当代建筑空间天然光影艺术表现方法研究

曹易，郭继朋

（天津理工大学 艺术学院，天津 300384）

一、建筑空间天然光影艺术的概念与作用

（一）天然光影艺术概念

天然光影艺术是天然光与影两种艺术元素的统称，在建筑空间中天然光透过玻璃等媒介进入建筑室内空间会发生透射、反射、折射、散射和吸收等现象，合理巧妙地运用光的这一特性和天然光影的特殊表现力，可以在建筑空间中营造出丰富的空间艺术效果和情感表达。

由于天然光影艺术材质的特殊性，在建筑空间设计中光的方向性、强度和受光面的质感与颜色都是影响天然光影艺术表现力的重要因素。其中方向性取决于建筑采光口的位置、朝向、采光口形式以及有无遮挡物等因素；光的强度取决于天然光的强弱、采光口的大小、玻璃等媒介的透光性等因素；受光面（地面、墙面）的质感粗糙、细腻程度，颜色深浅等可产生或柔和或强烈的光影效果。

（二）建筑空间天然光影艺术的作用

路易斯·康曾经说过：“自然光是唯一能使建筑艺术称之为艺术的光。”建筑设计是一个在自然环境中内外通透、功能复杂的综合性空间构成体，其设计风格受建筑实用功能、文化、艺术、美学、地理环境等多方面影响，不同类型的建筑对天然光的要求也有所不同，天然光影艺术在建筑空间中的作用主要体现在以下三个方面：

1.塑造空间。塑造空间主要是指建筑师在建筑空间设计中利用天然光影艺术来起到增强、丰富空间表现力的作用，其中主要分为丰富建筑空间层次与建筑空间装饰两方面内容。严格意义上说所有的的天然光影在建筑空间中都具有丰富建筑空间层次的作用，如冈那·比凯利兹所说“没有光就不存在空间”，而本文所指的丰富建筑空间层次是建筑师在对相对密闭、层次相对单一的建筑空间中通过光影艺术手段对观者制造视觉上的误差，从而起到丰富建筑空间层次的作用。

2.表达观念。由于天然光对人的心理和生理都有着一定的影响作用，因此中西方很多建筑师都青睐于在建筑空间中通过光影艺术来向观者诉说观念与情感表达。如世界著名建筑师安藤忠雄，他是著名的现代建筑师，同时也是一个天然光影艺术家，正如他所说“他的墙不用挂画，因为有太阳这位画家为他作画”。安藤忠雄的建筑设计将西方现代艺术的抽象形式与东方的意境完美地结合起来，建筑形式整体上追求简约风格，在对建筑空间的营造上注重观念的表达和意境的营造，如他的代表作“光之教堂”。（图1）

图1 光之教堂

建筑造型呈简约的几何体形态，以清水混泥土制成，简约淡雅、庄严肃穆，由于建筑功能与地境原因安藤在建筑空间设计中刻意地掩饰建筑出入口，在建筑采光口的设计中，除了一个出入口等主要开口外，只有侧墙面上的一个十字型的狭小开口可以从外部进行采光照明，十字开口的方向由光照朝向而设置的，阳光从十字采光口进入室内，反射在墙面和地面上的光线成为教堂墙壁与地面上的装饰品，直射进来的的光线与昏暗的室内空间形成强烈的对比，在昏暗的空间内光线照射在信徒的身上，可以使人产生视觉上的错觉，从而利用光影艺术语言来向信徒表达人与神的距离，光明与黑暗的辩证。

3.营造意境。天然光影在建筑空间设计中的意境营造，最重要的是要结合建筑的使用功能来营造出符合其功能或设计理念的光影效果，意境是情景交融一体后形成的一种艺术状态，意境的存在是靠体验者以审美体验的方式去发现，由于天然光影艺术具有时间性与虚无性特征，阳光通过采光口进入建筑室内营造出的光影效果会随着时间的变化而变幻，这种自由变幻的光影效果不仅能给体验者带来情感上的共鸣，进入室内的漫射光还可以对居住者起到舒缓情绪的作用，从而达到营造建筑空间意境的效果。

二、传统与现代建筑空间天然光影艺术的表现

传统与现代建筑空间天然光影艺术表现方式主要为屋顶采光与建筑侧墙采光两种方式。屋顶采光的方式可以充分利用天然光的照度和朝向等因素，在为室内引进天然光的同时丰富建筑空间光影艺术效果。按照采光口的分布方式，屋顶采光主要分为集中与分散两种。集中式屋顶采光是指在屋顶位置设置一个采光口，太阳光通过该釆光口进入室内空间，达到采光要求实现艺术表现效果。由于天然光影艺术具有对立统一的哲学思想，又有着独特的水墨意韵，因此中国建筑师在建筑中非常注重光影效果的营造，古建中的天井就是集中式屋顶采光的代表。天井在古建中除了具有采光、通风、防晒、防雨等实用功能外，还具有丰富建筑空间艺术表现力的作用。太阳的直射光进入庭院，不但可以丰富建筑的空间性，还能够打破围合型建筑给人心理上造成的封闭感，满足居住者对自然的审美需求。

分散式屋顶采光口相对于集中式采光口形式更加自由，更容易在建筑空间中塑造出丰富的天然光影艺术效果。与屋顶采光口相比，侧墙采光的形式更加丰富。影响侧墙采光的因素主要有透光材料、构造做法、朝向和尺寸等。按照采光的形式，侧墙采光也可分为集中与分散两种方式。

集中式侧墙采光在建筑空间中主要是由玻璃幕墙与不同透明度的玻璃来配合完成。这种采光手法不但可以最大程度地保证室内的天然光照明，还可以营造出丰富独特的光影效果。与集中式侧墙采光相比，分散式侧墙采光更容易塑造出特殊的的光影效果。如柯布西耶设计的朗香教堂建筑设计，建筑采用分散式侧墙采光方式，建筑墙壁中设置多个内外大小不等的窗口与倾斜的墙面相配合，造成一种不稳定感；窗户中采用有色玻璃材质，使透过玻璃进入教堂的光线随着时间的变化相继发生改变，光影的形态与色彩的不断变换为体验者带来梦幻般的感受，为教堂空间营造出神圣的宗教气氛。

三、当代建筑空间光影艺术表现方法

随着科技与经济的快速发展，数字化技术在建筑设计中的广泛应用使得非线性建筑异军突起，当代建筑光影的形式也趋于多元化。当代建筑光影是指当代艺术的建筑空间光影。当代艺术并非是时间范畴，也不是一种流派，而是现代与后现代的共存共发展，当代建筑光影艺术与传统的建筑光影艺术相比艺术表现形式更加丰富，视觉冲击力更加强烈。当代建筑光影按艺术表现形式主要为非线性建筑空间与建筑镂空表皮设计以及光影图案、动态影像设计四种类型。

（一）非线性建筑空间天然光影艺术表现

非线性建筑空间设计概念的探索是从20世纪60年代开始的，随着数字化技术的快速发展，在20世纪90年代末非线性建筑空间得以实践成功并逐渐兴起。非线性建筑空间的光影塑造方式与传统的线性建筑空间光影表现方式有着较大的差异。传统建筑的采光为墙顶分离式采光，非线性空间采光是屋顶与墙面一体化的“天地一体”采光方式，非线性空间的天然光影艺术表现方式可以营造出丰富独特的光影艺术效果并为观者带来沉浸式的光影审美体验。如法国AS工作室改建的克雷泰伊大教堂（图2），教堂的拱形圆顶为教堂带来了全新的面貌，教堂建筑设计采用数字化技术，建筑屋顶与侧墙合为一体，形成两个半球型外壳，在两个半球形外壳的的缝隙处设有大面积的彩色玻璃，阳光透过彩色玻璃照射进入室内形成绚丽缤纷的彩色光影，为教堂营造出神秘的气氛。又如深圳宝安国际机场建筑设计（图3），该建筑最初灵感来源于深海蝠鲼，后经深化演变成抽象飞鸟。建筑空间采用参数化设计方式使屋面具有高低起伏的自然地貌特征，天然光穿过屋面的双层表皮结构，在建筑内部形成丰富的光影效果。

图2 克雷泰伊大教堂

图3 深圳宝安国际机场

（二）建筑镂空表皮天然光影艺术表现

建筑镂空表皮的设计与传统、现代的采光口造型设计有所不同，传统与现代的建筑采光口设计主要是通过天井和侧窗的造型设计来实现的，而本文中的建筑镂空表皮设计是指用参数化设计方式对建筑的表皮进行镂空装饰设计，这种采光方式可以为室内营造出炫丽、神秘的光影效果。如天津滨海海浪花艺术馆建筑设计（图4），该建筑设计以水为主题，突出表现浪花意象。该建筑外形特征以浪花为原型，采用参数化设计技术将建筑的铝板表皮设计成鱼鳞状，在阳光的直射和周边水池中的漫反射光的作用下，为建筑营造出丰富变幻的光影效果。又如法国当代建筑设计大师让·努维尔的代表作阿布扎比卢浮宫建筑设计（图5），该建筑采用直径约180米长的圆形镂空穹顶覆盖。阳光透过穹顶上的镂空肌理进入室内，投射在建筑墙壁与地面上的光点、光柱有如星空的繁星，随着时间的推移，建筑空间内的光影也随之变幻，为游览者带来一场视觉盛宴。

图4 天津滨海海浪花艺术馆

图5 阿布扎比卢浮宫

在建筑镂空表皮设计中，除了抽象肌理图形外，还有很多具象镂空图案的设计案例，如北京玫瑰博物馆建筑设计，该博物馆外表皮采用镂空的玫瑰图案进行装饰，阳光穿过玫瑰图案的建筑表皮，投射进入室内，为博物馆营造出变幻莫测的光影效果。

（三）动态可变光影艺术表现

动态可变光影是最具光影艺术魅力的一种艺术表现形式，动态光影效果所表现出的节奏感和视觉冲击力，可以给人带来极大的审美享受，同时由天然光所产生的动态光影效果，随着时间和环境的变化还会产生意想不到的艺术效果。动态光影在建筑中主要是作为人们观赏的动态影像艺术品。在动态光影的塑造中最重要的是“借景”手法的运用，借景是园林景观里的常用手法，在建筑光影艺术中的应用，主要是通过光反射、折射与周边景物配合来营造出不同形态的光影艺术效果。

在动态可变光影的营造中借景对象主要为水面、镜面、花草树木与流动的人群，并受光照、风向等多重因素影响。如浙江省的大木山茶室的冥想空间建筑设计，墙面中设有圆形采光口，利用园林中框景手法，不仅能让人欣赏到屋外的自然景物，还可以借用湖面的波光反射，为建筑空间塑造独特的动态光影效果。

由DOMANI东仓建设设计的广州ZS Lab商店建筑设计（图6），该建筑位于广州的创意园区内，该创意园区是由废弃的纺织机械厂改造而来。ZS是一家T恤的新品牌，因其公司专注设计纯白（黑灰）的款式，深耕于面料科技、版型、车缝、逻辑十分具有建筑性，所以自然成为建筑师在该项目上的建筑空间建构技法的原则。建筑师在原先的建筑基础上进行改造，设立新的外墙和窗户以及屋顶的提升改造。阳光透过建筑落地玻璃窗外的树木投射在室内的混泥土墙壁上成为天然的光影装饰画，投射在墙壁上的树木光影随着风的吹动和光照的变化不断变幻，为游览者营造出了一个天然的动态影像艺术作品。

图6 广州“白ZS Lab”

四、结语

天然光影艺术是一种特殊的艺术形式，它的时间性与虚无性等特殊属性使天然光影艺术具有着独特的艺术语言和表现方式，探究分析当代天然光影艺术与建筑空间设计的结合方法，不仅可以减少人工光的能源消耗，减少光污染，还可以起到丰富建筑空间层次和观念表达的作用。