自然光影藝術在建筑表皮設計中的應用研究

盛迪杰

本文以自然光影與建筑表皮為研究對象，探討自然光影藝術在建筑表皮設計上的應用。文章從四個方面展開：第一層面探討自然光影藝術在建筑表皮設計中的作用；第二個層面探討自然光影藝術在建筑表皮設計中的表達形式；第三個層面是用歸納和總結的方法，分析建筑表皮的構成要素對光線捕捉的影響；第四個層面是研究自然光影藝術在建筑表皮設計中的情感表達與氛圍營造。文章通過對現有建筑的總結，分析出建筑外表皮與自然光影的內在關聯，提煉出有效價值，來推斷或預測未來建筑表皮的發展方向，對進一步探討建筑表皮如何有效運用自然光影有著重要作用。

自然光影藝術在建筑表皮設計中的作用

1.豐富空間環境

自然光影穿過建筑表皮進入建筑的空間，能夠在空間中產生明暗對比、色彩變化和光影的多樣圖案來豐富空間。產生的這些變化都是空間中的造型元素，他們創造出來的多樣形式豐富了空間環境，使空間充滿了活力與生機。

2.營造空間序列

在建筑表皮的設計時，設計師往往會利用空間中的強度和色彩使空間存在差異，在相關流線組織的基礎上形成起、承、開、合的變化，形成相關的空間序列。空間序列的實質是在三維空間的基礎上引入時間的因素，即四維空間的創造，自然光制造空間序列主要是通過光線的亮度差異形成一系列明暗迥異、各具特征的光空間。

3.控制進光量，連接空間

通過建筑表皮的多樣形式與表皮材質使用上的不同，自然光線進入到建筑內部的光線量自然也不同。建筑表皮可以控制自然光線的進光量，從而使自然光線產生引導視覺的作用，利用這一特點，建筑師在進行創作時，可以通過獨特的建筑表皮設計，控制光線攝取量，利用自然光把不同的空間連接起來，從而形成空間上的相互滲透。

自然光影藝術在建筑表皮設計中的表達形式

1.以點、線、面處理上的表達

以點的方式表達。任何形體的表面都可以看成是由點、線、面等幾何元素組成，在點、線、面等幾何元素中，點又是組成空間形體最基本的幾何元素，因此，在實體界面上開的洞窗能夠產生點狀的光形，不規則的點狀光形的形象自由隨意，給人以靈動多變之感。

以線的方式表達。自然光影藝術在建筑表皮設計中的線性表達可分為五大類：水平線狀光形，垂直線狀光形，斜線光形，曲線光形和光縫。水平建筑表皮產生線狀光形，使空間變的有無限延伸的感覺。垂直帶形窗能在表皮產生垂直的線狀光形，垂直線引導視線上升，產生空曠的空間感受。斜線光型給人奮進和挑戰感受。曲線的流動性強于直線，其中的自由曲線又比幾何曲線更加靈活，穩定而又富有變化。光縫屬于建筑表皮中的線狀光形，窄縫的側壁對自然光線進行多次反射，產生衍射的效果。

以面的方式表達。當自然光線的入口面積足夠大，在建筑表皮界面中占有較大的比例時，光形不再起點綴的作用，而是成為界面的主體。現代建筑中，以落地窗引進自然光的形式也基本屬于自然光影藝術以面光的形式在建筑表皮設計中應用。

2.與人類互動關系的表達

作為建筑師，特殊的挑戰不是如何讓自然光線充滿整個空間的問題，而是在給定的環境和條件下，讓光線充滿室外空間的同時也充滿室內空間，作為一種關系或對話，讓自然光影、建筑與人類之間產生有趣的互動關系。建筑處理空間架構的關系，細致周到地創造有意義的空間，自然光線賦予空間情緒，通過光線在一天之內、一年四季不斷變化產生的細微差別來調節和表現空間，空間冷靜，然而充滿活力。

建筑表皮構成要素對光線捕捉的影響

1.承光部分的建筑界面

自然光線本身是無形的，它需要借助建筑表皮，即建筑界面，來實現其形態。

建筑界面是建筑表皮中的物質實體部分，強調其作為室內空間、室外空間的交接部分，強調自然光線從室外到室內的采集與轉換。建筑界面因為其組成的材料和構造不同，對光則有不同表達。不同質地、虛實、形狀、色彩的建筑界面，讓自然光有不同的表達，依據對光線的透過性不同，建筑界面可以分為不透光質地、透光質地和半透光質地，結合構造特征和建筑界面材料進行一下論述。

2.采光部分的洞口

建筑洞口的朝向、形態、位置及細部特征，會一起影響到進入建筑空間的自然光線。要形成依依不同的光空間，就需要尺度與形狀不同的洞口來組成多樣的采光體系。小尺度的洞口在界定室內外空間的同時，強調了建筑室內空間的私密性，洞口的尺度增大，建筑室內空間的形式上的對抗就會下降，兩者之間的界限減弱，能達到逐漸的融合。在不違背結構邏輯的前提下，即可在建筑界面上任意的開形狀、大小、位置各異的洞口，位置不同的洞口所形成的光影各不相同，洞口位置的安排可以影響到自然光線的分配，以及創造出不同情境的空間。

3.控光部分的遮陽裝置

建筑表皮的控光部分功能是指通過對自然光進行調節、過濾、引導、重塑和阻擋，來滿足人們的舒適性要求，提高空間中自然光線的質量。自然光的時間性、地域性決定了其是一種不易捕捉的自然力，需要對其進行控制才能營造適宜的室內光環境。建筑表皮就好比一個碩大的“光控裝置”，它通過對不捕捉到每一縷自然光線的精心雕琢，為營造富于變化的光空間做了充分的準備，并賦予了室內空間不同的個性。對自然光進行控制，主要體現為對光的數量、入射角度以及入射方式的控制，建筑可以利用其遮陽格柵、遮陽板實現這些效果。

自然光影藝術在建筑表皮中的情感表達與氛圍營造

建筑表皮的光環境，形成了建筑空間內部的明暗色彩變化，能夠對人的心理及生理帶來極大的影響，不同的光影營造出不同的氣氛，也表達出不同的感情色彩，自然光環境在建筑表皮上的運用成為目前建筑設計行業里的一個重點內容。建筑表皮是視覺的第一印象，自然光影藝術概念的引入，為建筑帶來了色彩和人情味，這一時代建筑藝術家們開始追求建筑給人們帶來的精神情感和文化內涵，這也使得建筑表皮的地位被提升到等同于建筑功能、建筑結構的相同地位，走上了一個前所未有的高度。

在情感的表達上，自然光影通過建筑表皮帶來冷暖變化、距離變化、面積變化以及動靜變化。在溫度上，濾過建筑表皮后的暖色系色彩讓人溫暖、有安全感，冷色系則表現出寒冷與孤寂；在距離感上，明度較低的色彩讓人感覺后退，反之則是讓人感覺親近、明度較高的暖色又被稱為前進色。在光影的面積感上，同等面積的光影色彩，色深低明度的光影有縮小的趨勢，反之則有放大感；在動靜變化上，冷色光顯得沉靜，暖色光讓人興奮。

結論

自然光影在建筑表皮設計中有其獨特的無可比擬的作用與效果，是重要的空間設計要素，通過對自然光影藝術在建筑表皮設計中的研究，總結出建筑外表皮與自然光影的內在關聯，提煉出了有效價值，推斷和預測了建筑表皮與光影的結合的未來發展方向，總結如下：

第一，在滿足基本使用要求的前提下，未來建筑將采用先進合理的技術措施，使用更多創新材料，更加智能、綠色、環保的利用到自然光影，追求藝術與技術相結合的創新理念。

第二，建筑表皮在利用自然光影時，將朝著印象化趨勢發展，更注重情感表達與氛圍營造，更多的滿足人們視覺、溫度以及健康的心理需要。

第三，建筑表皮將朝著多元化方向發展，不僅滿足基本使用要求，同時結合高科技材料，融合創新理念，增加建筑外部空間與自然的多重對話。

（作者單位：東華大學 服裝·藝術設計學院）