建筑設計中自然光設計手法的應用途徑

【摘要】建筑設計中合理應用自然光設計手法能夠使建筑整體設計質量得到進一步提高，提高建筑工程設計方案的合理性和科學性，進而提高建筑的工程質量，滿足應用需求，可見，將自然光設計中應用到建筑工程設計中是必要的。

【關鍵詞】建筑設計;自然設計;工程質量;屋頂設計

經濟的飛速發展使社會上許多行業都呈現出了繁榮狀態，而且也為社會發展注入了活力。做好建設設計能夠為人們建設出一個功能完善、美好外觀的建筑工程。可見，要做好建筑設計，在具體設計期間要合理采用自然光設計手法，提高建筑工程質量，為人們提供一個舒適生活環境。

1、自然光的特點

自然光在變化過程中會呈現出一定變化規律，自然光會隨著時間的改變而發生變化，這也會使自然光效果發生一定程度變化。隨著時間變化，自然光照射角度會發生變化，而且，自然光線也會到天氣影響[1]。從物理角度對自然光進行分析，溫度變化會對自然光造成一定影響，自然光色彩包括光譜和色彩成分，自然光內部光譜成分存在一定差異，當不同類型自然光照射在人身上時，會給人們帶來不同感受，因此，在建筑設計中合理應用自然光意義重大。

2、自然光在建筑設計中應用的意義

2.1 調節室內明暗程度

光線充足明亮建筑室內空間能夠在生活中給人們帶來視覺上和精神上的雙重感受，使人們能保持放松狀態，為人們提供舒適的居住環境。設計人員在建筑設計中對自然光進行應用，能夠實現對建筑室內空間自然光明暗程度的合理調節，從而改變建筑內部環境[2]。在部分冬日光照充足區域，要具有足夠時長實現對室內溫度進行調整，通過光照，提高室內溫度，進而減少能耗，達到節能環保目的。除此之外，將自然光應用到建筑設計中，可以有效降低的居住者在白天對燈具照明的應用率，減少非必要的電能損耗。

2.2 調節視覺效果

建筑設計中合理應用自然光能夠實現對自然視覺效果的調節，需要注意的是，這種調節效果主要適合應用在外觀結構構造中，利用明暗度不同光線，提高建筑外觀整體設計的立體感[3]。設計人員進行設計建筑外形時，依據建筑外觀構造實際需求，科學控制建筑空間，以及物體具體光照情況，改變光照的角度、位置、強度、形式等各項內容，從而使建筑物能夠呈現出不同視覺效果，通過這種設計方式，能夠使建筑物在不同時刻呈現出特定的數據效果，進而提高建筑工程整體性能，使建筑物知名度程度得到進一步提高，甚至能夠成為當地的標志性建筑。

2.3 確保能源持續發展

科技的飛速發展現代建筑節能設計使原建筑能耗情況得到明顯改變，而將自然光應用到建筑設計中則是一項錦上添花的行為。將自然光引入到建筑工程設計中，可以對室內明暗程度情況進行調節，在晴朗白天，不需要采用照明設備對室內光亮程度進行調整，這樣就能夠減少電能消耗量。此外，自然光作為一種太陽能源，充足光照可以使室內獲取到大量熱度，進而提室內溫度，在溫度較低的區域和季節，適當延長光照時長，能夠減少在取暖上的能耗，貫徹低碳理念，從而促進我國建筑行業的持續發展。

3、建筑設計中對自然光設計手法的具體應用

3.1 透光屋頂設計

（1）透光屋頂設計主要適合應用在一些層數較低的建筑中，自然采光中能夠大幅度提升設計采光效果，如果在建筑工程中采用透光屋頂（如圖1所示），則可以提高建筑工程中應用期間在傍晚和早晨采光效果，進而使室內整體明亮程度能夠平均分布。透光屋頂設計與傳統側面采光的特點如表1所示。

（2）低層設計中提高自然采光率能夠提高整個建筑透明程度。通過優化設計后，采取透光層屋頂設計，能夠提升建筑整體采光率[4]。針對小型住戶來說，利用透光玻璃與垂直窗戶相比，溫度能夠提升10%-25%之間，這一方面能夠提高采光率，另一方面也可以減少因為照明而發生的能耗，而且能夠使藝術效果得到進一步提高，滿足人們對于建筑工程性能的需求。

3.2 中庭設計方案

建筑設計中應用中庭設計方法能夠提高自然采光，有效避免由于建筑工程中的低層采光能力差，而導致室內光照不足問題，特別是真的大深建筑來說，采用中庭設計，能夠提高空間利用率，某建筑采用中庭設計如圖2所示。

（1）將采光中庭應用到建筑設計中，能夠導入自然光，特別是對中午直射光進行應用，利用側面窗戶完成對自然光的采集，適當進行中庭設置，合理融合中庭和垂直窗戶，將自然光都導入到室內[5]。

（2）設計中庭期間，要全面考慮建筑工程中每一項細節，隨著建筑樓層增要適當進行調整，針對過深建筑，要適當擴大建筑中的中庭，進而使中庭底部能夠接受到充足自然光照。

（3）收集太陽光也是中庭誘導式設計的一種形式，利用折射和反射方式提高自然光透射率他，通過對這種采光方式的應用，能夠使這些部位得到充足自然光照。需要注意的是，太陽光收集器成本高，因此，對其進行應用，會提高建筑工程的整體成本。具體應用時，要全面結合具體情況，進行綜合分析，考慮生態效應和經濟性，確定應用的合理性。

3.3 建筑工程內部設計

建筑工程內部設計時要全面自然光規律和特點，讓其能夠合理融入到建筑內部結構。例如，進行建筑窗戶設計時，要在建筑內部采光充足基礎上，對自然界采光情況進行分析，確定建筑物內能夠得到自然光，對設計窗戶進行適當優化。現階段建筑設計最廣泛的方案就是加裝遮陽和百葉窗。陽光直射時，對百葉窗方向進行調整，進而獲取到更多自然采光，而在外界自然光較為柔和時，全部打開窗簾，也可以調整百葉窗，使其處于全部開放狀態，使自然光照通透率能夠得到進一步提高。

3.4 氣候交換系統設計

（1）采用自然光時要做好氣化變換系統設計，在生態建筑發展期間，要對優秀采光進行合理應用，進而使建筑工程的采光，通風等級都得到進一步提高。特別是針對一些進深大的建筑工程來說，在實際設計期間，合理采用自然光設計，可以大幅度減低室內出現的悶熱感，進而為人們營造一個舒適的生活環境。

（2）采取誘導式中庭通風系統，能夠實現對自然光和自然風的采集，使室內居住生態環境得到改善。在冬季利用光照，使建筑物內能溫度快速升高，快速達到預設溫度，而夏季應用煙囪效應，使建筑內空氣實現循環，利用自然風，降低建筑室內溫度。

（3）采取內外循環方式，一方面可以改善室內空氣質量，另一方面也可以減少建筑能耗。

結語：

總而言之，將自然光設計應用到建筑設計中，可以使建筑物外部視覺效果得到進一步提高，調節室內溫度、光亮程度，減少了采暖和照明設備在應用時的非必要能耗，在提高人們居住舒適度的同時，達到節能減耗目的。

參考文獻：

[1]朱云麗.綠色建筑設計在建筑工程中的應用研究[J].工程建設與設計，2020（16）：39-40.

[2]何偉銘.現階段建筑設計中綠色建筑設計理念的運用探析[J].居舍，2019（25）：77.

[3]付亞東.基于節能的高層辦公建筑自然采光設計策略研究[J].工程建設與設計，2019（15）：21-23.

[4]劉洋，劉濤.淺論建筑照明的類型以及自然光在建筑照明中的應用[J].四川水泥，2019（05）：155.

[5]孫小建.自然光在養老建筑設計中的應用及采光效果探析[J].住宅與房地產，2019（06）：70.

作者簡介：

丁俊（1988.03-），女，漢，本科，工程師，湖南冷水江，主要從事建筑設計及相關工作。