建筑設計中自然光的應用解析

楊明熹 王晶

摘 要：我國的經濟與科學是處于不斷發展階段的，這也就加大了人們對電力資源的使用率，尤其是在光纖設計中，更是以電力光源為主要設計因素，而在以往的建筑設計中也不斷的增加了對電力資源設計的運用，但是，當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。自然光線是當今時代的新型能源，在建筑中也得到了較為廣泛的應用，在對建筑進行設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。本文筆者根據工作實踐經驗對建筑設計中自然光的應用進行了分析探討。

關鍵詞：建筑設計；自然光；應用

1 自然光線的作用

自然光線在建筑中的作用主要體現在以下幾個方面：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，只有科學合理的對自然光線加以應用，才能夠使建筑物呈現立體感，從而達到預設的藝術效果。第二，構造空間。自然光線會使建筑產生明暗對比，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的重要部位或者是細節展示出來，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戲劇性的藝術效果。第五，演現色彩。顯色性比較好的人工光源能夠像自然光源一樣演現出較為真實的自然環境，而顯色性比較差的燈光就會使眼色產生變化，自然也就影響到環境色彩，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生扭曲。第六，裝飾環境。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，使光線附有動態性。

2 建筑中自然光線的采光設計

在對建筑中自然光線采光進行設計的過程中，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，建筑內部的裝飾可以選取顏色較為淺的色調，以此來實現二次反射光線的目的，使室內具備充足的光線，這種環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，具有節約能耗的作用。采光窗的設計是建筑中比較重要的一個元素，從藝術角度來說的話必須要與建筑的風格相互統一，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，設計師可以結合建筑的需求來對采光窗進行設計。當前在建筑中最常見到的是側窗與天窗，隨著時代的不斷變化，采光窗也呈現多樣化趨勢，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氣息也發揮著關鍵性的作用。在現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，自然也就展現不出其獨特的性質，此外，玻璃通過自然光線的照射可以反射出清晰的影像，所以建筑設計師要充分的利用這一點來創造出多維建筑，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，從而實現與環境的相互協調，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出清晰的結構。建筑中的很多材料都可以在自然光線的作用下呈現出各自的特性，也會為建筑添加不同的魅力，所以，設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、輻射以及對流的方式來把熱量傳送到室內，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。伴隨科技的不斷發展，有些發達國家出現了零能建筑，通過對自然光轉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展的方向，也是建設生態建筑的良好開端。

4.2 熱能傳遞

熱能傳遞中經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，熱能傳遞是由于質點位置產生變化所導致的溫度趨于均勻狀態下產生的熱能傳遞，但是在這一過程中也會帶有熱傳導。從產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，當處于冬季的時候可以把放置在屋頂的太陽能集熱器中匯集的熱空氣輸送到室內的地板位置，然后利用地板上的氣孔使熱空氣進入到室內，之后再利用熱原理來使熱空氣在室內進行循環流動。

4.3 導光管法

通過利用導光管法來把太陽激光器采集到的自然光線傳輸到建筑中需要采光的位置，這樣就可以實現在室內的陽光下就餐、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自然光線的收集。除此之外，導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、側墻等。導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自然光環境下。通過導光管法輸入到室內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系統，之后利用導光管中的漫射裝置來將自然光線傳送到室內。

4.4 棱鏡組多次反射法

建筑中對于自然光線的應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十米進深的位置，從而實現自然光照明，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用不僅會對環境起到一定的保護作用，還會對今后的生態建筑發展提供依據。

5 結束語

總而言之，建筑中對于自然光線的應用不僅能夠節省能耗，還可以為今后的生態建筑奠定基礎，也是防止環境污染的重要手段，對于我國的可持續發展具有一定的促進作用，不僅如此，建筑中自然光線的應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出不同的外形。

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