分析建筑設計中自然光設計手法

劉斌

（深圳市清華建筑與規劃設計研究院 廣東省深圳市 518000）

1 自然光在建筑設計中應用的意義與特點

1.1 意義

（1）室內環境作為建筑設計中的主要因素之一，在室內環境的設計中融入自然光設計手法，有助于調節室內環境質量，增加室內環境的明亮度。而且自然光具有調節溫度的作用，在不同的季節與不同的區域，人們對室內溫度的要求會存在差異，特別是對于北方寒冷地區而言，在冬季對于室內溫度要求很高。通過引入充足的自然光，有助于提升室內溫度，營造溫馨、舒適的室內環境。

（2）光照是人類生活與生存不可缺少的因素，充足的光照有有助于視覺作用的發揮，提升室內空間的色彩與物體形狀的視覺需求。在我國科學技術的不斷創新發展下，人們已經可以利用自然光的調節營造出不同的光照效果，從不同角度、方位的表達，獲得豐富多彩的視覺效果，以滿足人們的生理與心理要求。

此外，在建筑行業的不斷發展下，與建筑行業息息相關的建材領域為了滿足建筑行業發展與創新的要求，不斷推出新型的建筑材料，為多樣化的建筑設計提供了充足的條件。自然光設計與新型建材的結合，推進了建筑設計水平的提升，改變了以往建筑設計中高能低效的不足，符合我國建筑行業的低碳節能發展觀念，具有非常重要的意義。

1.2 自然光的特點

自然光的特點主要體現在照明效果規律性變化、照射角度規律性變化、光線入射角度規律性變化三個方面，建筑設計人員在自然光設計中需要充分了解與利用自然光的規律性特點，以此優化建筑設計方案，給人們帶來不一樣的視覺效果。

2 自然光在現代建筑設計中的應用

自然光在現代建筑設計中的應用，主要體現在總平面設計、建筑內部設計、建筑外部設計等方面。

2.1 總平面設計

在建筑工程的設計中，建筑總平面設計有著重要的意義，其是建筑物總體布局的重要依據，所以在進行建筑總平面的設計中，設計人員首先需要結合當地光照條件，對于建筑施工來說，不同地點有著不同的光照條件，所以進行總設計時設計人員首先需要掌握建筑工程所在地點的光照條件，需要房屋結構可以保證使用者可以得到最大的光源采光。同時在建筑工程的總體布局中，要考慮兩座建筑之間的實際距離，盡量保證建筑之間不要出現擋光問題，針對建筑工程的實際情況，避免造成土地資源浪費，同時也不要由于建筑物之間距離過短而出現擋光情況，做到兩全其美。

同時在建筑物室內的格局設計中，對于建筑物室內面積需要進行全面考慮，如建筑物室內面積過大，考慮到陽光的照射問題，所以無法使建筑物達到綜合采光的要求。為滿足建筑物室內的采光要求，對室內面積較大建筑物來說，只能進行人工照明，以此來彌補自然光不足的情況。其次為滿足室內面積較大的建筑物采光需求，設計人員第一應將采光的窗戶加大，其次可以將光線進行分散式設計，以此減少墻體。加大自然光的引入，投入折射器具，做到光線引導。

2.2 建筑內部設計

自然光是建筑物重要的光源，同時在不同的地點，光線照射也不同，這是建筑物對光線使用的外在因素，同時對于建筑物來說，其內部設計同樣是光線使用的重要因素之一。在建筑物的設計中，光源是由采光口照射進入，不同樓層和不同角度都是影響光源照射進入的重要因素，排除外部因素來說，其內部空間設計同樣存在較多方面的因素。影響建筑物采光的內部設計較多，如墻體過多、窗戶與客廳之間存在陽臺設計，影響了室內采光等。因此在建筑物的舍內設計中，需要考慮建筑光的方向性，在結合光的遠近，達到完美設計。

在建筑物室內空間的設計中，設計者首先需要考慮陽光的照射角度問題，不同樓層所受到的陽光照射不同，所以其得到的照射時間也存在一定的差異，因此在設計中，需要將陽光照射的問題考慮其中，其次在建筑物的室內設計中，設計者應減少光線的阻擋，多以透明器物為主。并且在設計的過程中，可以使用反射光線設計，如在低樓層設計中，可以使用暖光地板或者地板磚進行店面鋪設，以此可以做到一定的光線折射。同時在設計反光和折射問題時，保證室內氣氛與建筑物的環境相同，折射應以最大限度的滿足人們采光為主，不可以出現影響生活的問題。

2.3 外部設計

在建筑工程的建設過程中，為保證建筑物的穩定，所以在建設施工過程中，會將外部結構和內部結構相結合，以保證建筑物的整體穩定，同時對于建筑物來說，想要提高其自然采光，外部結構設計同樣必不可少。在外部結構設計中，需要在兩方面進行提高：①建筑物的外形設計，針對建筑物來說，外形設計不僅具有美觀的作用，同時也具有一定的功能性，首先在建筑物外形需要與其內部結構相結合，保證整體穩定，同時利用外部結構的便利性，提高采光度。如在受到照射等方面影響，采光方面可能無法達到指定要求，所以可以在建筑物外圍設計采光井，通過采光井來提高建筑物的采光率，保證建筑物的使用度。②對于自然光的使用來說，需要制定相應的應用設計，針對不同樓層和不同朝向，會受到不同的超射情況，因此可以結合實際情況，制定相應的采光方案，通過不同的采光設計，滿足人們的采光需求，設計人員可以根據自然光的照射規律，采用的自然光設計手法，進一步提高建筑結構的完整性。對于自然光照射時間比較長的建筑工程，設計人員可以根據光照時間，科學制定自然光設計方案。

3 自然光設計的應用手段

3.1 光的收集

在光的收集中主要是對熱量進行收集，主要的方式為蓄熱墻的方式，位于南向的垂直蓄熱墻可以通過玻璃采集陽光，利用傳導和輻射等條件將熱量輸入到建筑物的內部，一般的墻體會涂成黑色或者是較深的顏色，這樣可以更好的吸收陽光。主要的蓄熱形式可以分為實體式集熱形式、花格式形式、水墻式形式以及快速的蓄熱形式等。

3.2 傳遞熱量

在建筑當中，熱能的傳遞至關重要。熱傳遞最常用的一種方式就是對流傳熱，熱能可以通過氣體傳遞到其他地方去，熱傳導的對流形式可以分為自然性和強制性，依據具體的流動形態可以劃分為層流形式和湍流形式。利用對流進行熱能的傳遞和利用機械輔助對流的形式均可，當季節為冬季的時候就可以通過太陽能的集熱器將熱量傳遞到室內，利用太陽光進行采暖可以實現氣體在室內的循環流轉。

3.3 導光管法和反射法的應用

導光管法采集自然光是一種比較有效的手段，通過導光筒的合理安放就可以實現人們在陽光下休息、辦公和用餐等活動，采光器可以過濾掉陽光中的紫外線或者是紅外線，還可以有效的消除陽光中存在的放射線，可以為人類解決安全用光的愿望，避免擔心陽光帶來的皮膚損傷和身體損害。

4 結語

建筑設計人員在實際工作中，仍然會遇到很多問題，如建筑內部結構復雜、結構穩定性較低等，這就需要建筑設計人員不斷學習國內外先進的自然光設計手法，有效提高建筑工程的經濟效益，減少資源的浪費。