建築設計自然光設計手法研究論文

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1自然光的作用

建築設計自然光設計手法研究論文

1.1展現建築的魅力

在德國世界上第一所的專業性的建築和設計學校包豪斯創立以來,建築學已經從自然中發現設計建築的價值,設計師會努力營造建築的自然之美。勒柯布西耶設計的朗香教堂就是利用自然之美的理念加以設計的,他通過在屋頂進行復雜的黑色設計和彎曲的牆面設計展現出屋頂浮於牆面的效應,其牆面的設計是捲曲向上的,這種設計方式已經完全打破以往天主教堂的設計模式。這座教堂的南牆有着“光之牆”的稱號,牆體的設計加厚而且上面佈滿不規則的孔洞,孔洞的室外開口要比室內的小,外牆仍舊利用彩色裝飾加以修飾,其中牆體和屋頂之間的三個弧形塔可以將自然光引進建築物中,這樣一來室內的光線就比較強而且同時凸顯了教堂該有的神祕感。這類利用自然光的建築設計不勝枚舉,例如有名的日本設計師安藤忠雄設計的光之教堂就是充分的利用了光影效應。建築和自然融爲一體,光與影的交錯使得建築與自然的結合更加的完美,自然光的設計可以使建築的結構更加的清晰,展現建築的魅力[1]。

1.2自然光的重要性

現如今中國的人口密度較大,雖然經濟上得以發展,但是面臨的環境污染問題和資源短缺的問題一直困擾着國民,在社會發展的建設中最主要的就是經濟與環境的協調,建築是發展經濟的主要類型之一,建築的設計也會隨着經濟和風俗的變化而變化。建築的設計離不開材料和設備,建築的採光對於建築的各方面都有一定的影響。自然光作爲節能資源之一,對人類而言還是最舒服的能源,人類的生產勞動和基本的生活都離不開自然光,自然光在大自然中主要受緯度的變化所影響,不同的緯度致使自然光的方向和程度都有所不同人們通過不同的手段對自然光加以合理的利用,自然光與建築的緊密關係可以展現建築設計的好壞。

2建築材料中自然光的效應

2.1透光的材料

建築的設計當中,一般採用透光的材料,在現代建築設計中不能缺少透光的建築材料,透光建築材料因爲人們的需要不斷地做着改進,不論是質量還是最基本的使用性能都有所突破,在建築的外圍設計結構中大部分會採用質量較好的透光材料,例如現在隨處可見的玻璃,玻璃的應用材料在不同程度上爲建築增加美的感受,玻璃的外形和質地有不同種類的選擇,滿足了人類的不同需要,建築的形式也因其拜託了傳統設計的束縛,透光的建築材料就可以充分的利用自然光,建築的空間也會因爲自然光的效應產生不同的改變[2]。

2.2不透光的材料

建築的早期建設中主要應用的材料是泥土、木頭和石塊,這些材料主要是用來保障建築物內部的溫度,還可起到遮光的效果,這樣自然光就無法得到利用,對居住其中的人的健康也有一定的影響,而且這種建築的建設成本也比較高,隨着混凝土的應用,泥土等建築材料漸漸退出建築市場之中,混凝土的應用可以展現建築的曠野之美,在建築的工藝上展現建築的細膩之感,結合金屬材料的應用可以更好的使用自然光。

3自然光的具體應用

3.1自然光的設計

3.1.1外部設計

建築物的外部設計應用到自然光可以從兩方面加以探討,一方面是建築的外形設計和自然光的採集應用,在具體的建築設計中可以應用相關的技術對光線加以採集,例如設置採光井將建築外的自然光引進內部,自然光的採集也分爲簡單採集和複雜採集之分,可以依據建築的具體外形採用適當的方法。另一方面是建築物的外部結構和自然光有着密切的關係,自然光投射的.角度和自然光隨着時間變化的強度都會影響到建築的外部結構設計,利用光的反射原理可以處理建築的光影結合,進一步的展開外部結構的設計。一般的建築設計還要考慮自然光的直射時間產生的效應,光影之像可以營造建築的內部活潑生動的感覺,通過虛實之間的轉換可以打破毫無生機的建築格局[3]。

3.1.2內部設計

建築的內部設計就可以利用自然光室內的立體感覺,還可調節室內的明暗格調,相關的調配設計很多。窗口的佈置就可以使自然光對環境產生一定的影響,建築物內的整體格局也會受到自然光調節的影響,建築的使用功能也和自然光的設計有關,明亮的光會帶給人舒心的感覺,偏暗的光就會給人帶來一種壓抑的感覺。建築的內部設計還涉及到裝飾材料的選擇,建築的內部材料的應用可以和自然光產生相應的烘托室內氛圍的效應,減輕鋼筋和水泥的厚重感。在現代建築當中需要添加自然光的效應,爲人們營造全新的視覺體驗並提高生活的質量。

3.2自然光設計的應用手段

3.2.1光的收集

在光的收集中主要是對熱量進行收集,主要的方式爲蓄熱牆的方式,位於南向的垂直蓄熱牆可以通過玻璃採集陽光,利用傳導和輻射等條件將熱量輸入到建築物的內部,一般的牆體會塗成黑色或者是較深的顏色,這樣可以更好的吸收陽光。主要的蓄熱形式可以分爲實體式集熱形式、花格式形式、水牆式形式以及快速的蓄熱形式等。近幾年,隨着經濟和科技的發展已經出現了完全利用太陽能提供所有能源的建築設計,這種零污染的生態建築可以爲未來的建築市場提供借鑑方案,開闢建築行業的發展新方向[4]。

3.2.2傳遞熱量

在建築當中,熱能的傳遞至關重要。熱傳遞最常用的一種方式就是對流傳熱,熱能可以通過氣體傳遞到其他地方去,熱傳導的對流形式可以分爲自然性和強制性,依據具體的流動形態可以劃分爲層流形式和湍流形式。利用對流進行熱能的傳遞和利用機械輔助對流的形式均可,當季節爲冬季的時候就可以通過太陽能的集熱器將熱量傳遞到室內,利用太陽光進行採暖可以實現氣體在室內的循環流轉。

3.2.3導光管法和反射法的應用

導光管法採集自然光是一種比較有效的手段,通過導光筒的合理安放就可以實現人們在陽光下休息、辦公和用餐等活動,採光器可以過濾掉陽光中的紫外線或者是紅外線,還可以有效的消除陽光中存在的放射線,可以爲人類解決安全用光的願望,避免擔心陽光帶來的皮膚損傷和身體損害。導光管法的具體工作的原理就是通過採光罩將陽光引進室內的通風系統,經過導光管對陽光進行過濾,然後將陽光灑進建築物內的各個角落[5]。反射法主要是利用傳光棱鏡採集自然光,這種方法最初是美國的加州大學提出用來解決十層大樓的採光問題,其他國家利用這種方法對建築內部的十米深的部位進行照明,對地下室的採光問題加以解決,對無窗建築的建設具有重要的作用。

4結論

綜上所述,自然光對於人類的生活而言至關重要,自然光在建築行業中的應用設計可以減少對環境造成的損傷,自然光的使用可以降低管理成本和維修應用的費用,對自然資源進行節約,爲了生態文明的建設充分的利用自然光設計,對建築行業的發展具有促進作用,可以全面的維持國家的可持續發展。

參考文獻

[1]徐經緯.淺析建築設計中的自然光設計手法[J].四川水泥,2016,03:116.

[2]王福全.建築設計中的自然光設計手法分析[J].住宅與房地產,2016,21:64.

[3]賈佳.建築設計中自然光的運用[J].科協論壇(下半月),2013,04:101~102.

[4]王京斌.現代建築中自然採光手法比較與研究[D].東北師範大學,2013.

[5]邵偉.建築設計中的自然光設計初探[J].建材與裝飾,2016,52:106~107.