自然光在建筑设计中的运用分析

陈海龙

摘 要：自然光作为自然资源，自然光在建筑中的应用，不仅可以让人感觉舒适，而且给建筑物自身增色且节能，与国家提倡的节能减排相吻合。因此，如何运用能达到建筑节能的目的，是设计师较为关注的问题之一。本文主要论述建筑设计工程中的自然光运用进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：建筑设计；自然光设计；运用手法

一、建筑设计中应用自然光的意义

（一）自然采光与节能减排

依据建筑理论及行业发展的经验来看，大部分建筑采用采光井安排、庭院布置以及建筑体量的控制的相关理论不断完善，并不断积累优秀经验。当前人们在狭小的建筑空间内过度依赖人工照明，使得自然采光逐渐被忽略，一味地通过照明设备的合理使用营造良好的室内光照效果，造成了能耗的增加。因此，注重自然光的利用，实现节能减排目的。

（二）自然采光与人体健康

自然采光对于维护人体健康、提高人们的生活工作积极性也有一定的影响。当前各种无窗的室内空间很多，在这种长期没有阳光和密不透风的建筑中生活与工作，会增加抑郁症的患病几率，或出现其他不健康症状。因为人们不能长期感受到外部自然环境变化，持续处于“生物钟黑暗”状态下，降低了人们的生存质量。

（三）自然采光与建筑设计

自然采光具有诸多优势，若设计处理不当则会引发蝴蝶效应。因为自然光具有不稳定性，所以过多或者是单一采用自然光，则室内的照度不能得到保障，容易造成眩光、室内热量的大量积聚等问题。但是也正因为自然光具有不利之处，设计人员在设计过程中更加偏爱于稳定度高的照明设备，忽略了自然采光设计工作。从很多优秀的建筑设计案例来看，建筑的合理设计和技术手段的合理使用可以保证建筑内部光环境的稳定与均匀，建筑的形态和外立面也更富有层次感。

二、建筑设计中的自然光应用

（一）总平面设计

在建筑工程设计中，建筑总平面设计的整个工程设计的核心，为了保证建筑总平面设计工作能够顺利开展，设计人员需要结合当地光照条件，合理应用自然光设计手法。建筑工程设计人员需要严格控制两栋建筑物之间的距离，如果建筑物之间的距离过大，会造成土地资源的浪费，而距离过小，则会严重影响建筑照明，降低自然光的利用率。设计人员可以采用控制日照间距的方法，合理调整建筑物之间的距离，保证建筑物内部采光符合相关要求。

建筑面积对采光也有一定的影响，如建筑工程内部的建筑面积过大，而自然光照射距离有限，建筑设计人员需要根据建筑内部照明情况，安装一定数量的照明设备，人工照明设备能够为人们提供良好的光线，弥补自然光的不足。另外，为了保证自然光在建筑面积较大的建筑中得到更好的应用，设计人员也可以采取分散式方法，减少墙体，从根本上保证自然光的入射，减少照明设备的使用。

（二）内部设计

建筑设计人员在进行工程内部设计的过程中，需要考虑建筑内部结构特点，合理利用自然光设计方案。对于结构比较复杂的建筑工程，设计人员可以结合以往的设计经验，制定合理的自然光设计方案，进而保证自然光设计手法在建筑设计中得到更好的应用。对于自然光线较强的建筑工程，设计人员要根据建筑结构特点，科学选择自然光设计方案，减少照明灯具的使用，有效保护生态环境。

为了保证自然光设计手法在建筑内部设计中得到合理应用，设计人员在实际工作中，可以结合自然光的照射情况，找到自然光的照射规律，并结合建筑内部设备的分布情况，制定合理的设计方案，进一步提高自然光的利用率。另外，建筑的使用功能与自然光设计具有密切联系，如果建筑内部光线较暗，会影响人们的心情，给人带来一种压抑的感觉，通过采用合理的自然光设计方法，能够为人们提供良好的视觉感受，让人们拥有一个愉悦的心情。

想要保证建筑内部设计方案得到更好的实施，设计人员在实际工作当中，需要选择合理的施工材料，保证自然光与建筑内部环境的协调性，为人们提供良好的生活环境。对于结构比较复杂的建筑工程，设计人员可以根据建筑的使用功能，制定相应的自然光利用方案，在保证自然光合理利用的基础上，不断提高建筑工程的总体施工质量。在自然光线较弱的地区，建筑设计人员结合自然光的实际照射情况，采用合理的自然光设计手法，并根据建筑内部结构特点，将自然光与电气设备进行有效结合，不断提升人们的视觉感受。

（三）外部设计

在建筑工程中，为了保证整体结构的稳定性，设计人员需要结合建筑内部结构特点，将建筑内部结构与外部结构进行有效结合。为了保证自然光设计手法在建筑设计中得到合理的应用，做好建筑结构外部设计工作非常重要。建筑结构外部设计主要分为两部分，分别是建筑外形设计与自然光的应用设计。建筑设计人员可以采用先进的光线采集技术，合理采集自然光。例如，可以在建筑工程外部设置采光井，采光井能够将自然光引进到建筑内部，提高了自然光的利用率。设计人员也可以利用反射原理，有效处理建筑的光影问题，不断提高建筑结构的可靠性。为了保证自然光采集效果，建筑设计人员可以根据建筑内部结构特点，选择合理的自然光采集方法，如果建筑内部结构比较复杂，可以选择比较简单的采集方法。另外，设计人员需要结合建筑外形，制定相应的自然光设计方案，不断提高自然光的利用率。由于建筑外形与自然光照射联系比较紧密，故自然光的照射角度不同，会影响建筑内部的光线分布。设计人员可以根据自然光的照射规律，采用的自然光设计手法，进一步提高建筑结构的完整性。对于自然光照射时间比较长的建筑工程，设计人员可以根据光照时间，科学制定自然光设计方案。

（四）自然光设计的应用手段

1.光的收集

在光的收集中主要是对热量进行收集，主要的方式为蓄热墙的方式，位于南向的垂直蓄热墙可以通过玻璃采集阳光，利用传导和辐射等条件将热量输入到建筑物的内部，一般的墙体会涂成黑色或者是较深的颜色，这样可以更好的吸收阳光。主要的蓄热形式可以分为实体式集热形式、花格式形式、水墙式形式以及快速的蓄热形式等。

2.传递热量

在建筑当中，热能的传递至关重要。热传递最常用的一种方式就是对流传热，热能可以通过气体传递到其他地方去，热传导的对流形式可以分为自然性和强制性，依据具体的流动形态可以划分为层流形式和湍流形式。利用对流进行热能的传递和利用机械辅助对流的形式均可，当季节为冬季的时候就可以通过太阳能的集热器將热量传递到室内，利用太阳光进行采暖可以实现气体在室内的循环流转。

3.导光管法和反射法的应用

导光管法采集自然光是一种比较有效的手段，通过导光筒的合理安放就可以实现人们在阳光下休息、办公和用餐等活动，采光器可以过滤掉阳光中的紫外线或者是红外线，还可以有效的消除阳光中存在的放射线，可以为人类解决安全用光的愿望，避免担心阳光带来的皮肤损伤和身体损害。

三、结语

综上所述，在建筑总平面设计、建筑内部设计与建筑外部设计中合理应用自然光设计手法，能够有效减少能源的消耗，保护生态环境。建筑设计人员在实际工作中，仍然会遇到很多问题，如建筑内部结构复杂、结构稳定性较低等，这就需要建筑设计人员不断学习国内外先进的自然光设计手法，有效提高建筑工程的经济效益，减少资源的浪费。

参考文献

[1] 王福全.建筑设计中的自然光设计手法分析[J].住宅与房地产，2016（21）：64.

（作者单位：北方-汉沙杨建筑工程设计有限公司深圳分公司）