建筑設計中自然光設計手法的應用

何心儀 鄭爽

摘要：在現代建筑設計中，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，與人類的任何生產活動都有著非常重要的關系。它也是建筑環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，還可以創造豐富多彩的空間效果，同時降低電能的消耗，達到節能減排的目的。

2自然光的特征

自然界中非人類因素產生的光稱為自然光。自然光隨地球的運動而變化。因為地球的運動有一定的規律性，所以隨地球運動而變化的自然光也有一定的規律性。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境的內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、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，但對室內空間的光環境也同樣適用。

根據光線照射方向的不同，室內空間會營造全然不同的環境氛圍，產生不同的陰影效果。自然光通過窗戶或天窗照射進入室內空間，灑落在室內，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境截然不同。樓梯左側則是以紅色為色彩基調的水御堂正廳，每當黃昏時分，夕陽余暉從大廳西側的御堂映入室內，室內空間中的列柱、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境和區域規劃，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°范圍內自然采光效果較好，西落太陽過程中室內溫度也會升高。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，而長邊占據了主導地位。在設計中，照明帶應與建筑物內的流向一致，并充分發揮其導向作用。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。

側窗照明是現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。側窗按其位置可分為低側窗、中側窗和高側窗。低側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環境。中側窗主要位于景觀環境好、通風采光效果好的位置。高側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。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。天空的垂直角比數學意義上的垂直角大，這使得它在室內吸收更多的光。

4.3 加強建筑物孔隙設計

在現代建筑設計過程中，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部。一方面，這種照明方式可以改善建筑物內部的照明效果，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，實現建筑側窗高度的統一與組合。

5結束語

綜上所述，在現代建筑設計中，合理運用自然光設計，可以增強建筑設計的科學性和美感，有助于創造高品質的建筑，降低施工過程和投入使用后的能耗，實現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建筑的獨特美。

參考文獻：

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（作者單位：湖北省交通規劃設計院股份有限公司）