浅谈建筑的自然光环境设计

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1、《建筑物理环境控制》论文——浅谈建筑的自然光环境设计摘要：本文分析了自然光环境设计的重要性，列举了建筑设计中自然光设计的成功之作，并从可操作性的角度探讨了建筑设计中运用自然光的建筑设计方法和手段。关键词：自然采光；自然光环境；设计;方法1引言光在人的生活中发挥着极为重要的作用。人离不开光，可以说光是地球上所有物种生命的来源之一，也是人类认识外部世界的工具，因此，光是人类生活的有力保障。在现代建筑设计中合理有效的运用自然光，减少能源消耗、降低建筑的运行、维护、管理费用，是现代及未来建筑师在设计时必须要考虑和解决的问题。2建筑自

2、然光环境设计的重要性2.1自然采光有利于节能采用人工光往往要消耗大量能源，这一方面会增加建筑物及其维护的成本，另一方面还会加快资源消耗及加重环境污染因此，我国是一个人口大国，资源相对匮乏。从节能、造价、环保的角度来看，自然光环境设计也是非常必要的。2.2自然采光可以丰富室内光环境从美学的角度来看，天然光能创造出人工照明无法创造的自然环境，更重要的是，室内人员可以享受室外的美景。透过窗户，工作人员可以获得室外天气、时间和周围环境的视觉信息，在紧张的工作之余，舒缓神经，舒畅心情。天然光是自然界中动态变化的光线，它由散射光、反射光

3、和折射光组成，它的强度、方向和频谱随着时间和天气的变化而变化。一个好的天然采光设计应该能够利用这些变化的属性创造一个良好的采光效果，丰富室内光环境。2.3自然采光使人们的身心更健康研究证明，在标准的办公室照度水平下，光波波长短、能量高，能更有效地抑制黑色素。因此，天然光提供了合适的光环境，激发人体的生理周期系统，这样，人体的生理周期与室外的照度水平就变得同步。白天室外照度高，光线好，人就很清醒；晚上照度低，相应地，人就很困乏，所以需要睡眠天然光强度、持续时间的变化都可能会引起身体不适和情绪波动，如季节性情绪失调，都是由于黑色

4、素滞后所引起的白天，在没有天然光的建筑里，从生物学的角度来看，人可能还处在黑夜当中，所以精神状态不佳，工作效率低这一理论的研究者主要有，他们分析比较了从事同类工作的工作人员，在有窗建筑与无窗建筑中的不同表现，得出不同结论当然，天然采光设计要尽量避免对人体的一些负面影响如减少太阳辐射得热，避免眩光，避免与声光设备发生冲突以及保证个人隐私等。2.4自然采光可以提高工作效率尽管天然采光在节约能源和防止环境污染方面具有很大的潜力，但更重要的是它对室内人员的影响。建筑是为人而建的，国外的调查表明，一个工作人员一年的照明用电费用仅和他一

5、个小时的薪金相当因此，天然采光的经济性主要表现在促进生产力、提高工作效率和增加出勤率。当前人们关注的所谓绿色建筑，就包括如何把天然采光与健康建筑和室内环境质量联系起来。工作人员都喜欢办公室的窗户大一些，采光好一些，因为它可以提高生产力，正是由于天然光对人的美学、视觉和光生物学等方面的影响，人对天然光的需求无处不在。3.自然光环境设计的成功之作自然光一直存在于人类的外部环境之中，在漫长的进化过程中，人们对自然光就如同对空气、水等一样形成了认同依赖的关系。建筑师在进行建筑自然光环境设计时,会以建筑实体物质(形体、色彩、质感、肌理

6、等),借助各种手法,来进行光环境的处理，从而至今为止出现了一批以光环境设计的成功而闻名世界的建筑。3.1日本大阪的光之教堂大阪的“光之教堂”（图1）为安藤忠雄教堂设计中的经典。光之教堂的诞生令世人倾图1光之教堂倒、顶礼膜拜。光之教堂的区位不如风、水两教堂来的得天独厚，受到场地和周边建筑风格的影响，建筑的布置是根据原有教堂的位置以及太阳方位来决定的。设计的重点被设计师安藤忠雄转移到了内部，建筑的内部空间被坚实的混凝土墙围合起来为间，建筑内部的墙面上尽可能的减少开口整个设计都限定在对自然要素“光”的表现上。建筑师在礼拜堂正面的混

7、凝土墙壁上留出十字形的切口，经过自然光的穿透及照射，光线从墙体上留出的这个垂直和水平方向交叉的开口渗透进来，从而在建筑内部形成了著名图2光的十字架的“光的十字架”（图2）。十字形分割的墙壁，通过自然光产生了特殊的光影效果，使教堂内的信徒产生了一种接近上帝的奇妙感觉。在抽象洗练和诚实的空间中，信徒们达成了对神性的完全臣服、沉溺于安藤忠雄所创造的有象征意义的神话般的想象与忏悔之中，浑然不觉时间的流逝。3.2柏林的犹太人博物馆博物馆陈列着犹太人档案的展廊沿着像锯齿型的建筑展开下去，而穿过展廊的空空的、混凝土原色的空间没有任何装饰，

8、只是从裂缝似的窗户和天窗透出模糊的光亮。（图3）图3犹太人博物馆内部墙面建筑外墙面以镀锌铁皮构成不规则的形状，带有棱角尖的透光缝，由表及里，所有的线条、面和空间都是破碎而不规则的，人一走进去，便不由自主地被卷入了一个扭曲的时空。（图4）图4犹太人博物馆外部墙面馆内几乎找不到任何水平和垂直的