建筑设计中自然光设计手法的应用途径

【摘要】建筑设计中合理应用自然光设计手法能够使建筑整体设计质量得到进一步提高，提高建筑工程设计方案的合理性和科学性，进而提高建筑的工程质量，满足应用需求，可见，将自然光设计中应用到建筑工程设计中是必要的。

【关键词】建筑设计;自然设计;工程质量;屋顶设计

经济的飞速发展使社会上许多行业都呈现出了繁荣状态，而且也为社会发展注入了活力。做好建设设计能够为人们建设出一个功能完善、美好外观的建筑工程。可见，要做好建筑设计，在具体设计期间要合理采用自然光设计手法，提高建筑工程质量，为人们提供一个舒适生活环境。

1、自然光的特点

自然光在变化过程中会呈现出一定变化规律，自然光会随着时间的改变而发生变化，这也会使自然光效果发生一定程度变化。随着时间变化，自然光照射角度会发生变化，而且，自然光线也会到天气影响[1]。从物理角度对自然光进行分析，温度变化会对自然光造成一定影响，自然光色彩包括光谱和色彩成分，自然光内部光谱成分存在一定差异，当不同类型自然光照射在人身上时，会给人们带来不同感受，因此，在建筑设计中合理应用自然光意义重大。

2、自然光在建筑设计中应用的意义

2.1 调节室内明暗程度

光线充足明亮建筑室内空间能够在生活中给人们带来视觉上和精神上的双重感受，使人们能保持放松状态，为人们提供舒适的居住环境。设计人员在建筑设计中对自然光进行应用，能够实现对建筑室内空间自然光明暗程度的合理调节，从而改变建筑内部环境[2]。在部分冬日光照充足区域，要具有足够时长实现对室内温度进行调整，通过光照，提高室内温度，进而减少能耗，达到节能环保目的。除此之外，将自然光应用到建筑设计中，可以有效降低的居住者在白天对灯具照明的应用率，减少非必要的电能损耗。

2.2 调节视觉效果

建筑设计中合理应用自然光能够实现对自然视觉效果的调节，需要注意的是，这种调节效果主要适合应用在外观结构构造中，利用明暗度不同光线，提高建筑外观整体设计的立体感[3]。设计人员进行设计建筑外形时，依据建筑外观构造实际需求，科学控制建筑空间，以及物体具体光照情况，改变光照的角度、位置、强度、形式等各项内容，从而使建筑物能够呈现出不同视觉效果，通过这种设计方式，能够使建筑物在不同时刻呈现出特定的数据效果，进而提高建筑工程整体性能，使建筑物知名度程度得到进一步提高，甚至能够成为当地的标志性建筑。

2.3 确保能源持续发展

科技的飞速发展现代建筑节能设计使原建筑能耗情况得到明显改变，而将自然光应用到建筑设计中则是一项锦上添花的行为。将自然光引入到建筑工程设计中，可以对室内明暗程度情况进行调节，在晴朗白天，不需要采用照明设备对室内光亮程度进行调整，这样就能够减少电能消耗量。此外，自然光作为一种太阳能源，充足光照可以使室内获取到大量热度，进而提室内温度，在温度较低的区域和季节，适当延长光照时长，能够减少在取暖上的能耗，贯彻低碳理念，从而促进我国建筑行业的持续发展。

3、建筑设计中对自然光设计手法的具体应用

3.1 透光屋顶设计

（1）透光屋顶设计主要适合应用在一些层数较低的建筑中，自然采光中能够大幅度提升设计采光效果，如果在建筑工程中采用透光屋顶（如图1所示），则可以提高建筑工程中应用期间在傍晚和早晨采光效果，进而使室内整体明亮程度能够平均分布。透光屋顶设计与传统侧面采光的特点如表1所示。

（2）低层设计中提高自然采光率能够提高整个建筑透明程度。通过优化设计后，采取透光层屋顶设计，能够提升建筑整体采光率[4]。针对小型住户来说，利用透光玻璃与垂直窗户相比，温度能够提升10%-25%之间，这一方面能够提高采光率，另一方面也可以减少因为照明而发生的能耗，而且能够使艺术效果得到进一步提高，满足人们对于建筑工程性能的需求。

3.2 中庭设计方案

建筑设计中应用中庭设计方法能够提高自然采光，有效避免由于建筑工程中的低层采光能力差，而导致室内光照不足问题，特别是真的大深建筑来说，采用中庭设计，能够提高空间利用率，某建筑采用中庭设计如图2所示。

（1）将采光中庭应用到建筑设计中，能够导入自然光，特别是对中午直射光进行应用，利用侧面窗户完成对自然光的采集，适当进行中庭设置，合理融合中庭和垂直窗户，将自然光都导入到室内[5]。

（2）设计中庭期间，要全面考虑建筑工程中每一项细节，随着建筑楼层增要适当进行调整，针对过深建筑，要适当扩大建筑中的中庭，进而使中庭底部能够接受到充足自然光照。

（3）收集太阳光也是中庭诱导式设计的一种形式，利用折射和反射方式提高自然光透射率他，通过对这种采光方式的应用，能够使这些部位得到充足自然光照。需要注意的是，太阳光收集器成本高，因此，对其进行应用，会提高建筑工程的整体成本。具体应用时，要全面结合具体情况，进行综合分析，考虑生态效应和经济性，确定应用的合理性。

3.3 建筑工程内部设计

建筑工程内部设计时要全面自然光规律和特点，让其能够合理融入到建筑内部结构。例如，进行建筑窗户设计时，要在建筑内部采光充足基础上，对自然界采光情况进行分析，确定建筑物内能够得到自然光，对设计窗户进行适当优化。现阶段建筑设计最广泛的方案就是加装遮阳和百叶窗。阳光直射时，对百叶窗方向进行调整，进而获取到更多自然采光，而在外界自然光较为柔和时，全部打开窗帘，也可以调整百叶窗，使其处于全部开放状态，使自然光照通透率能够得到进一步提高。

3.4 气候交换系统设计

（1）采用自然光时要做好气化变换系统设计，在生态建筑发展期间，要对优秀采光进行合理应用，进而使建筑工程的采光，通风等级都得到进一步提高。特别是针对一些进深大的建筑工程来说，在实际设计期间，合理采用自然光设计，可以大幅度减低室内出现的闷热感，进而为人们营造一个舒适的生活环境。

（2）采取诱导式中庭通风系统，能够实现对自然光和自然风的采集，使室内居住生态环境得到改善。在冬季利用光照，使建筑物内能温度快速升高，快速达到预设温度，而夏季应用烟囱效应，使建筑内空气实现循环，利用自然风，降低建筑室内温度。

（3）采取内外循环方式，一方面可以改善室内空气质量，另一方面也可以减少建筑能耗。

结语：

总而言之，将自然光设计应用到建筑设计中，可以使建筑物外部视觉效果得到进一步提高，调节室内温度、光亮程度，减少了采暖和照明设备在应用时的非必要能耗，在提高人们居住舒适度的同时，达到节能减耗目的。

参考文献：

[1]朱云丽.绿色建筑设计在建筑工程中的应用研究[J].工程建设与设计，2020（16）：39-40.

[2]何伟铭.现阶段建筑设计中绿色建筑设计理念的运用探析[J].居舍，2019（25）：77.

[3]付亚东.基于节能的高层办公建筑自然采光设计策略研究[J].工程建設与设计，2019（15）：21-23.

[4]刘洋，刘涛.浅论建筑照明的类型以及自然光在建筑照明中的应用[J].四川水泥，2019（05）：155.

[5]孙小建.自然光在养老建筑设计中的应用及采光效果探析[J].住宅与房地产，2019（06）：70.

作者简介：

丁俊（1988.03-），女，汉，本科，工程师，湖南冷水江，主要从事建筑设计及相关工作。