浅谈建筑设计中自然光设计手法的应用

张督军

摘 要 随着建筑业的迅速发展，近年来生态建筑受到社会的广泛关注，并且随着技术的发展，采用先进技术开发生态建筑项目的方法已成为热门话题。本文介绍自然光在建筑中的应用，并根据自然光设计的原理分析自然光在建筑中的设计和应用。

关键词 建筑设计;自然光申请;生态建筑

随着科学技术的发展，依赖大量不可再生能源消耗的建筑物的室内环境在为人们提供舒适健康的生活的同时，还对人们的日常生活环境造成了严重破坏。如今，“可持续发展”已成为建筑业关注的焦点，利用自然光实现资源和能源的合理利用是实现可持续发展的有效途径。天然光是最基本的自然元素，是一种可再生的自然资源，在现代建筑设计中合理有效地利用天然光可以减少能源消耗，减少建筑物的运营，维护和管理成本，是现代和未来设计师必不可少的。

1应用自然光设计的必要性

如今，建筑艺术和建筑技术的不断发展提高了建筑师的绩效。现代建筑体现了更先进，最前沿的表现形式，并反映了现代城市文明的准确性和宁静。在繁忙的城市生活和紧张的工作节奏下，人们对于科学技术的依赖性不断提高，逐渐脱离了与自然的关系。因此，建筑师通过艺术和技术的设计技术有效地利用自然的某些元素为建筑物中的人们服务。它在恢复人与自然的关系，维护人类的身心健康，养育心灵等发挥着不可替代的作用。作为生态环境当中的重要元素，自然光在建筑工程中的应用，能够有效解决上述问题。尤其是在当前可持续发展理念下，环境保护和绿色节能等问题变得越来越重要，因此对该提案的讨论变得更加有意义[1]。

2自然光设计的应用方式

2.1 诱导式采光设计

诱导式采光设计的特点主要表现在两个各方面：①可以充分利用自然光;②减少人造照明的能耗。

因此，诱导式采光设计系统的目的是在建筑物中有足够的光线时使建筑物利用外部自然照明。在设计中，使用了多种方法，例如安装百叶窗或安装有阴影的建筑物，当然，某些建筑物也使用光纤进行照明。

诱导式采光设计有很多优点，它不仅可以为住宅建筑提供足够的自然采光，还可以节省人造照明的能耗，为居民创造一个舒适的室内环境。

（1）半透明的屋顶。半透明的屋顶设计通常更适合于地板建筑，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设计，可以很好地改善室内照明，不仅可以在一定区域内显得不显眼，而且可以均匀分布室内照明，而且可以提供适当的照明角度。特别是对于太深的房屋，中国城市住宅的深度通常在5米以内，超过此限制会严重影响房屋的通风条件和自然采光。对于建筑物，透明屋顶设计可用于增加住宅的自然采光。

在房屋中使用透明屋顶的效果非常重要。将同一区域的透明屋顶的粗糙度与正常的垂直窗户进行比较时，其粗糙度大约是垂直窗户的3倍。选择透明的屋顶以增加家中的自然光[2]。

半透明的屋顶不仅可以增加照明并减少人工照明的消耗，而且具有优于其他照明设计的优势。也就是说，它通常具有艺术效果并且可以满足人们的审美需求。由于其艺术美，城市中的一些生态建设者经常使用透明屋顶，这些生态建筑师通常不仅增加自然采光，而且还在建造房屋和建筑物的过程中使用透明屋顶。该建筑具有独特的美感，并受到人们的认可和喜爱。

（2）中庭设置。在建筑物中安装中庭可以增加房屋的自然采光。大深度的低层建筑的自然采光能力较差，对于大深度的多层建筑，自然采光尤其困难。因此，在这种情况下，建筑师可以使用照明中庭来解决此问题。重要的是要安装一个照明中庭，以将自然光引入建筑物，并原则上使用建筑物的侧窗收集自然光。当中庭位于建筑物中心时，其大小不是静态的，而是随着建筑物楼层的增加而变化。由于中庭是为深色多层建筑设计的，因此建筑师必须随着建筑物楼层数的增加而增加中庭，因此中庭的底部应确保充足的自然光线。

（3）太阳能集热器太阳能集热器也是诱导式采光设计之一，它利用自然折射和反射原理在缺少自然采光的情况下提供充足的自然采光，是增加室内自然光的重要措施之一[3]。

2.2 诱导式中庭气候交换系统

诱导式中庭气候交换系统目前广泛用于生态建筑中，因此它们对建筑物的照明和通风（特别是对于深层建筑物）具有重要意义，可以大大增加建筑物的自然采光和通风条件。诱导式中庭气候系统在感应通风和感应照明相结合中起着双重作用，并且在改善生态环境中起着重要作用。

在生态建筑中设置透光灯中庭可以减少建筑的能耗并增加房间的自然采光，不仅具有生态优势，还能够为居民创造了舒适明亮的室内环境。在使用透光灯中庭的过程中，实际上会利用自然光和热效应来节省人工能源消耗。

例如，在冬天，可以利用温室效应来提高建筑物内部的温度并实现保温效果。在夏季，中庭利用热烟囱效果改善建筑物的通风条件，并增加自然通风以降低建筑物的温度。以这种方式，可以通过收集和回收从建筑物中排除的热能同时减少机械通风来达到节省建筑物能量的目的。引入绿色植物可以改善中庭的空气质量，减轻建筑物对周围环境的负担，并为用户提供心理上的舒适感。

另外，在生态建筑中使用泛光灯中庭可以减少人工通风的能源消耗，并且可以通过回收建筑中排除的热能来解决建筑的能源问题。如果您需要改善中庭环境并改善空气质量，则可以引入更多的绿色植物来改善建筑物周围的环境[4]。

3结束语

如今，“可持续发展”是建筑业的重点，利用自然光实现资源和能源的合理利用是实现可持续发展的有效途径。建筑师通过合理选择建筑物的外部形状，平面结构，内部深度，窗户类型的谨慎设计以及外部保护结构的结构和材料，来寻求更自然的照明并减少照明，采暖和降温。减少人与自然之间距离的同时消耗能源。综上所述，本文详细介绍了如何在生态建筑中使用自然光设计技术，并分析了一些典型的自然光设计技术。应用自然光技术可以使住宅建筑更节能，更环保。

参考文献

[1] 刘琦，曹亚楠，卢乾.设计空间就是设计光亮——基于采光的路易斯·康作品解析[J].华中建筑，2018，（5）：132-136.

[2] 胡瑞.光影美学在建筑设计中的运用分析[J].居业，2018，（5）：54.

[3] 黄芳.自然光光导照明对南宁市老旧建筑采光能耗及效果的影响分析[J].科技通报，2018，（6）：172-175.

[4] 刘宇波，刘彬艳，王梦蕊.基于自然光环境改善的青少年教育空间设计探索[J].建筑技艺，2019，（4）：40-43.