建筑設計中自然光設計手法的應用

于涵

（山東建筑大學建筑城規學院，山東 濟南 250101）

由于近年來房地產的興起，建筑物的數量逐年增多，加上人們生活水平的提高，建筑設計的好壞也就成為了衡量房屋好壞的重要標準。在進行建筑設計的過程中，建筑房屋內的自然光可以通過精確的設計來進行相應的控制調整，保證日常的光能和熱能，可以更好的滿足人們生活需求。應用好自然光設計非常有意義，首先是人們的日常生活離不開自然光，其次根據地球的自轉和公轉，自然光的輻射角度和強弱，合理應用自然光的設計手法，能夠有效減少能源的消耗，在很大程度上促進了我們國家生態文明的建設。

1 自然光在建筑設計中發揮的重要意義

在建筑設計中，應用好自然光相當重要。第一，從資源利用的角度來看。大家都知道，自然光是無需生產的清潔能源，而現如今很多資源由于過度的開發利用，已經很是匱乏，所以幾乎所有行業都需要對現有能源進行充分有效的利用，由此建筑行業需要跟緊時代步伐，充分利用自然光。自然光通過輻射散發光能和熱能，利用精巧的手法，對自然光進行設計，將自然光進行不同程度的轉化利用，能夠有效減少建筑工程對電力能源的耗費。優化使用自然光，不僅可以減少燈的照明時間，還可以通過自然光照射所散發的熱量來增加室內溫度，從而減少了空調和暖氣的使用，在優化利用資源的同時，還減少了資源浪費。第二，從人體舒適度的角度來看。人類離不開自然光，自然光是人類生存的首要需求，同時自然光能夠讓人們的舒適度得到最佳的體驗。所以利用自然光設計手法，加大建筑物對光的采納度，可以是生活環境更加舒適，從而提升幸福感。第三，從建筑視覺效果的角度來看。根據不同的建筑風格，合理利用設計自然光的強弱和輻射的時間，可以增加建筑的亮度，還可以使建筑的視覺效果更加驚艷，從而展示建筑的美感。

2 對建筑材料自然光的效應進行分析

（1）不透光的建筑材料。石頭、木頭和水泥等材料通常是我國早期建筑所應用的，使用這些不透光的材料進行墻壁堆砌，從而平衡室內的溫度。雖然這種材料可以防止冬天冷風的侵襲，但是缺乏了自然光的照射進行殺菌除濕，在一定程度上會對人類的身體健康產生影響，從而影響生活質量。同時，這類建筑材料的成本價高，不能夠呼應時代的要求，所以建筑設計中很少存在該類材料。隨著科學技術的提升，在設計建筑的過程中，通常采用自然光與金屬材料和特質的混凝土進行合理的設計應用，不僅提升了人們居住環境的舒適度，還大大符合了當代建筑設計的要求原則。

（2）透光的建筑材料。在當代建筑設計中，透光的建筑材料已經成為建筑物中不可或缺的一部分，同時，隨著技術的不斷創新發展，透光的建筑材料也在不斷提升自身的質量和性能。很多建筑在其外圍的結構設計中，都使用比較好的透光材料，比如現在最頻繁使用的透光材料，如玻璃，不同質地和不同外形的玻璃會根據建筑風格的不同，而被應用設計到不同的建筑房屋中，透光材料通過對自然光的直射與折射，使建筑空間的光照面積得到了很大的提升，不僅增加了設計的美感，還滿足了人們對居住環境的需要。

3 自然光設計手法在建筑設計中的應用

（1）內部設計。對建筑進行設計的人員，在進行設計的過程中，應該要集合建筑物的內部構造，充分利用自然光進行設計。如果建筑工程的結構有點復雜，相關的設計人員應該根據以前的自然光設計經驗，設計好采光方案，使建筑設計中的自然光設計手法，能夠在實際的施工過程中被準確的應用。有的建筑物自然光線強，采光效果好，也需要合理的去設計方案，這樣就可以有效的降低照明工具的使用頻率，從而能夠為保護生態環境盡一點綿薄之力。

建筑內部設計想要自然光的設計手法得到有效的利用，設計人員首先應該根據自然光的照射規律，其次了解自然光在該建筑的照射情況，再結合建筑的內部構造，制定好設計手法，從而在最大效度上利用自然光。與此同時，建筑物的使用感在很大程度上與自然光的設計手法有關，當房屋內的光線過暗時，人們的心境也會受到一定的影響，所以就需要加強自然光的設計手法，提升人們的視覺感官，從而掃除陰霾。

另外，為了讓建筑內部的設計方案得到良好的實現，在施工過程中，采購人員應該選擇與建筑內部設計相符合的施工材料，從而使自然光和建筑物的內部環境相互協調，給予人們舒適的生活條件。當建筑工程的構造比較復雜時，在制定自然光的設計手法時，應該將自然光的合理利用作為基礎點，然后不斷完善整個工程的質量安全。在自然光不明亮的區域，根據一般的照射情況，設計好采光方案，并且依據房屋構造，有效的去結合電氣設備，從而做到最大的采光效果。

（2）外部設計。一項好的建筑工程項目，體現在建筑物整個體系構造的穩定性，構造的穩定性不僅需要內部結構的完整性，其外部的結構特征也不容忽視，所以內部和外部需要進行密切的配合，通過建筑外部設計與自然光的設計手法進行有效的規劃，才能夠達到施工作業的效果。一般而言，設計人員可以利用長期積累下的設計經驗，設置好采光井這些比較基礎的設備，即使在光照強度弱的情況下，也可以讓自然光的使用效率得到提升。另外，應用物理知識中的發射性原理，使用一些光影技術對自然光進行相應的處理，也可以極大優化建筑外部的整體性質功能。而且在一些比較復雜的建筑結構中，為了使自然光能夠被很好的應用，設計人員就需要對建筑物的外部結構進行加強設計，就比如使用光的反射和光的折射原理，來增強自然光。在寒冷的冬天，光的照射尤為重要，那么就需要增加墻體的內部設計，以及對玻璃的透明結構進行精確的設計，使得自然光能夠滿足人們的需求，達到冬日保暖的效果，不僅發展了綠色環保的理念，同時又使生活質量得到提升。

（3）對建筑平面圖紙進行設計。建筑圖紙的設計是整個建筑工程的開端，圖紙的設計好壞將直接影響整個工程的質量。所以設計人員應該最先以當地的日照以及建筑區域的地理位置情況，從而完成對圖紙的構圖。在設計的過程中，自然光的設計手法首先體現在對建筑物之間距離的合理控制上，其次則體現在整個建筑的布局情況。如果建筑物與建筑物之間的距離太過緊密，不僅會降低采集自然光的效果，還違反了相關的規定。而建筑物之間距離太過寬敞，在土地資源匱乏的當今又造成了資源的浪費。所以在對建筑物的布局進行設計時，需要嚴格參照有關規定的各項數據，在符合規定的基礎上，再對自然光的采集進行最有效的設計，使房屋在冬天的日照時間達到最長，距離散布最廣。

（4）對導光管法和反射法的有效應用。導光管法是一種常見的采集自然光的方法，而它的工作原理就是充分利用采光罩，把陽光引入到室內比較通風的區域，然后再用導光管過濾掉陽光中的放射光線，最后將陽光分散到各個角落的過程方法。將導光筒放置在合理的位置，人們就可以通過對自然光的采集，在陽光下進行一系列的活動，同時采光器會將光線中的紫外線，而且還能夠消除光線中的放射線，有效的避免了陽光輻射對身體的損害，使人們在日常活動中能夠安心自在，從而達到安全用光的目的。反射法則是通過棱鏡折射陽光，從而來采集自然光，該方法最初是被提出解決高層樓房的采光問題，隨著時間的推移，該方法逐漸被應用到地下10m的對自然光的采集，總體而言，對建筑采光的發展有著極為重要的作用。

4 結語

總之，在建筑設計的過程中，有效應用自然光的設計手法，已經成為了當今時代的追求。加大對自然光的采集，不僅會提升人們生活環境的舒適度，還可以有效整合資源，對資源進行充分的利用，從而實現可持續發展的環保理念。所以，在設計建筑時，設計人員不僅要結合以往所積累的經驗，還需要對當地光照的條件進行充分的調查研究，從而提升設計的質量，在保證生活質量的同時，促進建筑行業發展進步。