简述建筑设计中自然光设计手法的应用

简述建筑设计中自然光设计手法的应用

杨清

湖北省缘达化工工程有限公司湖北武汉430073

摘要：随着建筑业的迅速发展，近年来生态建设得到了社会的广泛关注，特别是当今技术日益成熟，如何利用先进技术开展生态建设项目已成为热门话题。本文阐述了自然光在建筑中的应用，并基于自然光设计原理，分析了自然光在建筑施工中的设计和使用方式和手段。

关键词：建筑；自然光；中庭

引言：生态建筑的目的就是要解决资源和能源问题，营造舒适健康的生活环境。自然光在生态建筑中的应用非常广泛。本文阐述了自然光在建筑设计中的应用价值和工作经验，笔者围绕自然光在现代建筑设计方法中的应用进行了讨论和研究，希望能够从理论层面对我国建筑设计领域的发展提供帮助。

1.自然光对人的意义

这个世界上的所有生物变化都是规则的，并最终与根据纬度的太阳辐射分布有关。可以说，阳光是万物成长的根源。它是一切事物的生存，发展和再生产的基础，也是人们认识世界，征服自然的重要前提。如果地球上没有阳光，地球上就没有生命。因此，地球上的所有人类和物体对阳光都有一定的依赖性。有关医务工作者的研究表明，人类对自然光具有心理依赖性和生理需求，自然光对人体有一定的潜在影响。

2.自然光在建筑中的作用

最舒适的光源是自然光，为了提高人类的生活舒适度，我们应该充分利用自然光。由于纬度不同，自然光的方向和强度也会有所不同，并且相同人对自然光的要求会因个体差异而异。由于当地的差异，世界各地的人都有不同的对待自然光线和态度的方式。因此，自然光和建筑有着千丝万缕的联系，自然光对建筑设计的许多方面都有很大的影响.

3.诱导式采光设计

诱导采光设计的最重要特征是可以最大限度地利用自然光照，并降低人造照明的能耗。因此，诱导照明设计系统的目的是让建筑物利用建筑物中的自然光照。其设计采用更广泛的方法来安装百叶窗，或在建筑物上配备遮阳设置，当然一些建筑物也使用光纤来进行日光照明。感应照明设计有很多优点，它可以为住宅建筑居民提供充足的自然光线，同时也节约了人造照明的能源消耗，为居民营造舒适的室内环境。

3.1透光屋顶

透明的屋顶设计通常适用于底层建筑，这是一种非常有效的自然采光方法。住宅建筑如果透光性强的屋顶设计，可以很好地改善房间的照明，并且可以让室内亮度均匀分布，而不是在某个区域过于突出，因此它不仅可以提供合适的照明角度。特别是对于大房子，我国城镇房屋深度一般在五米以内，如果超过极限，则会严重影响住宅通风和自然采光，因此对于低层建筑太深，透光的屋顶设计可以用于增加住宅的自然采光。在家庭中使用透明屋面效果非常显着，在相同面积的情况下，透明屋顶照明与普通垂直窗户相比，照度约为垂直窗户的三倍，因此许多住宅居民会选择透明屋顶增加房子的自然光照。除了能够增加采光和人工照明的消耗，节省采光透光的屋顶与其他设计相比之外，它也有一个优势，就是它的艺术往往具有一定的效果，能够满足审美需求人。由于其透光屋面由于其具有艺术美感，因此经常在城市中使用一些生态建筑，生态建筑师在建筑施工过程中频繁使用透明屋顶等，不仅增加了自然采光，而且使建筑物更多有独特的美感，赢得人们的认可和喜爱。

3.2设置中庭

建筑中的中庭也可以增加房屋内的自然光线。进深过大的低层建筑自然采光能力差，对于进深过大的多层建筑而言，在自然采光利用上使用尤其困难。因此，针对这种情况，建筑设计人员可以通过使用照明中庭来解决这个问题。在建筑照明中庭上设置自然采光将被引入，其原理是利用建筑物窗户一侧的自然光线，并在建筑物的中心设置一个采光中庭，可以将中庭照明与一侧相结合窗户照明，自然采光将被输入房间。值得注意的是，当中庭位于建筑物的中心时，其大小并不固定，而是随着建筑物楼层的增加而变化。由于设置中庭针对的是大型深层多层建筑，因此建筑师应该根据建筑物的层数增加中庭，目的是让中庭底部能够接受到充足的自然光线。

3.3太阳光收集器

太阳光收集器也属于感应照明设计之一，它是利用光的折射和反射原理，在自然光照充足的建筑住宅区缺乏自然光，是一种增加自然光照的技术措施。

4.诱导式中庭气候交换系统

诱导型中庭气候交换系统目前广泛应用于生态建筑的建设，对于建筑照明和通风尤其是深层大型建筑物具有重要意义，可大幅度增加自然采光建设，提高通风效果。感应型心房气候系统是诱导通气和诱导采光的组合。它具有双重作用，对改善生态环境起着重要作用。

在生态建筑中，设置透光性中庭以降低建筑能耗，增加室内自然采光，因此具有一定的生态效益，同时营造舒适，明亮的室内环境。在光传输中庭的应用过程中，自然光热效应实际上是用来节省人工能耗的。例如，在冬季，温室效应原理可以用来增加建筑物的温度，从而达到保温的效果。在夏季，中庭采用热烟囱效应改善建筑物的通风条件，并增加自然通风以降低建筑物温度。另外，在生态建筑采用透光照明的中庭人造通风能耗可以降低，并且建筑可以排除热能的循环利用，从而解决能源建设问题。如果我们需要改善中庭的环境并改善空气质量，我们可以引进更多的绿色植物。

5.自然光和现代建筑设计

5.1自然光和建筑内空间的关系

在建筑环境设计中，自然光是建筑环境设计的重要组成部分。自然光通过采光入口进入建筑空间，不仅能够满足人们工作生活的需要和光的视觉强度，而且还能创造出良好的空间效果。这里的空间效应主要涵盖了立体效果，方向效应，开放空间效应等几种，实际上，光在建筑室内环境中的方向占据着非常重要的位置。在照明空间会产生新的视觉效果，它必须结合光线的强度，距离和方向采取相应的措施，如：调整光影比例；提升内部空间的知名度；调整室内物体的立体感等。另外，在建筑物室内光线环境中，光线方向和光线方向对于光线方向有着非常重要的作用，这种方向性的作用将是建立室内界面，人的心理反应，建筑功能和影响的主角。依靠饰面材料的质感、光学特性、色彩以及采光口对于光线的控制，可将室内空间的色彩、装饰效果、表面以及造型充分展现出来。然而在挑选室内表面的透光、反光、扩散特性材料的时候，应当考虑到整体环境氛围是否和其风格是一致的这个因素。在布置或者设计家具抑或是其他陈列物时，应充分考虑到室内表面材料的质感与外形大小等因素。此外，窗的布置也会直接影响到自然光的环境。

5.2外围护结构的材料与自然光的运用.

在大自然中，每一件出现在自然光线中的东西都呈现出自己的美感，而且它也很容易被我们的视觉神经所感知和接受。光的反射度非常高，因此在选择材料时，必须考虑与自然光的组合才能产生效果。在我们的生活中，物质是一种相对容易的选择性，也可以给建筑本身带来美感，因此，建筑师在建筑设计中，根据材料的性能和特点，合理使用自然光和材料的结合。

总结：

总之，在建筑设计中充分有效地利用自然光是非常重要的。自然光充分应用于建筑物，可以增强建筑本身的魅力和美感，给人一种舒适的感觉。同时也能够满足现代建筑节能的发展趋势，并在一定程度上降低能耗。作为建筑师，有必要从国外着名设计师的优秀作品中学习建筑设计，并充分考虑自然光在建筑设计中的应用。

参考文献

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[2]王蕾，张亮；浅谈建筑采光方式与室内空间效果分析[J].山西建筑，2017（2）

[3]龙广，胡望社，刘力.自然元素在建筑设计中的创意运用——光[J].后勤工程学院学报，2008（3）