許亞軍

（中城科澤工程設計有限責任公司，江蘇東臺 224200）

在現(xiàn)代建筑設計中，自然光的有效利用，能夠降低部分能源資源的消耗，因此，我們必須加強對自然光設計手法的應用分析，從而最大程度的提高建筑設計中自然光的利用效率，實現(xiàn)對自然光資源的有效利用。

1 自然光的特征

自然界中非人為因素產(chǎn)生的光線統(tǒng)稱為自然光。自然光隨著地球的運轉(zhuǎn)而不斷地發(fā)生改變，由于地球運轉(zhuǎn)具有一定的規(guī)律性可尋，跟隨地球運轉(zhuǎn)而變化的自然光也具有一定的規(guī)律可尋。同時，自然光在運轉(zhuǎn)的過程中，對事物的明暗照明效果也有著相應的規(guī)律性變化，是可以通過人為操作對其進行控制的。再者，自然光的折射角度和照射角度，在不同時段會呈現(xiàn)出不同的入射角度和折射角度，當光線入射角偏小時，自然光的光波會發(fā)生對應的變化，導致自然光光線色溫下降，反之，當光線入射角度偏大時，光線色溫會提升，這種角度變化帶來的光線色溫變化同樣有據(jù)可循。有研究表明，光線色溫和光譜成分會影響自然景物的色彩，因為不同的自然景物有著不同的光譜成分，其在光線色溫的照射下，會產(chǎn)生不同的視覺感受，進而導致自然景物顏色間出現(xiàn)差異。

2 建筑設計中自然光應用的關(guān)鍵意義

2.1 調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的明暗

光線充足明亮的建筑室內(nèi)空間，會給人帶來精神和視覺上的雙重享受，讓人放松心身，帶來良好的居住感。設計人員在建筑設計中通過對自然光的應用，可以調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的明暗度，起到改變建筑內(nèi)部居住環(huán)境的作用。在部分冬日日照充足的地區(qū)，足夠的日照時長還能起到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，降低供暖設備能源消耗的作用，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。此外，建筑設計中自然光的應用，還能夠有效減少居住者在白日里對照明燈具的使用率，降低不必要的電能損耗，減少相關(guān)費用的產(chǎn)生。

2.2 調(diào)節(jié)建筑物的視覺效果

自然光的有效應用能夠調(diào)節(jié)建筑的視覺效果，不過這種調(diào)節(jié)效果多適用于建筑的外觀結(jié)構(gòu)構(gòu)造，通過光線的明暗度變化來強化建筑外觀設計的立體感和個性化。在實際的建筑物外形設計上，設計人員會根據(jù)外觀構(gòu)造需求，對建筑空間和物體的光照效果進行有效控制，通過改變自然光對建筑的光照形式、光照角度、光照位置、光照強度等，讓建筑的反射光線與折射光線呈現(xiàn)出多樣化的視覺效果，以此保障建筑在不同時刻的自然光照射下都能呈現(xiàn)出特定的視覺效果，從而加深人們對建筑的印象，提高建筑物的知名度。

2.3 推動能源的可持續(xù)發(fā)展

實際上，隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的建筑節(jié)能設計已經(jīng)能夠有效的改變建筑原有的大能耗行為。在建筑設計中對自然光進行有效控制，無異于錦上添花。自然光的引入能夠有效調(diào)節(jié)室內(nèi)的明暗度，讓人們在天氣晴朗的白天，無需采用照明設備來對室內(nèi)的光線明暗度進行調(diào)整，大大節(jié)省不必要的電力資源消耗。同時，自然光是一種很好的太陽能資源，充足的太陽光照能夠為室內(nèi)帶來大量的熱度，提高室內(nèi)的溫度，減少空調(diào)設備、制暖設備等的使用頻率，節(jié)約電力資源。對某些采用煤炭供暖的北方地區(qū)，加長太陽光照時常可以有效降低煤炭資源的損耗。因此，在建筑物設計中加強對自然光的利用，可以有效降低能源消耗，貫徹環(huán)保、低碳、節(jié)能的建筑理念，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 建筑設計中自然光設計手法的實際應用

3.1 建筑總平面

建筑群體空間布局格式是建筑總平面設計的具體體現(xiàn)，而建筑的空間布局格式又會影響設計人員對自然光的控制。因此，為保障建筑中平面設計的科學合理性，設計人員要在協(xié)調(diào)建筑物結(jié)構(gòu)與自然環(huán)境的基礎上，充分結(jié)合建筑所在地的地形條件和光照條件，依據(jù)自然光的光照情況來對建筑群體空間布局格式進行設計，保障每一棟建筑都能夠獲得最佳的光照環(huán)境。

為此，設計人員可以通過科學技術(shù)模擬自然光照條件，觀察自然光照條件下建筑模型對自然光照的反應情況，并得出對應的分析結(jié)果，而后根據(jù)得到的結(jié)果對建筑群體的間距、朝向、總平面設計等進行調(diào)整，確保建筑內(nèi)部空間的光照充足。如果建筑物總平面設計中，存在個別體量過大的建筑物，除確保建筑物內(nèi)部擁有理論可行的最大自然光照射范圍外，還應避開建筑陰影對其他建筑物自然光照的影響，合理控制建筑群體間的間距，確保建筑群體間距的合理，防止因間距不合理而導致的自然光照射不足。

3.2 建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)

設計人員在對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行設計時，應充分考慮建筑所在地的自然光照條件，結(jié)合自然光照條件來設計建筑采光方案，對建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行設計。這樣可以最大程度的改善建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的采光設計，確保其在竣工驗收時，不會因不符合相關(guān)采光要求，而需重新進行設計整改，減少不必要的資源浪費。如果建筑的內(nèi)部平面布局較為復雜，且不能更改，可以通過在墻面上設計采光槽、建筑天花板下部開設高窗、以及在建筑地下室設置采光通風井等辦法來提高室內(nèi)的自然光照射面積和區(qū)域，調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的光線明暗度，從而減少電氣照明設備在白天的使用頻率。

另外，設計人員還可以根據(jù)自然光的折射角度和入射角度，計算太陽光在不同時段的角度變化和光照方向變化，借助一定的設計將自然光引入到建筑物的內(nèi)部空間中，確保室內(nèi)光線的充足。這種引入自然光的采光設計法，可以最大程度上改善建筑內(nèi)部設計功能復雜且室內(nèi)空間大進深的室內(nèi)結(jié)構(gòu)的光照不足問題，有效提高室內(nèi)空間的采光率。

因此，為有效提高建筑內(nèi)部空間的光照合理性，設計人員應結(jié)合當?shù)氐墓庹找?guī)律，同時結(jié)合建筑的實際需求，選擇透光性較高的建筑材料，避免因建筑材料透光率不達標而導致的室內(nèi)光線昏暗。同時，建筑的室內(nèi)裝修設計以及家具的陳列擺設，都應與建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計息息相關(guān)，以此引導自然光投射在設計好的投射位置上，更好的將自然光引入到室內(nèi)。最后，門窗作為影響自然光照射的主要因素之一，在設計的過程中，應在自然光投射強度弱的地方增加開窗面積，同時模擬自然光的投射強度，在自然光投射度較好的地方，做好遮陽處理，減少室內(nèi)炫光的產(chǎn)生。

3.3 建筑物外部結(jié)構(gòu)

好的建筑設計不僅體現(xiàn)在建筑的總平面設計與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計上，還體現(xiàn)在建筑物的外部結(jié)構(gòu)設計上，三者缺一不可。在建筑物設計中，建筑外部結(jié)構(gòu)設計要與建筑物總平面設計和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計進行密切配合，借助科學合理的建筑內(nèi)外部自然光設計手法，有效的對建筑內(nèi)外部的光照條件進行控制。在實際的設計過程中，設計人員可以根據(jù)過往設計中累計下的設計經(jīng)驗，通過有效的基礎設備，如采光井、天窗、落地窗等，使房屋建筑內(nèi)部即使在光線薄弱的條件下，也能擁有充足的自然光使用率。同時，設計人員還應通過與自然光相關(guān)的物理知識，輔助一些光影技術(shù)來對自然光的照射角度和照射方向進行有效處理，以此優(yōu)化建筑外部的視覺效果和光照效果，在一定程度上保護好居民的視力。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑設計中自然光設計手法的應用，能夠有效改善建筑物外部的視覺效果、室內(nèi)光線明暗以及調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，減少不必要的照明設備與取暖設備的使用效率，提升居住環(huán)境舒適度的同時，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，增強建筑設計的環(huán)保節(jié)能效果。