建筑设计中自然光设计手法的应用

于涵

（山东建筑大学建筑城规学院，山东 济南 250101）

由于近年来房地产的兴起，建筑物的数量逐年增多，加上人们生活水平的提高，建筑设计的好坏也就成为了衡量房屋好坏的重要标准。在进行建筑设计的过程中，建筑房屋内的自然光可以通过精确的设计来进行相应的控制调整，保证日常的光能和热能，可以更好的满足人们生活需求。应用好自然光设计非常有意义，首先是人们的日常生活离不开自然光，其次根据地球的自转和公转，自然光的辐射角度和强弱，合理应用自然光的设计手法，能够有效减少能源的消耗，在很大程度上促进了我们国家生态文明的建设。

1 自然光在建筑设计中发挥的重要意义

在建筑设计中，应用好自然光相当重要。第一，从资源利用的角度来看。大家都知道，自然光是无需生产的清洁能源，而现如今很多资源由于过度的开发利用，已经很是匮乏，所以几乎所有行业都需要对现有能源进行充分有效的利用，由此建筑行业需要跟紧时代步伐，充分利用自然光。自然光通过辐射散发光能和热能，利用精巧的手法，对自然光进行设计，将自然光进行不同程度的转化利用，能够有效减少建筑工程对电力能源的耗费。优化使用自然光，不仅可以减少灯的照明时间，还可以通过自然光照射所散发的热量来增加室内温度，从而减少了空调和暖气的使用，在优化利用资源的同时，还减少了资源浪费。第二，从人体舒适度的角度来看。人类离不开自然光，自然光是人类生存的首要需求，同时自然光能够让人们的舒适度得到最佳的体验。所以利用自然光设计手法，加大建筑物对光的采纳度，可以是生活环境更加舒适，从而提升幸福感。第三，从建筑视觉效果的角度来看。根据不同的建筑风格，合理利用设计自然光的强弱和辐射的时间，可以增加建筑的亮度，还可以使建筑的视觉效果更加惊艳，从而展示建筑的美感。

2 对建筑材料自然光的效应进行分析

（1）不透光的建筑材料。石头、木头和水泥等材料通常是我国早期建筑所应用的，使用这些不透光的材料进行墙壁堆砌，从而平衡室内的温度。虽然这种材料可以防止冬天冷风的侵袭，但是缺乏了自然光的照射进行杀菌除湿，在一定程度上会对人类的身体健康产生影响，从而影响生活质量。同时，这类建筑材料的成本价高，不能够呼应时代的要求，所以建筑设计中很少存在该类材料。随着科学技术的提升，在设计建筑的过程中，通常采用自然光与金属材料和特质的混凝土进行合理的设计应用，不仅提升了人们居住环境的舒适度，还大大符合了当代建筑设计的要求原则。

（2）透光的建筑材料。在当代建筑设计中，透光的建筑材料已经成为建筑物中不可或缺的一部分，同时，随着技术的不断创新发展，透光的建筑材料也在不断提升自身的质量和性能。很多建筑在其外围的结构设计中，都使用比较好的透光材料，比如现在最频繁使用的透光材料，如玻璃，不同质地和不同外形的玻璃会根据建筑风格的不同，而被应用设计到不同的建筑房屋中，透光材料通过对自然光的直射与折射，使建筑空间的光照面积得到了很大的提升，不仅增加了设计的美感，还满足了人们对居住环境的需要。

3 自然光设计手法在建筑设计中的应用

（1）内部设计。对建筑进行设计的人员，在进行设计的过程中，应该要集合建筑物的内部构造，充分利用自然光进行设计。如果建筑工程的结构有点复杂，相关的设计人员应该根据以前的自然光设计经验，设计好采光方案，使建筑设计中的自然光设计手法，能够在实际的施工过程中被准确的应用。有的建筑物自然光线强，采光效果好，也需要合理的去设计方案，这样就可以有效的降低照明工具的使用频率，从而能够为保护生态环境尽一点绵薄之力。

建筑内部设计想要自然光的设计手法得到有效的利用，设计人员首先应该根据自然光的照射规律，其次了解自然光在该建筑的照射情况，再结合建筑的内部构造，制定好设计手法，从而在最大效度上利用自然光。与此同时，建筑物的使用感在很大程度上与自然光的设计手法有关，当房屋内的光线过暗时，人们的心境也会受到一定的影响，所以就需要加强自然光的设计手法，提升人们的视觉感官，从而扫除阴霾。

另外，为了让建筑内部的设计方案得到良好的实现，在施工过程中，采购人员应该选择与建筑内部设计相符合的施工材料，从而使自然光和建筑物的内部环境相互协调，给予人们舒适的生活条件。当建筑工程的构造比较复杂时，在制定自然光的设计手法时，应该将自然光的合理利用作为基础点，然后不断完善整个工程的质量安全。在自然光不明亮的区域，根据一般的照射情况，设计好采光方案，并且依据房屋构造，有效的去结合电气设备，从而做到最大的采光效果。

（2）外部设计。一项好的建筑工程项目，体现在建筑物整个体系构造的稳定性，构造的稳定性不仅需要内部结构的完整性，其外部的结构特征也不容忽视，所以内部和外部需要进行密切的配合，通过建筑外部设计与自然光的设计手法进行有效的规划，才能够达到施工作业的效果。一般而言，设计人员可以利用长期积累下的设计经验，设置好采光井这些比较基础的设备，即使在光照强度弱的情况下，也可以让自然光的使用效率得到提升。另外，应用物理知识中的发射性原理，使用一些光影技术对自然光进行相应的处理，也可以极大优化建筑外部的整体性质功能。而且在一些比较复杂的建筑结构中，为了使自然光能够被很好的应用，设计人员就需要对建筑物的外部结构进行加强设计，就比如使用光的反射和光的折射原理，来增强自然光。在寒冷的冬天，光的照射尤为重要，那么就需要增加墙体的内部设计，以及对玻璃的透明结构进行精确的设计，使得自然光能够满足人们的需求，达到冬日保暖的效果，不仅发展了绿色环保的理念，同时又使生活质量得到提升。

（3）对建筑平面图纸进行设计。建筑图纸的设计是整个建筑工程的开端，图纸的设计好坏将直接影响整个工程的质量。所以设计人员应该最先以当地的日照以及建筑区域的地理位置情况，从而完成对图纸的构图。在设计的过程中，自然光的设计手法首先体现在对建筑物之间距离的合理控制上，其次则体现在整个建筑的布局情况。如果建筑物与建筑物之间的距离太过紧密，不仅会降低采集自然光的效果，还违反了相关的规定。而建筑物之间距离太过宽敞，在土地资源匮乏的当今又造成了资源的浪费。所以在对建筑物的布局进行设计时，需要严格参照有关规定的各项数据，在符合规定的基础上，再对自然光的采集进行最有效的设计，使房屋在冬天的日照时间达到最长，距离散布最广。

（4）对导光管法和反射法的有效应用。导光管法是一种常见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，把阳光引入到室内比较通风的区域，然后再用导光管过滤掉阳光中的放射光线，最后将阳光分散到各个角落的过程方法。将导光筒放置在合理的位置，人们就可以通过对自然光的采集，在阳光下进行一系列的活动，同时采光器会将光线中的紫外线，而且还能够消除光线中的放射线，有效的避免了阳光辐射对身体的损害，使人们在日常活动中能够安心自在，从而达到安全用光的目的。反射法则是通过棱镜折射阳光，从而来采集自然光，该方法最初是被提出解决高层楼房的采光问题，随着时间的推移，该方法逐渐被应用到地下10m的对自然光的采集，总体而言，对建筑采光的发展有着极为重要的作用。

4 结语

总之，在建筑设计的过程中，有效应用自然光的设计手法，已经成为了当今时代的追求。加大对自然光的采集，不仅会提升人们生活环境的舒适度，还可以有效整合资源，对资源进行充分的利用，从而实现可持续发展的环保理念。所以，在设计建筑时，设计人员不仅要结合以往所积累的经验，还需要对当地光照的条件进行充分的调查研究，从而提升设计的质量，在保证生活质量的同时，促进建筑行业发展进步。