定的影响；从而形成不同自然景观色彩[1]。

二、自然光在建筑设计中的重要作用

（一）调节室内空间的明暗

目前，由于我国科技水平迅速提高，现行建筑节能设计方法可以良好地改善原有能源消耗，在建筑设计中对自然光进行有效控制，无异于锦上添花。通过引入自然光，可以有效地调节房间的敏感度，在白天阳光充足，需要借助灯光来调节房间敏感度，从而节约大量的能源。同时，自然光也是一种优质太阳能能源，充足阳光可以为房间提供大量的热量，改善房间的温度；减少空调设备、供暖设备等的使用，节省能源。对于北方部分使用煤供热地区，延长日照时间能有效地减少煤炭资源流失。因此，在建筑的设计中，加强对自然光的利用，可以达到节能、环保、低碳的目的，从而促进建筑工业的可持续发展。建筑室内自然光采光原理详情见图1。

图1 建筑室内自然光采光原理

（二）调节建筑物的视觉效果

利用自然光可以调整建筑视觉效果，但这种调整更适合于建筑外部结构，利用灯光明暗变化增强建筑视觉立体效果和个性化。在实际的建筑造型设计中，设计师会根据建筑外部结构要求，有效地控制建筑空间与目标光照，并通过改变自然光在建筑的光照形式、角度、位置等方面的反射光线与折射光线实现多样化视觉效果。保证建筑在不同时间自然光照射下不同视觉效果，从而加深人们对建筑的印象，提高建筑物的知名度[2]。

三、建筑设计中自然光设计手法的实际应用

（一）建筑总平面

建筑群体空间布置形式是建筑整体规划的重要表现，而建筑空间布置形式则直接关系到设计者对自然光的掌控。为保证建筑总平面设计科学性，设计者应兼顾建筑结构和自然环境，并充分考虑场地地势、光照等因素，根据自然光的光照条件，设计出建筑整体空间布置形式，以保证建筑能得到最佳光照环境。因此，设计者可以利用科技手段，模拟自然光环境，观测建筑物在自然光环境中的反应，从而得到相应分析，然后，根据计算的结果，调整建筑物的间距、朝向、总平面设计等，以保证室内的采光。若建筑物总体规划中，出现个别体量较大的建筑时，不仅要保证建筑内部具有合理自然光辐射范围，同时也许避免建筑影子对其它建筑自然光产生影响；合理地控制建筑群落间隔，避免由于间隔不当造成的自然光照不足[3]。

（二）建筑物内部结构

在进行室内结构设计时，需充分考虑建筑自然光环境，并根据自然光情况来确定建筑采光方案，对建筑物内部结构进行设计。这一方式可以使建筑室内采光设计得到最大限度改善，保证工程完工后，不会因为不满足有关采光条件而返工，以避免不必要的资源浪费。当建筑的内部布置比较复杂，不能改变时，可在墙壁上设计一个采光槽，在天花板下部设置高窗，在地下室安装采光通风井，这一方式可以增加室内自然光照面积，调整室内的光亮度，减少在白天使用灯具。此外，设计师还可以利用自然光折射角和入射角，计算出太阳光在各个时间点变化以及光照方向改变，通过合理的设计将自然光导入建筑内部，保证室内的采光。利用自然光进行采光设计，可以最大限度地改善建筑内部设计中复杂功能和大进深室内结构光照不足这一弊端，从而有效地提高室内采光。因此，为能够有效地改善室内光照合理性，设计师要充分考虑到当地照明规律，并明确建筑实际需要，选用具有高透光度的建材，以防止由于建材透光率不符合要求而造成室内光线昏暗。同时，建筑室内装饰和家具摆放也要与建筑内部构造紧密联系，从而将自然光线引入到设计的投影部位，更好地将自然光线带入室内。最后，门窗是影响自然光照重要因素，在设计时，要在自然光线较弱区域加大窗户面积，同时模拟自然光投射，在光线充足区域进行遮挡，以降低室内炫光

[4]。

（三）建筑物外部结构

优秀的建筑设计，既要从总平面设计和内部结构来进行，也需在建筑外观设计方面有所体现，三者之间缺一不可。在建筑设计中，建筑外部结构与建筑总平面设计、室内结构的设计紧密结合，通过对建筑内外自然光科学、合理的设计，有效地调控室内和室外光照。在实际的设计中，设计师可以利用以往设计积累经验，利用采光井、天窗、落地窗等高效设施，使室内在光照不足情况下仍能充分利用自然光。此外，设计师还应该利用自然光物理基础，结合光影技术，对自然光投射角度和方向进行合理调整，从而达到最佳视觉和采光效果，并在一定程度上为居民视力提供保护[5]。

结语：

在现代建筑设计中，合理地运用自然光，可以增强建筑设计科学性和美感，从而创造出高质量建筑，降低建筑在建设过程中和投入运行后能耗。在自然光的影响下，体现出建筑特有美感，从而达到绿色建筑的目的，保护人类身心健康。

参考文献：

[1]孟宇凡.绿色建筑自然光环境设计思路[J].节能,2021,40(11):79-80.

[2]胡雪晴.建筑设计中自然光的应用方法[J].城市建筑,2021,18(11):121-123.

[3]万瑶敏.建筑设计中自然光设计手法的实践[J].山西建筑,2020,46(15):31-33.

[4]许亚军.建筑设计中自然光设计手法的应用[J].建材与装饰,2020(19):109+113.

[5]严晨晖.解析建筑设计中自然光设计手法的应用[J].中国住宅设施,2020(03):45-46.