室內(nèi)空間中的自然光環(huán)境探析

陳巖，晏偉，岳美含，胡沈健

（大連理工大學 建筑與藝術(shù)學院，遼寧 大連 116024）

一、感知空間中的自然光

近年來，室內(nèi)空間設(shè)計的關(guān)注點一直在不斷變化，逐漸從“獨立”創(chuàng)造轉(zhuǎn)向了“聯(lián)系”共生。相對封閉的空間已經(jīng)無法滿足當代人對室內(nèi)環(huán)境的要求，為了賦予室內(nèi)空間新的內(nèi)涵，引入自然光成為設(shè)計師的常用解決手段。

陽光作為連通室內(nèi)外空間的絕佳媒介，是重要的自然設(shè)計要素之一。它自身的陰晴變化，會使人感知時間與季節(jié)的不同。相對于室內(nèi)空間中的人造光源，自然光本身就是一種極具創(chuàng)造力的設(shè)計元素。勒·柯布西耶曾說：“建筑是各種體量在光線中熟練的、正確的、華麗的組合。”對于室內(nèi)空間而言，這句話同樣適用。光影是表達體積的必要條件，與人造光源不同，自然光線更容易表現(xiàn)出空間的力量感，這也是它自身的價值所在。

從歷史上具有代表性的教堂及紀念性建筑可知，國外的建筑師很早便開始探討自然光的運用，同時還巧妙地利用光線賦予了空間救贖、重生等意味（圖1）。而國內(nèi)對于自然光環(huán)境的思考，則主要集中在近幾年。由于起步較晚，研究尚不夠成熟，設(shè)計師對于自然光環(huán)境的思考更多地集中在照明方面，往往忽視了自然光對空間內(nèi)涵的營造。因此，通過改變自然光的運用途徑，增強光與人的互動關(guān)系，在有限的空間中完成更多的光線感知體驗，便成為了自然光環(huán)境的設(shè)計重點。

二、探究室內(nèi)空間中自然光的價值

（一）實用價值

自然光在室內(nèi)空間中的實用價值，首先表現(xiàn)在信息傳達上。有了光，才有了陰影，而光與影的共存，又在保證能見度的同時，明確了萬物的形體邊界，塑造出空間的體量與形象（圖2）。由于空間中光照射入量的不同，光線對于物體的刻畫也有著不同的表現(xiàn)。局部強光對于細節(jié)的描述更為清晰，并在空間中起著導(dǎo)向作用；而弱光則更適合打造寧靜專注的氛圍；均勻的強光可能給人眼帶來負擔，但同時也讓人清醒；均勻的弱光則使得空間更加柔和。所以自然光所傳遞的不僅僅是光明，它還具備著劃分區(qū)域、支配情感、引導(dǎo)路線的作用。

自然光的另一個實用價值則體現(xiàn)在健康與可持續(xù)發(fā)展方面。自然光無色無味，不消耗能源，對于它的合理設(shè)計，無疑也是對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極響應(yīng)。在健康層面，自然光對熱量的發(fā)散及防潮殺菌方面具有優(yōu)勢，并且更為綠色環(huán)保。同時，自然光的攝取能夠平衡人體內(nèi)分泌，補充人體所需的維生素D，強健骨骼、調(diào)節(jié)生命節(jié)律，防止疾病及抑郁的產(chǎn)生。這對于如今長期處于室內(nèi)環(huán)境的人來說十分必要。因此無論是功能相對單一的住宅、學習和辦公空間，還是復(fù)合型的公共空間都應(yīng)盡量引入自然光，優(yōu)化光環(huán)境。

> 圖1 羅馬萬神廟

> 圖2 光之教堂

> 圖3 小筱住宅

> 圖4 安東尼奧·格雷夫茲住宅

（二）審美價值

自然光包含光與影兩個構(gòu)成要素，二者共同塑造出空間中的自然美感。安藤忠雄的小筱住宅便是通過三種塑造手法，體現(xiàn)出光線的不同旋律：工作室及一層客廳采用大面積落地窗，將大片陽光進引入室內(nèi)，展現(xiàn)明亮而又清透的美；走廊運用條形窗，不僅保證了采光，而且在建筑表皮上，映射出不同時節(jié)的光影，是變幻有趣的美；工作室、客廳及走廊位置的頂部運用天窗采光，光線從縫隙、豁口中鉆入，是生動而又難以琢磨的美。混凝土的建筑墻面因為有了光的介入，不再那么冰冷；摒棄了裝飾的空間也因為有了光影的介入，變得豐富而靈動。（圖3）

相較于安藤忠雄對自然光的直白表述，伊東豐雄則選用微妙含蓄的手法。他所設(shè)計的T住宅大面積使用多層半透光材料，通過對光的選擇與控制，營造出一種安全的曼妙空間。此時，戴著面紗的自然光又表現(xiàn)出另一種朦朧的美感。自然光環(huán)境的審美價值來自于光影的層次和節(jié)奏。它既可以被控制，又豐富多彩，它不僅僅是光線的載體，還像墻體、家具等實物一樣，起著裝飾空間的作用。

（三）情感價值

人的情感會隨著時間和空間的變化表達出不同的情緒。場景中情感塑造的過程，也是各要素共同作用的過程，自然光在這一歷程中發(fā)揮著重要的作用。舒適的感受，緊張的情緒，靜謐的氛圍，都是人從光的大小、遠近、強弱、冷暖變化中得到的心理反饋。早期人們用火把照明、取暖；隨后衍生出篝火，裝點節(jié)日的喜慶；再發(fā)展至將火光搬至室內(nèi)空間，大到使用壁爐取暖及渲染氣氛，小到用餐桌上的蠟燭營造溫馨氛圍，都離不開光。光的設(shè)計更像是一場不斷變化的體驗，體驗值的高低，在于設(shè)計者能否使人在光環(huán)境下有所聯(lián)想，能否妥帖地照顧到人心所需的邊角。自然光的設(shè)計給每個場景賦予了不同的表情，正是因為這些情緒，空間才在光與人的互動中顯現(xiàn)出意義。

三、理性優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境中的自然光

（一）引光入室

室內(nèi)自然光線的來源有兩種：一是天空直射光，二是漫反射光，而漫反射光中又包含外部反射光與內(nèi)部反射光。光線的強弱會受到眾多因素的影響，外部的影響因素包括空間所處的緯度、太陽的移動方位、建筑周邊的自然及人工環(huán)境、建筑本體的體量等。而內(nèi)部的影響因素則包括空間的高度、進深、窗洞的大小、位置等因素，同時也受到各元素的促光及抑光作用的限制。因此引入自然光，創(chuàng)造宜于光線發(fā)散的環(huán)境，就成為改善室內(nèi)空間光照條件的必要手段。

在住宅空間的設(shè)計中，材質(zhì)的選取對于光線的作用十分明顯：鏡面、玻璃、水體等各種透光與反光材質(zhì)，對于光線的投射和反射都有促進作用。在建筑大師路易斯·巴拉干主持設(shè)計的安東尼奧·格雷夫茲住宅中，可以清晰地看到他對于大面積玻璃及水體的利用，以此豐富空間的光源層次（圖4）。在色彩的選用上，占室內(nèi)空間面積較大的頂棚、墻面、地面與家具，一般不宜使用深色，因為這類吸光的色彩會影響到室內(nèi)環(huán)境的整體明暗。房屋構(gòu)造同樣可以影響到室內(nèi)的采光，阿爾瓦·阿爾托在帕米歐療養(yǎng)院的設(shè)計中曾做過此類嘗試。他在復(fù)式公寓中把梁做成斜角，用上返梁代替下返梁增加局部頂棚高度，將更多的陽光引入室內(nèi)，取得了明顯的成效。（圖5、圖6）

（二）優(yōu)化光線

室內(nèi)自然光環(huán)境的設(shè)計不應(yīng)僅局限于單純的捕捉光源，而是要對它進行有效的組織與引導(dǎo)，同時為了保護用戶的視力健康，應(yīng)著重注意光源與室內(nèi)物體之間的關(guān)系，避免眩光的產(chǎn)生。室內(nèi)空間的平面布局是設(shè)計光環(huán)境的基礎(chǔ)。每個房間的朝向、大小及進深，都對光照射入量有著巨大的影響。在室內(nèi)設(shè)計過程中，應(yīng)把控每個房間的功能及情感屬性，設(shè)置符合空間特性的光照。

在室內(nèi)設(shè)計過程中還要盡量考慮材料的光學特性，通過改變透光材料的形與色，創(chuàng)造新的光照表達形式與內(nèi)容。如在窗戶的設(shè)置上，應(yīng)利用窗戶的朝向、形式、材料等特征，通過角窗、天窗、條形窗、全景窗等不同的窗式組合調(diào)節(jié)光線。其次，運用半透明材料及織物、百葉等增加室內(nèi)空間的漫反射，柔和光線，避免眩光（圖7）。在光線過于強烈的時候，適當使用遮陽設(shè)備。同時注意墻與窗的關(guān)系，在面積的分配上，協(xié)調(diào)象征私密性的墻面與象征開放性的窗洞之間的比例，避免一味追求采光而忽視了對使用者的隱私保護。

四、營造空間中的自然光——以地鐵站室內(nèi)環(huán)境為例

隨著城市化進程的不斷加快，環(huán)境設(shè)計的空間對象也同樣在拓展，地鐵站便是其一。地鐵以其快速、高效、準時、節(jié)約土地的運輸模式，極大地緩解了地面交通堵塞的狀況，是城市中極為重要的交通工具。同時，地鐵站作為公共交通空間，長時間集聚大量的人流，其室內(nèi)空間設(shè)計必然要遵循人性化、生態(tài)化的原則。地鐵站引入自然光，不僅能夠在滿足照度、節(jié)約能耗上體現(xiàn)優(yōu)勢，同時對行人方向感的確定，視覺及心理感受的滿足等方面也發(fā)揮著重要作用。

> 圖5 帕米歐療養(yǎng)院剖面圖

> 圖6 帕米歐療養(yǎng)院

> 圖7 室內(nèi)空間中百葉窗的運用

> 圖8 西班牙Bilbao地鐵站出入口

> 圖9 紐約富爾頓換乘中心

在地鐵站的室內(nèi)設(shè)計中，自然光的引入手段主要是通過出入口及透光中庭等建筑開口來實現(xiàn)的。通過合理選擇建筑形式及材料，控制自然光的投射量，是地鐵站創(chuàng)造宜光環(huán)境的基本手段。莫斯科Slavyansky Bulvar地鐵站與西班牙Bilbao地鐵站的出入口（圖8）都是利用曲面鋼架和玻璃，最大限度引入自然光的優(yōu)秀案例。而位于布達佩斯多瑙河兩側(cè)的地鐵站則通過將入口段地面全部打開的方式，讓天光直接從復(fù)雜的混凝土支撐梁中析出，別有一番神秘之感。紐約富爾頓換乘中心設(shè)置了直徑達16米的穹頂天幕，把自然光引入到地鐵內(nèi)部，同時搭配使用反光材料將車站大廳打造得富麗堂皇（圖9）。位于北京地鐵14號線的張郭莊站，更是在設(shè)置太陽能電池板的前提下，讓地鐵站屋頂采光率達到50%，對于地鐵站內(nèi)部空間節(jié)的能減排具有示范意義。

在無法直接利用建筑開口引入自然光的地鐵站空間，主動式技術(shù)可以為自然采光利用提供更多的可能。根據(jù)季節(jié)與太陽位置的不同，收集和輸送陽光可以采用許多種高效的技術(shù)工具，如鏡面反射法、導(dǎo)光管導(dǎo)光法、光纖導(dǎo)光法、棱鏡傳光法、光伏效應(yīng)間接采光法等等。雖然這些相關(guān)技術(shù)在與土建結(jié)合方式以及施工工藝上還有待完善，但它們?nèi)允菢O具發(fā)展?jié)撃艿牟晒夤ぞ摺?/p>

主被動相結(jié)合的采光模式，也是營造地鐵站內(nèi)自然光環(huán)境的有效手段。在此種模式下，豐富多元的自然光經(jīng)過合理的規(guī)劃與布置，對增強地面上下的聯(lián)系、強化乘客對空間的認知、塑造綠色生態(tài)的地鐵站內(nèi)環(huán)境都大有裨益。

五、結(jié)語

在當代的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計中，自然光不論在空間功能層面還是在氛圍營造層面，都扮演著極為關(guān)鍵的角色。科技的進步使當今的自然光環(huán)境設(shè)計有了更大的發(fā)展空間。設(shè)計師可以充分發(fā)掘自然光的潛力，利用散射、反射、著色、擴散等方式豐富室內(nèi)空間的內(nèi)涵，刻畫其肌理，塑造其質(zhì)感。誠然，自然光并不一定能夠滿足所有的室內(nèi)光照需求，人造光源在照明及氛圍營造方面同樣起著至關(guān)重要的作用；但是，未來光環(huán)境發(fā)展的趨勢必然是自然光源及人造光源聯(lián)姻下的更為優(yōu)質(zhì)的光照服務(wù)。而我們設(shè)計師對于自然光環(huán)境的立場，也應(yīng)由從前的不夠重視盡快改變?yōu)楣膭詈唾濏灐Ｎㄓ腥绱耍匀还獠艜愿佑行А⒈憬莸姆绞剑谑覂?nèi)環(huán)境設(shè)計中釋放出更大的能量。■