自然光影艺术在建筑表皮设计中的应用研究

盛迪杰

本文以自然光影与建筑表皮为研究对象，探讨自然光影艺术在建筑表皮设计上的应用。文章从四个方面展开：第一层面探讨自然光影艺术在建筑表皮设计中的作用；第二个层面探讨自然光影艺术在建筑表皮设计中的表达形式；第三个层面是用归纳和总结的方法，分析建筑表皮的构成要素对光线捕捉的影响；第四个层面是研究自然光影艺术在建筑表皮设计中的情感表达与氛围营造。文章通过对现有建筑的总结，分析出建筑外表皮与自然光影的内在关联，提炼出有效价值，来推断或预测未来建筑表皮的发展方向，对进一步探讨建筑表皮如何有效运用自然光影有着重要作用。

自然光影艺术在建筑表皮设计中的作用

1.丰富空间环境

自然光影穿过建筑表皮进入建筑的空间，能够在空间中产生明暗对比、色彩变化和光影的多样图案来丰富空间。产生的这些变化都是空间中的造型元素，他们创造出来的多样形式丰富了空间环境，使空间充满了活力与生机。

2.营造空间序列

在建筑表皮的设计时，设计师往往会利用空间中的强度和色彩使空间存在差异，在相关流线组织的基础上形成起、承、开、合的变化，形成相关的空间序列。空间序列的实质是在三维空间的基础上引入时间的因素，即四维空间的创造，自然光制造空间序列主要是通过光线的亮度差异形成一系列明暗迥异、各具特征的光空间。

3.控制进光量，连接空间

通过建筑表皮的多样形式与表皮材质使用上的不同，自然光线进入到建筑内部的光线量自然也不同。建筑表皮可以控制自然光线的进光量，从而使自然光线产生引导视觉的作用，利用这一特点，建筑师在进行创作时，可以通过独特的建筑表皮设计，控制光线摄取量，利用自然光把不同的空间连接起来，从而形成空间上的相互渗透。

自然光影艺术在建筑表皮设计中的表达形式

1.以点、线、面处理上的表达

以点的方式表达。任何形体的表面都可以看成是由点、线、面等几何元素组成，在点、线、面等几何元素中，点又是组成空间形体最基本的几何元素，因此，在实体界面上开的洞窗能够产生点状的光形，不规则的点状光形的形象自由随意，给人以灵动多变之感。

以线的方式表达。自然光影艺术在建筑表皮设计中的线性表达可分为五大类：水平线状光形，垂直线状光形，斜线光形，曲线光形和光缝。水平建筑表皮产生线状光形，使空间变的有无限延伸的感觉。垂直带形窗能在表皮产生垂直的线状光形，垂直线引导视线上升，产生空旷的空间感受。斜线光型给人奋进和挑战感受。曲线的流动性强于直线，其中的自由曲线又比几何曲线更加灵活，稳定而又富有变化。光缝属于建筑表皮中的线状光形，窄缝的侧壁对自然光线进行多次反射，产生衍射的效果。

以面的方式表达。当自然光线的入口面积足够大，在建筑表皮界面中占有较大的比例时，光形不再起点缀的作用，而是成为界面的主体。现代建筑中，以落地窗引进自然光的形式也基本属于自然光影艺术以面光的形式在建筑表皮设计中应用。

2.与人类互动关系的表达

作为建筑师，特殊的挑战不是如何让自然光线充满整个空间的问题，而是在给定的环境和条件下，让光线充满室外空间的同时也充满室内空间，作为一种关系或对话，让自然光影、建筑与人类之间产生有趣的互动关系。建筑处理空间架构的关系，细致周到地创造有意义的空间，自然光线赋予空间情绪，通过光线在一天之内、一年四季不断变化产生的细微差别来调节和表现空间，空间冷静，然而充满活力。

建筑表皮构成要素对光线捕捉的影响

1.承光部分的建筑界面

自然光线本身是无形的，它需要借助建筑表皮，即建筑界面，来实现其形态。

建筑界面是建筑表皮中的物质实体部分，强调其作为室内空间、室外空间的交接部分，强调自然光线从室外到室内的采集与转换。建筑界面因为其组成的材料和构造不同，对光则有不同表达。不同质地、虚实、形状、色彩的建筑界面，让自然光有不同的表达，依据对光线的透过性不同，建筑界面可以分为不透光质地、透光质地和半透光质地，结合构造特征和建筑界面材料进行一下论述。

2.采光部分的洞口

建筑洞口的朝向、形态、位置及细部特征，会一起影响到进入建筑空间的自然光线。要形成依依不同的光空间，就需要尺度与形状不同的洞口来组成多样的采光体系。小尺度的洞口在界定室内外空间的同时，强调了建筑室内空间的私密性，洞口的尺度增大，建筑室内空间的形式上的对抗就会下降，两者之间的界限减弱，能达到逐渐的融合。在不违背结构逻辑的前提下，即可在建筑界面上任意的开形状、大小、位置各异的洞口，位置不同的洞口所形成的光影各不相同，洞口位置的安排可以影响到自然光线的分配，以及创造出不同情境的空间。

3.控光部分的遮阳装置

建筑表皮的控光部分功能是指通过对自然光进行调节、过滤、引导、重塑和阻挡，来满足人们的舒适性要求，提高空间中自然光线的质量。自然光的时间性、地域性决定了其是一种不易捕捉的自然力，需要对其进行控制才能营造适宜的室内光环境。建筑表皮就好比一个硕大的“光控装置”，它通过对不捕捉到每一缕自然光线的精心雕琢，为营造富于变化的光空间做了充分的准备，并赋予了室内空间不同的个性。对自然光进行控制，主要体现为对光的数量、入射角度以及入射方式的控制，建筑可以利用其遮阳格栅、遮阳板实现这些效果。

自然光影艺术在建筑表皮中的情感表达与氛围营造

建筑表皮的光环境，形成了建筑空间内部的明暗色彩变化，能够对人的心理及生理带来极大的影响，不同的光影营造出不同的气氛，也表达出不同的感情色彩，自然光环境在建筑表皮上的运用成为目前建筑设计行业里的一个重点内容。建筑表皮是视觉的第一印象，自然光影艺术概念的引入，为建筑带来了色彩和人情味，这一时代建筑艺术家们开始追求建筑给人们带来的精神情感和文化内涵，这也使得建筑表皮的地位被提升到等同于建筑功能、建筑结构的相同地位，走上了一个前所未有的高度。

在情感的表达上，自然光影通过建筑表皮带来冷暖变化、距离变化、面积变化以及动静变化。在温度上，滤过建筑表皮后的暖色系色彩讓人温暖、有安全感，冷色系则表现出寒冷与孤寂；在距离感上，明度较低的色彩让人感觉后退，反之则是让人感觉亲近、明度较高的暖色又被称为前进色。在光影的面积感上，同等面积的光影色彩，色深低明度的光影有缩小的趋势，反之则有放大感；在动静变化上，冷色光显得沉静，暖色光让人兴奋。

结论

自然光影在建筑表皮设计中有其独特的无可比拟的作用与效果，是重要的空间设计要素，通过对自然光影艺术在建筑表皮设计中的研究，总结出建筑外表皮与自然光影的内在关联，提炼出了有效价值，推断和预测了建筑表皮与光影的结合的未来发展方向，总结如下：

第一，在满足基本使用要求的前提下，未来建筑将采用先进合理的技术措施，使用更多创新材料，更加智能、绿色、环保的利用到自然光影，追求艺术与技术相结合的创新理念。

第二，建筑表皮在利用自然光影时，将朝着印象化趋势发展，更注重情感表达与氛围营造，更多的满足人们视觉、温度以及健康的心理需要。

第三，建筑表皮将朝着多元化方向发展，不仅满足基本使用要求，同时结合高科技材料，融合创新理念，增加建筑外部空间与自然的多重对话。

（作者单位：东华大学 服装·艺术设计学院）