建筑設(shè)計中自然光的應(yīng)用解析

楊明熹 王晶

摘 要：我國的經(jīng)濟與科學(xué)是處于不斷發(fā)展階段的，這也就加大了人們對電力資源的使用率，尤其是在光纖設(shè)計中，更是以電力光源為主要設(shè)計因素，而在以往的建筑設(shè)計中也不斷的增加了對電力資源設(shè)計的運用，但是，當(dāng)前我國的能源問題日益加劇，這也使越來越多的人開始意識到自然光線的重要性。自然光線是當(dāng)今時代的新型能源，在建筑中也得到了較為廣泛的應(yīng)用，在對建筑進行設(shè)計的過程中可以逐漸的對自然光線加以利用，使其能夠與建筑相互結(jié)合，從而形成完美的視覺效果，真正的達到光與建筑的完美融合。本文筆者根據(jù)工作實踐經(jīng)驗對建筑設(shè)計中自然光的應(yīng)用進行了分析探討。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；自然光；應(yīng)用

1 自然光線的作用

自然光線在建筑中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，塑造形象。建筑物只有通過自然光線才可以被視覺所感知，只有科學(xué)合理的對自然光線加以應(yīng)用，才能夠使建筑物呈現(xiàn)立體感，從而達到預(yù)設(shè)的藝術(shù)效果。第二，構(gòu)造空間。自然光線會使建筑產(chǎn)生明暗對比，從而形成建筑形成一定的空間層次感。第三，渲染氣氛。自然光線的強弱會對人們的心情產(chǎn)生一定的影響，在自然光線渲染下的氣氛對人們的心理以及建筑的藝術(shù)感有著直接的決定性作用。第四，突出重點。通過對光線明暗對比的強化能夠把需要強調(diào)的重要部位或者是細節(jié)展示出來，從而形成視覺中心，使人們能夠一眼就可以看到，自然光線明暗的極致對比在一定程度上還可以出現(xiàn)戲劇性的藝術(shù)效果。第五，演現(xiàn)色彩。顯色性比較好的人工光源能夠像自然光源一樣演現(xiàn)出較為真實的自然環(huán)境，而顯色性比較差的燈光就會使眼色產(chǎn)生變化，自然也就影響到環(huán)境色彩，而彩色燈光盡管能夠讓一些色彩變得比較鮮亮，但同時會使一些色彩發(fā)生扭曲。第六，裝飾環(huán)境。自然光線并不是靜止不動的，所以，在建筑中可以通過利用光潔材料來進行反射光以及折射光的運用，使光線附有動態(tài)性。

2 建筑中自然光線的采光設(shè)計

在對建筑中自然光線采光進行設(shè)計的過程中，必須要先對窗戶的面積以及方位進行全面的考量，并且采用反射陽光板，建筑內(nèi)部的裝飾可以選取顏色較為淺的色調(diào)，以此來實現(xiàn)二次反射光線的目的，使室內(nèi)具備充足的光線，這種環(huán)境下的光線均勻度是比較好的，所以，在一定程度上能夠縮減白天開燈的次數(shù)，具有節(jié)約能耗的作用。采光窗的設(shè)計是建筑中比較重要的一個元素，從藝術(shù)角度來說的話必須要與建筑的風(fēng)格相互統(tǒng)一，從而保證視覺的舒適感，但是需要注意的一點就是在功能上一定要充分的考慮光線、熱以及隔聲等問題，設(shè)計師可以結(jié)合建筑的需求來對采光窗進行設(shè)計。當(dāng)前在建筑中最常見到的是側(cè)窗與天窗，隨著時代的不斷變化，采光窗也呈現(xiàn)多樣化趨勢，比如，天穹式采光窗、陽光凹井采光窗等也相繼被使用。

3 自然光線對建筑材料的影響

材料作為建筑中的重要組成部分，對于增添建筑的藝術(shù)氣息也發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。在現(xiàn)實生活中我們除了可以感受到直射光之外，還可以通過不同建筑材料的折射以及反射等來感知光線。建筑材料的不同所反射出來的光感也是具有一定差異的，玻璃倘若不借助自然光線的話，自然也就展現(xiàn)不出其獨特的性質(zhì)，此外，玻璃通過自然光線的照射可以反射出清晰的影像，所以建筑設(shè)計師要充分的利用這一點來創(chuàng)造出多維建筑，不僅如此，通過對玻璃幕墻的運用還可以把周邊的建筑進行反射，從而實現(xiàn)與環(huán)境的相互協(xié)調(diào)，使建筑的外表變化也會變得更加豐富。玻璃具有一定的透光性，對透光玻璃的使用可以讓室內(nèi)以及室外的溝通更加便捷，并且處于多層空間中的時候還可以呈現(xiàn)出清晰的結(jié)構(gòu)。建筑中的很多材料都可以在自然光線的作用下呈現(xiàn)出各自的特性，也會為建筑添加不同的魅力，所以，設(shè)計師一定要對這些材料加以利用，使它們能夠在自然光線的照射下變得更加靈性。

4 建筑中自然光線的應(yīng)用分析

4.1 光熱的收集與儲存

蓄熱墻的方式為在墻的外表涂抹色彩較深的顏色，從而達到吸收陽光的目的，之后利用南面垂直的集熱蓄熱墻來吸收穿過玻璃采光面的陽光，并通過傳導(dǎo)、輻射以及對流的方式來把熱量傳送到室內(nèi)，集熱蓄熱墻的種類主要分為實體式集熱蓄熱墻、快速集熱墻以及花格式集熱蓄熱墻等。伴隨科技的不斷發(fā)展，有些發(fā)達國家出現(xiàn)了零能建筑，通過對自然光轉(zhuǎn)換裝置的全面運用來為建筑提供所有的能源消耗，建立了沒有污染，零排放的建筑體系，這在一定程度上也為今后的建筑提供了發(fā)展的方向，也是建設(shè)生態(tài)建筑的良好開端。

4.2 熱能傳遞

熱能傳遞中經(jīng)常用到的一種方式為對流傳熱，主要就是通過熱能在液體中或者是氣體中從這一處傳送到另一處的一個過程，熱能傳遞是由于質(zhì)點位置產(chǎn)生變化所導(dǎo)致的溫度趨于均勻狀態(tài)下產(chǎn)生的熱能傳遞，但是在這一過程中也會帶有熱傳導(dǎo)。從產(chǎn)生原因不同方面來說的話，對流傳熱分為自然對流與強制對流，從流動狀態(tài)來劃分的話，又分為層流傳熱與湍流傳熱這兩種。通過對熱體或氣體對流傳熱功能的運用，當(dāng)處于冬季的時候可以把放置在屋頂?shù)奶柲芗療崞髦袇R集的熱空氣輸送到室內(nèi)的地板位置，然后利用地板上的氣孔使熱空氣進入到室內(nèi)，之后再利用熱原理來使熱空氣在室內(nèi)進行循環(huán)流動。

4.3 導(dǎo)光管法

通過利用導(dǎo)光管法來把太陽激光器采集到的自然光線傳輸?shù)浇ㄖ行枰晒獾奈恢?，這樣就可以實現(xiàn)在室內(nèi)的陽光下就餐、看書以及辦公等活動。比如，對于無窗廠房以及地下建筑都是通過這種方法來實現(xiàn)自然光線的收集。除此之外，導(dǎo)光管可以安裝在任何可以采集到自然光線的位置，例如，屋頂、側(cè)墻等。導(dǎo)光管上部的采光器能夠把自然光線中帶有的紫外線以及紅外線等有害成分過濾掉，并且對于光線中的放射性射線都可以進行去除，使人們處于安全的室內(nèi)自然光環(huán)境下。通過導(dǎo)光管法輸入到室內(nèi)的光線不僅不會使人的皮膚變黑或者是曬傷，還可以達到防止紫外線輻射的目的。導(dǎo)光管法的原理主要就是通過把自然光線以采光罩的形式來輸送到通風(fēng)系統(tǒng)，之后利用導(dǎo)光管中的漫射裝置來將自然光線傳送到室內(nèi)。

4.4 棱鏡組多次反射法

建筑中對于自然光線的應(yīng)用還可以利用棱鏡組多次反射法來把采光器采集到的自然光線輸送到室內(nèi)需要采光的位置。比如，在對十層大樓的采光問題進行解決的時候，就可以利用這種方法來將自然光線傳送到室內(nèi)十米進深的位置，從而實現(xiàn)自然光照明，不僅如此，在對地下建筑或者是沒有窗戶的建筑進行采光設(shè)計的時候都可以采用這種方法來進行解決，并且在實際中得到的采光效果也是比較顯著的。建筑中對于自然光線的應(yīng)用不僅會對環(huán)境起到一定的保護作用，還會對今后的生態(tài)建筑發(fā)展提供依據(jù)。

5 結(jié)束語

總而言之，建筑中對于自然光線的應(yīng)用不僅能夠節(jié)省能耗，還可以為今后的生態(tài)建筑奠定基礎(chǔ)，也是防止環(huán)境污染的重要手段，對于我國的可持續(xù)發(fā)展具有一定的促進作用，不僅如此，建筑中自然光線的應(yīng)用還可以增添建筑自身的魅力，使其在自然光線的照射下呈現(xiàn)出不同的外形。

參考文獻：

[1] 孫連維，吳怡紅.初探建筑設(shè)計中自然光的技術(shù)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（7）.

[2] 吳學(xué)鳳.淺析自然光在現(xiàn)代建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑·建材·裝飾，2015（2）：42.

[3] 郭星光，陳麗君.淺談建筑設(shè)計中自然光的運用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014（36）.

[4] 王京斌.現(xiàn)代建筑中自然采光手法比較與研究[D].東北師范大學(xué)，2013.

[5] 邵偉.建筑設(shè)計中的自然光設(shè)計初探[J].建材與裝飾，2016（52）：106～107.

[6] 賈佳.建筑設(shè)計中自然光的運用[J].科協(xié)論壇（下半月），2013（4）101～102.