自然光在建筑设计中的应用探讨

自然光在建筑设计中的应用探讨

发表时间：2018-08-15T13:20:33.860Z 来源：《建筑细部》2018年1月下作者：雷正宏

[导读] 本文主要对自然光在建筑设计中的应用进行探索，以期提高建筑设计水平。

北方－汉沙杨建筑工程设计有限公司广东分公司

摘要：自然光线是当今时代的新型能源，在建筑设计过程中，自然光的科学合理应用，可以起到良好的环境效果。光作为随季节和时间的变化而变化的物质，在变化中建筑外观也会随之不断变化，由此可见，在设计过程中自然光是不可忽视的物质因素。本文主要对自然光在建筑设计中的应用进行探索，以期提高建筑设计水平。

关键词：建筑设计；自然光；应用

引言

随着能源危机的不断加剧，人们逐步认识自然光的重要性，自然光作为当期新能源的一种，在建筑设计过程中逐步的被利用。建筑设计中的光线设计就是截取无所不在的光，使得光在一定的场所，一定的条件之下能够形成完美的视觉效果，实现建筑与光的完美融合。在人类生活和生产的过程中都离不开光，光是天天与人类生活相伴的过程，是城市建筑和人类文明发展的前提基础。光显示出的巨大艺术感染力，是激发建筑在设计过程中以及城市规划的前提和手段，是各个建筑设计和规划的主要因素。光是人居环境的要素，为人类居住的建筑和城市创造光明、舒适、绚丽，是创造当前美好社会的前提基础，是创造出美学和各种学科的必然因素。创造优美的光环境是建筑师、设计师义不容辞的责任。

一、自然光线的作用

自然光线在建筑中的作用主要体现在以下几个方面：第一，塑造形象。建筑物只有通过自然光线才可以被视觉所感知，只有科学合理的对自然光线加以应用，才能够使建筑物呈现立体感，从而达到预设的艺术效果。第二，构造空间。自然光线会使建筑产生明暗对比，从而形成建筑形成一定的空间层次感。第三，渲染气氛。自然光线的强弱会对人们的心情产生一定的影响，在自然光线渲染下的气氛对人们的心理以及建筑的艺术感有着直接的决定性作用。第四，突出重点。通过对光线明暗对比的强化能够把需要强调的重要部位或者是细节展示出来，从而形成视觉中心，使人们能够一眼就可以看到，自然光线明暗的极致对比在一定程度上还可以出现戏剧性的艺术效果。第五，演现色彩。显色性比较好的人工光源能够像自然光源一样演现出较为真实的自然环境，而显色性比较差的灯光就会使眼色产生变化，自然也就影响到环境色彩，而彩色灯光尽管能够让一些色彩变得比较鲜亮，但同时会使一些色彩发生扭曲。第六，装饰环境。自然光线并不是静止不动的，所以，在建筑中可以通过利用光洁材料来进行反射光以及折射光的运用，使光线附有动态性。

二、建筑中自然光线的采光设计

在对建筑中自然光线采光进行设计的过程中，必须要先对窗户的面积以及方位进行全面的考量，并且采用反射阳光板，建筑内部的装饰可以选取颜色较为浅的色调，以此来实现二次反射光线的目的，使室内具备充足的光线，这种环境下的光线均匀度是比较好的，所以，在一定程度上能够缩减白天开灯的次数，具有节约能耗的作用。采光窗的设计是建筑中比较重要的一个元素，从艺术角度来说的话必须要与建筑的风格相互统一，从而保证视觉的舒适感，但是需要注意的一点就是在功能上一定要充分的考虑光线、热以及隔声等问题，设计师可以结合建筑的需求来对采光窗进行设计。当前在建筑中最常见到的是侧窗与天窗，随着时代的不断变化，采光窗也呈现多样化趋势，比如，天穹式采光窗、阳光凹井采光窗等也相继被使用。

三、自然光线对建筑材料的影响

材料作为建筑中的重要组成部分，对于增添建筑的艺术气息也发挥着关键性的作用。在现实生活中我们除了可以感受到直射光之外，还可以通过不同建筑材料的折射以及反射等来感知光线。建筑材料的不同所反射出来的光感也是具有一定差异的，玻璃倘若不借助自然光线的话，自然也就展现不出其独特的性质，此外，玻璃通过自然光线的照射可以反射出清晰的影像，所以建筑设计师要充分的利用这一点来创造出多维建筑，不仅如此，通过对玻璃幕墙的运用还可以把周边的建筑进行反射，从而实现与环境的相互协调，使建筑的外表变化也会变得更加丰富。玻璃具有一定的透光性，对透光玻璃的使用可以让室内以及室外的沟通更加便捷，并且处于多层空间中的时候还可以呈现出清晰的结构。建筑中的很多材料都可以在自然光线的作用下呈现出各自的特性，也会为建筑添加不同的魅力，所以，设计师一定要对这些材料加以利用，使它们能够在自然光线的照射下变得更加灵性。

四、建筑中自然光线的应用分析

（一）光热的收集与储存

蓄热墙的方式为在墙的外表涂抹色彩较深的颜色，从而达到吸收阳光的目的，之后利用南面垂直的集热蓄热墙来吸收穿过玻璃采光面的阳光，并通过传导、辐射以及对流的方式来把热量传送到室内，集热蓄热墙的种类主要分为实体式集热蓄热墙、快速集热墙以及花格式集热蓄热墙等。伴随科技的不断发展，有些发达国家出现了零能建筑，通过对自然光转换装置的全面运用来为建筑提供所有的能源消耗，建立了没有污染，零排放的建筑体系，这在一定程度上也为今后的建筑提供了发展的方向，也是建设生态建筑的良好开端。

（二）热能传递

热能传递中经常用到的一种方式为对流传热，主要就是通过热能在液体中或者是气体中从这一处传送到另一处的一个过程，热能传递是由于质点位置产生变化所导致的温度趋于均匀状态下产生的热能传递，但是在这一过程中也会带有热传导。从产生原因不同方面来说的话，对流传热分为自然对流与强制对流，从流动状态来划分的话，又分为层流传热与湍流传热这两种。通过对热体或气体对流传热功能的运用，当处于冬季的时候可以把放置在屋顶的太阳能集热器中汇集的热空气输送到室内的地板位置，然后利用地板上的气孔使热空气进入到室内，之后再利用热原理来使热空气在室内进行循环流动。

（三）导光管法

通过利用导光管法来把太阳激光器采集到的自然光线传输到建筑中需要采光的位置，这样就可以实现在室内的阳光下就餐、看书以及办公等活动。比如，对于无窗厂房以及地下建筑都是通过这种方法来实现自然光线的收集。除此之外，导光管可以安装在任何可以采集到自然光线的位置，例如，屋顶、侧墙等。导光管上部的采光器能够把自然光线中带有的紫外线以及红外线等有害成分过滤掉，并且对于光