淺談建筑設計中自然光設計手法的應用

張督軍

摘 要 隨著建筑業的迅速發展，近年來生態建筑受到社會的廣泛關注，并且隨著技術的發展，采用先進技術開發生態建筑項目的方法已成為熱門話題。本文介紹自然光在建筑中的應用，并根據自然光設計的原理分析自然光在建筑中的設計和應用。

關鍵詞 建筑設計;自然光申請;生態建筑

隨著科學技術的發展，依賴大量不可再生能源消耗的建筑物的室內環境在為人們提供舒適健康的生活的同時，還對人們的日常生活環境造成了嚴重破壞。如今，“可持續發展”已成為建筑業關注的焦點，利用自然光實現資源和能源的合理利用是實現可持續發展的有效途徑。天然光是最基本的自然元素，是一種可再生的自然資源，在現代建筑設計中合理有效地利用天然光可以減少能源消耗，減少建筑物的運營，維護和管理成本，是現代和未來設計師必不可少的。

1應用自然光設計的必要性

如今，建筑藝術和建筑技術的不斷發展提高了建筑師的績效。現代建筑體現了更先進，最前沿的表現形式，并反映了現代城市文明的準確性和寧靜。在繁忙的城市生活和緊張的工作節奏下，人們對于科學技術的依賴性不斷提高，逐漸脫離了與自然的關系。因此，建筑師通過藝術和技術的設計技術有效地利用自然的某些元素為建筑物中的人們服務。它在恢復人與自然的關系，維護人類的身心健康，養育心靈等發揮著不可替代的作用。作為生態環境當中的重要元素，自然光在建筑工程中的應用，能夠有效解決上述問題。尤其是在當前可持續發展理念下，環境保護和綠色節能等問題變得越來越重要，因此對該提案的討論變得更加有意義[1]。

2自然光設計的應用方式

2.1 誘導式采光設計

誘導式采光設計的特點主要表現在兩個各方面：①可以充分利用自然光;②減少人造照明的能耗。

因此，誘導式采光設計系統的目的是在建筑物中有足夠的光線時使建筑物利用外部自然照明。在設計中，使用了多種方法，例如安裝百葉窗或安裝有陰影的建筑物，當然，某些建筑物也使用光纖進行照明。

誘導式采光設計有很多優點，它不僅可以為住宅建筑提供足夠的自然采光，還可以節省人造照明的能耗，為居民創造一個舒適的室內環境。

（1）半透明的屋頂。半透明的屋頂設計通常更適合于地板建筑，并且是自然照明的非常有效的方法。如果住宅采用透光屋頂設計，可以很好地改善室內照明，不僅可以在一定區域內顯得不顯眼，而且可以均勻分布室內照明，而且可以提供適當的照明角度。特別是對于太深的房屋，中國城市住宅的深度通常在5米以內，超過此限制會嚴重影響房屋的通風條件和自然采光。對于建筑物，透明屋頂設計可用于增加住宅的自然采光。

在房屋中使用透明屋頂的效果非常重要。將同一區域的透明屋頂的粗糙度與正常的垂直窗戶進行比較時，其粗糙度大約是垂直窗戶的3倍。選擇透明的屋頂以增加家中的自然光[2]。

半透明的屋頂不僅可以增加照明并減少人工照明的消耗，而且具有優于其他照明設計的優勢。也就是說，它通常具有藝術效果并且可以滿足人們的審美需求。由于其藝術美，城市中的一些生態建設者經常使用透明屋頂，這些生態建筑師通常不僅增加自然采光，而且還在建造房屋和建筑物的過程中使用透明屋頂。該建筑具有獨特的美感，并受到人們的認可和喜愛。

（2）中庭設置。在建筑物中安裝中庭可以增加房屋的自然采光。大深度的低層建筑的自然采光能力較差，對于大深度的多層建筑，自然采光尤其困難。因此，在這種情況下，建筑師可以使用照明中庭來解決此問題。重要的是要安裝一個照明中庭，以將自然光引入建筑物，并原則上使用建筑物的側窗收集自然光。當中庭位于建筑物中心時，其大小不是靜態的，而是隨著建筑物樓層的增加而變化。由于中庭是為深色多層建筑設計的，因此建筑師必須隨著建筑物樓層數的增加而增加中庭，因此中庭的底部應確保充足的自然光線。

（3）太陽能集熱器太陽能集熱器也是誘導式采光設計之一，它利用自然折射和反射原理在缺少自然采光的情況下提供充足的自然采光，是增加室內自然光的重要措施之一[3]。

2.2 誘導式中庭氣候交換系統

誘導式中庭氣候交換系統目前廣泛用于生態建筑中，因此它們對建筑物的照明和通風（特別是對于深層建筑物）具有重要意義，可以大大增加建筑物的自然采光和通風條件。誘導式中庭氣候系統在感應通風和感應照明相結合中起著雙重作用，并且在改善生態環境中起著重要作用。

在生態建筑中設置透光燈中庭可以減少建筑的能耗并增加房間的自然采光，不僅具有生態優勢，還能夠為居民創造了舒適明亮的室內環境。在使用透光燈中庭的過程中，實際上會利用自然光和熱效應來節省人工能源消耗。

例如，在冬天，可以利用溫室效應來提高建筑物內部的溫度并實現保溫效果。在夏季，中庭利用熱煙囪效果改善建筑物的通風條件，并增加自然通風以降低建筑物的溫度。以這種方式，可以通過收集和回收從建筑物中排除的熱能同時減少機械通風來達到節省建筑物能量的目的。引入綠色植物可以改善中庭的空氣質量，減輕建筑物對周圍環境的負擔，并為用戶提供心理上的舒適感。

另外，在生態建筑中使用泛光燈中庭可以減少人工通風的能源消耗，并且可以通過回收建筑中排除的熱能來解決建筑的能源問題。如果您需要改善中庭環境并改善空氣質量，則可以引入更多的綠色植物來改善建筑物周圍的環境[4]。

3結束語

如今，“可持續發展”是建筑業的重點，利用自然光實現資源和能源的合理利用是實現可持續發展的有效途徑。建筑師通過合理選擇建筑物的外部形狀，平面結構，內部深度，窗戶類型的謹慎設計以及外部保護結構的結構和材料，來尋求更自然的照明并減少照明，采暖和降溫。減少人與自然之間距離的同時消耗能源。綜上所述，本文詳細介紹了如何在生態建筑中使用自然光設計技術，并分析了一些典型的自然光設計技術。應用自然光技術可以使住宅建筑更節能，更環保。

參考文獻

[1] 劉琦，曹亞楠，盧乾.設計空間就是設計光亮——基于采光的路易斯·康作品解析[J].華中建筑，2018，（5）：132-136.

[2] 胡瑞.光影美學在建筑設計中的運用分析[J].居業，2018，（5）：54.

[3] 黃芳.自然光光導照明對南寧市老舊建筑采光能耗及效果的影響分析[J].科技通報，2018，（6）：172-175.

[4] 劉宇波，劉彬艷，王夢蕊.基于自然光環境改善的青少年教育空間設計探索[J].建筑技藝，2019，（4）：40-43.