建筑設(shè)計(jì)中自然光設(shè)計(jì)手法的應(yīng)用途徑

【摘要】建筑設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用自然光設(shè)計(jì)手法能夠使建筑整體設(shè)計(jì)質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，提高建筑工程設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性，進(jìn)而提高建筑的工程質(zhì)量，滿足應(yīng)用需求，可見，將自然光設(shè)計(jì)中應(yīng)用到建筑工程設(shè)計(jì)中是必要的。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì);自然設(shè)計(jì);工程質(zhì)量;屋頂設(shè)計(jì)

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使社會(huì)上許多行業(yè)都呈現(xiàn)出了繁榮狀態(tài)，而且也為社會(huì)發(fā)展注入了活力。做好建設(shè)設(shè)計(jì)能夠?yàn)槿藗兘ㄔO(shè)出一個(gè)功能完善、美好外觀的建筑工程。可見，要做好建筑設(shè)計(jì)，在具體設(shè)計(jì)期間要合理采用自然光設(shè)計(jì)手法，提高建筑工程質(zhì)量，為人們提供一個(gè)舒適生活環(huán)境。

1、自然光的特點(diǎn)

自然光在變化過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)出一定變化規(guī)律，自然光會(huì)隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化，這也會(huì)使自然光效果發(fā)生一定程度變化。隨著時(shí)間變化，自然光照射角度會(huì)發(fā)生變化，而且，自然光線也會(huì)到天氣影響[1]。從物理角度對(duì)自然光進(jìn)行分析，溫度變化會(huì)對(duì)自然光造成一定影響，自然光色彩包括光譜和色彩成分，自然光內(nèi)部光譜成分存在一定差異，當(dāng)不同類型自然光照射在人身上時(shí)，會(huì)給人們帶來(lái)不同感受，因此，在建筑設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用自然光意義重大。

2、自然光在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的意義

2.1 調(diào)節(jié)室內(nèi)明暗程度

光線充足明亮建筑室內(nèi)空間能夠在生活中給人們帶來(lái)視覺上和精神上的雙重感受，使人們能保持放松狀態(tài)，為人們提供舒適的居住環(huán)境。設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)計(jì)中對(duì)自然光進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑室內(nèi)空間自然光明暗程度的合理調(diào)節(jié)，從而改變建筑內(nèi)部環(huán)境[2]。在部分冬日光照充足區(qū)域，要具有足夠時(shí)長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)光照，提高室內(nèi)溫度，進(jìn)而減少能耗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。除此之外，將自然光應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，可以有效降低的居住者在白天對(duì)燈具照明的應(yīng)用率，減少非必要的電能損耗。

2.2 調(diào)節(jié)視覺效果

建筑設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用自然光能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自然視覺效果的調(diào)節(jié)，需要注意的是，這種調(diào)節(jié)效果主要適合應(yīng)用在外觀結(jié)構(gòu)構(gòu)造中，利用明暗度不同光線，提高建筑外觀整體設(shè)計(jì)的立體感[3]。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)建筑外形時(shí)，依據(jù)建筑外觀構(gòu)造實(shí)際需求，科學(xué)控制建筑空間，以及物體具體光照情況，改變光照的角度、位置、強(qiáng)度、形式等各項(xiàng)內(nèi)容，從而使建筑物能夠呈現(xiàn)出不同視覺效果，通過(guò)這種設(shè)計(jì)方式，能夠使建筑物在不同時(shí)刻呈現(xiàn)出特定的數(shù)據(jù)效果，進(jìn)而提高建筑工程整體性能，使建筑物知名度程度得到進(jìn)一步提高，甚至能夠成為當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑。

2.3 確保能源持續(xù)發(fā)展

科技的飛速發(fā)展現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)使原建筑能耗情況得到明顯改變，而將自然光應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中則是一項(xiàng)錦上添花的行為。將自然光引入到建筑工程設(shè)計(jì)中，可以對(duì)室內(nèi)明暗程度情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，在晴朗白天，不需要采用照明設(shè)備對(duì)室內(nèi)光亮程度進(jìn)行調(diào)整，這樣就能夠減少電能消耗量。此外，自然光作為一種太陽(yáng)能源，充足光照可以使室內(nèi)獲取到大量熱度，進(jìn)而提室內(nèi)溫度，在溫度較低的區(qū)域和季節(jié)，適當(dāng)延長(zhǎng)光照時(shí)長(zhǎng)，能夠減少在取暖上的能耗，貫徹低碳理念，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3、建筑設(shè)計(jì)中對(duì)自然光設(shè)計(jì)手法的具體應(yīng)用

3.1 透光屋頂設(shè)計(jì)

（1）透光屋頂設(shè)計(jì)主要適合應(yīng)用在一些層數(shù)較低的建筑中，自然采光中能夠大幅度提升設(shè)計(jì)采光效果，如果在建筑工程中采用透光屋頂（如圖1所示），則可以提高建筑工程中應(yīng)用期間在傍晚和早晨采光效果，進(jìn)而使室內(nèi)整體明亮程度能夠平均分布。透光屋頂設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)側(cè)面采光的特點(diǎn)如表1所示。

（2）低層設(shè)計(jì)中提高自然采光率能夠提高整個(gè)建筑透明程度。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，采取透光層屋頂設(shè)計(jì)，能夠提升建筑整體采光率[4]。針對(duì)小型住戶來(lái)說(shuō)，利用透光玻璃與垂直窗戶相比，溫度能夠提升10%-25%之間，這一方面能夠提高采光率，另一方面也可以減少因?yàn)檎彰鞫l(fā)生的能耗，而且能夠使藝術(shù)效果得到進(jìn)一步提高，滿足人們對(duì)于建筑工程性能的需求。

3.2 中庭設(shè)計(jì)方案

建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用中庭設(shè)計(jì)方法能夠提高自然采光，有效避免由于建筑工程中的低層采光能力差，而導(dǎo)致室內(nèi)光照不足問(wèn)題，特別是真的大深建筑來(lái)說(shuō)，采用中庭設(shè)計(jì)，能夠提高空間利用率，某建筑采用中庭設(shè)計(jì)如圖2所示。

（1）將采光中庭應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，能夠?qū)胱匀还猓貏e是對(duì)中午直射光進(jìn)行應(yīng)用，利用側(cè)面窗戶完成對(duì)自然光的采集，適當(dāng)進(jìn)行中庭設(shè)置，合理融合中庭和垂直窗戶，將自然光都導(dǎo)入到室內(nèi)[5]。

（2）設(shè)計(jì)中庭期間，要全面考慮建筑工程中每一項(xiàng)細(xì)節(jié)，隨著建筑樓層增要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，針對(duì)過(guò)深建筑，要適當(dāng)擴(kuò)大建筑中的中庭，進(jìn)而使中庭底部能夠接受到充足自然光照。

（3）收集太陽(yáng)光也是中庭誘導(dǎo)式設(shè)計(jì)的一種形式，利用折射和反射方式提高自然光透射率他，通過(guò)對(duì)這種采光方式的應(yīng)用，能夠使這些部位得到充足自然光照。需要注意的是，太陽(yáng)光收集器成本高，因此，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，會(huì)提高建筑工程的整體成本。具體應(yīng)用時(shí)，要全面結(jié)合具體情況，進(jìn)行綜合分析，考慮生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)性，確定應(yīng)用的合理性。

3.3 建筑工程內(nèi)部設(shè)計(jì)

建筑工程內(nèi)部設(shè)計(jì)時(shí)要全面自然光規(guī)律和特點(diǎn)，讓其能夠合理融入到建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，進(jìn)行建筑窗戶設(shè)計(jì)時(shí)，要在建筑內(nèi)部采光充足基礎(chǔ)上，對(duì)自然界采光情況進(jìn)行分析，確定建筑物內(nèi)能夠得到自然光，對(duì)設(shè)計(jì)窗戶進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)最廣泛的方案就是加裝遮陽(yáng)和百葉窗。陽(yáng)光直射時(shí)，對(duì)百葉窗方向進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而獲取到更多自然采光，而在外界自然光較為柔和時(shí)，全部打開窗簾，也可以調(diào)整百葉窗，使其處于全部開放狀態(tài)，使自然光照通透率能夠得到進(jìn)一步提高。

3.4 氣候交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）采用自然光時(shí)要做好氣化變換系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在生態(tài)建筑發(fā)展期間，要對(duì)優(yōu)秀采光進(jìn)行合理應(yīng)用，進(jìn)而使建筑工程的采光，通風(fēng)等級(jí)都得到進(jìn)一步提高。特別是針對(duì)一些進(jìn)深大的建筑工程來(lái)說(shuō)，在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，合理采用自然光設(shè)計(jì)，可以大幅度減低室內(nèi)出現(xiàn)的悶熱感，進(jìn)而為人們營(yíng)造一個(gè)舒適的生活環(huán)境。

（2）采取誘導(dǎo)式中庭通風(fēng)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自然光和自然風(fēng)的采集，使室內(nèi)居住生態(tài)環(huán)境得到改善。在冬季利用光照，使建筑物內(nèi)能溫度快速升高，快速達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，而夏季應(yīng)用煙囪效應(yīng)，使建筑內(nèi)空氣實(shí)現(xiàn)循環(huán)，利用自然風(fēng)，降低建筑室內(nèi)溫度。

（3）采取內(nèi)外循環(huán)方式，一方面可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，另一方面也可以減少建筑能耗。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，將自然光設(shè)計(jì)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，可以使建筑物外部視覺效果得到進(jìn)一步提高，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、光亮程度，減少了采暖和照明設(shè)備在應(yīng)用時(shí)的非必要能耗，在提高人們居住舒適度的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能減耗目的。

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作者簡(jiǎn)介：

丁俊（1988.03-），女，漢，本科，工程師，湖南冷水江，主要從事建筑設(shè)計(jì)及相關(guān)工作。