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建筑设计中自然光设计手法的应用潘伟

发表时间：2021/3/16 来源：《建筑科技》2020年8月下作者：潘伟

[导读] 通过分析当前的建筑行业设计工作后发现，合理的设计方式与理念，不仅可以使自然资源得到最大程度的节约，更可以使建筑总成本与今后的运行成本降到最低。其中，自然光设计是设计中比较重要的组成，此种设计方式不仅可以高效利用清洁能源，且还可以使大众居住环境得到针对性的改善，使居民的生活质量得到进一步的提升，对建筑行业稳步发展产生积极的促进作用。

江苏城工建筑设计研究院有限公司潘伟 213000

摘要：通过分析当前的建筑行业设计工作后发现，合理的设计方式与理念，不仅可以使自然资源得到最大程度的节约，更可以使建筑总成本与今后的运行成本降到最低。其中，自然光设计是设计中比较重要的组成，此种设计方式不仅可以高效利用清洁能源，且还可以使大众居住环境得到针对性的改善，使居民的生活质量得到进一步的提升，对建筑行业稳步发展产生积极的促进作用。因此，需要更加重视这一问题，以建筑总平面为基础，合理设计建筑自然光，避免浪费能源，营造良好的生态环境。
关键词：建筑设计；自然光；设计手法
        前言：建筑行业可以持续性的发展区域经济，但在具体建设过程中对资源与资金有着较大的需求。在进一步发展建筑行业经济的过程中，比较关键的建筑形式就是生态建筑，此种方式的合理应用可以对建筑行业生态水准提高产生积极的促进作用，进而对城市发展产生重要的影响。而自然光作为生态建筑的主要形式，必须引起设计人员的高度重视。作为自然光生态建筑设计方式工作人员，需要科学分析设计手法，对自然光的具体设计应用展开深入的探索，以为生态建筑行业发展提供稳定的基础。
        一、自然光的特点
        自然光具有多方面的特点：第一，自然光会出现规律性的变化，在转动地球的过程中，地面上的照明效果也会发生明显的变化；第二，在时间的影响下变化了自然光的折射角度。在不同时间，自然光光线的入射与折射会发生规律性的变化；第三，受到天气因素的影响，这种规律性也会逐渐体现，自然光线色温会受到光线入射角的影响，如果入射角比较小，则其光线色温会逐渐降低。从相关研究中可以明确看出，由于自然景物内部的光谱成分存在较大的差异性，受到光线色温的照射，会在视觉方面对人造成冲击，使人的视觉得到满足。
        二、将自然光应用于建筑设计中的重要作用分析
        建筑行业的高速发展有效满足了人们对居住环境的需要，但随着建筑工程数量增多的基础上，也相继暴露出了能源短缺及电力消耗量大的问题，受能源短缺影响产生了多种矛盾，建筑能耗作为消耗主体，应用节能措施已经成为刻不容缓的问题[1]。为了使这一现状得到有效的改变，降低建筑工程的能源消耗，必须合理利用自然光设计建筑，在为人们带来明亮的同时，实现绿色、节能建筑设计。以此同时，合理利用自然光，可以进一步提升电力系统运行效率，积极响应国家提出的节能减排理念，使建筑行业能源消耗量大的问题得到有效的控制，从根本上提升建筑工程的质量和水平[2]。
        三、自然光设计手法在建筑设计中的具体应用
        在设计现代建筑时，有效利用自然光，能够使部分能源资源的消耗降到最低，因此，相关人员必须科学分析自然光设计手法，从而将自然光合理地应用到建筑设计中，有效利用自然光资源。自然光设计手法的合理利用，不仅可以使成本和投资得到有效的节约，同时，也可以使管理和材料方面的费用得到有效的减少，将通过降低能源消耗所生成的成本应用到真正需要的地方。以下对于自然光设计手法在建筑设计中的具体应用进行深入的分析和探讨。
        （一）建筑总平面设计
        建筑总平面设计的具体体现就是建筑群体空间布局格式，而建筑的空间布局格式会对设计人员控制自然光产生直接的影响[3]。为此，为了科学合理地设计，设计人员需要将建筑物与自然环境协调好，针对建筑所在地的实际情况，依据自然光的光照合理规划建筑群体空间布局，保证每一栋建筑的光照环境都能达到相关要求，满足人们对照明的实际需要，降低能源消耗总量，使照明设计成本得到有效的降低。

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        为此，设计人员需要充分发挥先进技术的优势对自然光照条件进行模拟，对自然光照条件下建筑模型对自然光照的反应结果进行总结和分析，然后以此为依据科学调整建筑群体之间的距离，确保建筑内部可以具备充足的光线[4]。如果规模比较大的建筑物在建筑总平面设计中存在，在保证建筑物内部受到大范围照射的同时，还需要避免建筑物自然光照受到建筑阴影的影响，将建筑群体间的距离科学控制好，确保建筑群体间距处于合理地范围内，避免不合理的间距影响自然光的照射效果。
        （二）建筑内部设计
        针对工程内部进行设计的过程中，必须明确建筑内部特点，结合其特点科学设计，确保所设计的方案不仅与建筑实际相符合，而且可以高效利用自然光[5]。如果建筑内部平面布局比较复杂，且不能随意更改其布局，需要将采光槽设计在墙面上，或者将采光通风井设置在建筑地下室，对室内空间的光线明暗度进行针对性的调节，从而在白天尽量不使用或者少使用电气照明设备。这样就可以通过采光设计进一步合理优化建筑结构，确保在工程完成施工后，采光设计可以达到采光要求，从根本上避免资源浪费问题的产生，高效利用资源。
        另外，设计人员如果想要了解不同时间的光照变化，需要以自然光的折射和入射角度为基础，依托合理的设计方式在建筑物的内部空间中引入自然光，确保室内具有充足的光线。这种引入自然光的设计方式，可以进一步简化建筑内部设计的复杂性，保证内部空间的采光度。
        同时，为了获得建筑内部空间最佳的光照度，设计人员需要以光照规律为基础，选择与建筑实际需求相符合的建筑材料，且这种材料必须具备良好的采光度，避免建筑材料透光度达不到相关要求影响室内光线效果。同时，在设计建筑内部结构时，必须对建筑室内装修设计及家具摆放等加强考虑，以在设计好的投射位置上投射自然光，在室内合理引入自然光。最后，自然光照射会受到门窗的影响，如果有些地方投射自然光产生的效果有限，需要适当增加开窗面积，同时对自然光的投射强度进行模拟，遮阳处理自然光投射强度比较大的地方，使室内炫光可以有效减少。
        （三）建筑物外部结构
        不仅在建筑总平面设计和内部结构设计中体现建筑设计，在建筑物的内部结构设计中也会体现出设计，三者之间互相影响。在设计建筑物时，建筑外部结构设计必须密切配合建筑物总平面设计和内部结构设计，依托建筑内外部自然光设计手法，有效控制建筑内外部的光照条件。在实际设计过程中，设计人员需要依托以往的设计经验，在光线比较差的位置设置采光井、天窗等基础设计，以进一步提高自然光的使用率。同时，设计人员还需要对相关的物理知识有所了解，辅助光影技术处理自然光的照射角度和照射方向，以对建筑外部的视觉和光照效果进行全面地优化，对居民的视力加强保护。
        结论：总之，在设计建筑的过程中，为了更好地满足时代发展需要，必须合理利用自然光。全面采集自然光，可以使人们生活在舒适的环境中，对资源进行高效地整合，充分利用资源，从而使可持续发展的环保理念可以顺利实现。所以，在设计建筑时，设计人员必须具有丰富的设计经验，深入调查当地的光照条件，从而促进设计质量的稳步提高，在保证人们生活品质的同时，推动整个建筑行业的进步。
参考文献：
[1]杨小乐，张欣欣. 建筑设计中自然光设计手法的应用效果[J]. 山西建筑,2018,44(36):136-137.
[2]于红涵，周远南. 建筑设计中自然光设计手法的应用价值分析[J]. 中国设备工程,2019,01(03):226-227.
[3]李长英，刘雨萌，吴晓霞. 建筑设计中自然光设计手法的应用效果分析[J]. 建材与装饰,2019,03(06):101-102
[4]徐克翔，王鑫提，刘晓伟. 建筑设计中自然光设计手法的应用价值分析[J]. 建筑技术开发,2020,47(16):161-162.
[5]冯舒婷,李宪锋. 基于建筑设计中自然光设计手法的研究[J]. 建材与装饰,2019,01(16):110-111.