建筑理论与设计 房屋建筑设计中的自然采光之我见 摘要：在现代，人们对绿色生态空间的需求越来越高，自然采光是其中的重要组成因素之一。本文主要是介绍了自然光的作用，并且指 出了建筑设计中自然采光方法应用中存在的相关问题，以及对建筑设计中自然采光方法的发展趋势及优化提出自身的见解，以供参考。 关键词：建筑设计；自然采光；相关问题；优化 采用先进的自然采光技术进行环保节能的建筑物设计。所以，应当提高建筑 刖吾： 专业设计人员的相关知识储备和业务素质，通过多种方式向其介绍最新的或 当下最好的自然光采光方法。另外，作好建筑物使用者业主的工作，提高其环 在房屋建筑设计中，自然采光能够丰富室内的光环境，给人们工作带来 一定的促进作用，并且能够使人们拥有更健康的身心和达到节能的目的。随 着时代的进步，人民对于节能环保有了更多的意识，对绿色空间有着旺盛的 需求。自然光作为一种绿色无害能源，取之不尽用之不竭。因此，现代建筑物 设计施工中，已经通过采用新材料、新技术等，将自然采光作为环保节能的重 要内容应用于建筑物设计中。 一、建筑与自然光 自然光是建筑空间中非常重要的组成部分，往往会影响到建筑物的内部 空间品质，而且能够减少建筑物照明造成的能源损耗。因此，随着现代建筑行 业中新型材料和结构的发展，自然光成为了现代建筑物空间中的重要构建基 石之一。 １、自然光与能源 从物理上来说，光由叫做“光子”的基本微粒构成，既具粒子眭，又具有波 动性，亦称“波粒二象性”。可见光的波长为３８０ｎｍ ７８０ｎｍ，仅占电磁光谱的很 小一部分。此外，电磁波中的紫外和红外区也会对建筑物的性能产生影响。由 于气候的分区差异，自然光热效应主要集中表现在冬季采暖地区可以降低空 调采暖费用，还可以通过将光能转化为电能进而减少电能消耗；在非取暖地 段，过滤掉自然光中的红外线，以此减少其热效应；通过自然采光避免因白天 开启照明设备而造成的能源损耗。 ２、自然光与健康 自然光中的紫外线能够杀死空气中的细菌，从而起到杀菌消毒的作用。 但是，紫外线也会对建筑物的物理性能和家具等产生不利影响，因此要具体 情况具体分析，根据实际情况采取合理的措施。自然光线可以满足人类在视 觉舒适度以及心理上对光的需求。一个人假若长期生活在人工营造的与外界 完全隔绝的人工环境中，其生物钟、生物功能会发生紊乱，其感受外界刺激并 做出相应反应的能力也会减弱，甚至会发生季节性情绪失调，即在冬天里因 光照水平降低而导致的季节性抑郁症。 二、建筑设计中自然采光方法应用中存在的问题 自然光在建筑物设计中的广泛应用令人欣慰，但是与此同时也有许多问 题需要解决。 第一，自然光采光的先进技术，常常因为其成本太高，而不能得以广泛的 应用。例如，采用了新技术、材料的天顶全息导光玻璃系统，虽然采光性能良 好，在采光方面相对于其他系统而言，具有很强的优势，但是其高昂的造价往 往使得业主望而却步，因此得不到广泛应用。 第二，部分技术方案常常对建筑物及其结构有着特殊的要求，因而不具 有普遍适用性，只局限于某些方面，范围较窄，导致不能被广泛应用。如果该 建筑物还要安装空调的话，其通风管道和其他设备又会占用去一定高度 的空间。这样一来，不可避免会导致建筑物层高加大，从而导致其造价上升。 再比如，以散射光天顶光线为主的天顶全息导光玻璃系统，如果安装在建筑 物的侧立面，那么该建筑物的立面就不能有太多的出挑部分，否则会遮挡系 统的受光面积，减少对自然光的接收。因此，立面造型非常丰富或者体量造型 的变化较多的建筑物，不适合采用天顶全息导光玻璃。 第三，建筑师作为建筑物设计中的核心人物，应当对自然采光新旧技术 有透彻的了解，提高自身业务水平；业主作为建筑物的使用者应当提高自身 的节能环保认识，为环保贡献一己之力。我国相当一部分建筑设计专业人员 对建筑物环保节能设计知之甚少，知识匮乏，不具有相应的知识储备，因此做 设计时鲜少将其纳人考虑范围。相关知识的贫瘠，带来的后果就是不能充分 ・８４・ 保节能意识，以便于建筑师能够和其进行良好的沟通，从而促进生态环保工 作的实施和落实以及促进新兴技术的进一步发展。 三、建筑设计中自然采光方法的发展趋势及优化 １、自然采光方法的多样性 传统的建筑物主要通过窗户进行自然采光，现在自然采光的方法丰富多 样，建筑物的各个部位都可以通过安装自然采光系统来解决屋内自然光不足 的问题，以提高室内的光照量和改善室内空间的生态质量。最常见的用以辅 助进行天然采光的方法是应用异型百叶以及屋顶散射光的天顶全息导光玻 璃系统。 异型百叶的原理是以遮阳、采光需求为基础，对百叶的断面进行不规则 设计，使其具备定向反光的作用。冬天，由于太阳高度角小，该系统可以将日 光反射到天花板上来增强室内光照；夏天，太阳高度角大，该系统百叶的不同 表面可以将入射光线直接反射到入射方向去，从而起到良好的遮阳效果。 ２、自然采光技术的综合性 随着科学技术的发展与进步，自然采光涉及多个学科、领域，应用了大量 的新技术、材料，多方技术紧密结合才能形成一套完备的自然采光案。其中， 自然采光涉及的学科包括建筑、材料、光、热、机械和自动控制等诸多学科。天 顶全息导光玻璃系统是通过将先进的材料和精密的计算结合起来形成的，进 而按照我们的需要来改变入射光线的方向。 地下建筑常常通过天然导光系统来将自然光线引入地下空间。天然导光 系统是由集光、光线分配和导光三部分装置组成的，其中，集光装置是通过采 用先进的智能光线跟踪装置，应用精准的自动化机械以及电子计算机，让其 集光面向着太阳直射的方向。然后，通过光学透镜聚焦日光光线后将其输入 导光管。导光装置能够减少导光管中的光线损耗，并能够将光线高效精准快 速传到出光口，再由配光装置将其输送到室内的既定地点。 ３、应用自然采光方法的兼容性 自然采光的先进设计，往往是将采光与通风、隔热等问题结合起来进行 综合考虑，从而做出彼此关联的处理。一般来说，自然采光的构件不仅会参与 到通风方面的运转，而且能够同时照顾到太阳能的利用，以便更彻底、更全面 解决房间舒适方面的问题。在房间舒适得到满足后，要对自然采光结构、隔热 系统、太阳辐射和散热等进行控制维护，对诸如太阳能、风能等天然资源予以 充分利用，最大限度的降低空调能耗和照明损耗。 结语： 节省建筑材料，降低能耗，营造绿色人居空间是人类对建筑行业提出的新 要求。建筑设计中自然采光技术的应用，顺应了新形势下人对节能环保的需求， 降低了建筑物照明产生的能耗，满足了人类对绿色健康人居环境的需求。 参考文献 ［１］屈寒飞建筑设计中自然采光方法的发展趋势及特点Ⅱ］．热带建筑，２００４（０３） 【２］林秀菊．浅析建筑设计中自然采光方法的发展趋势及特点ｕ】＿《城市建设 理论研究（电子版）》，２０１１（１６） ［３】于家驹对建筑设计中运用自然采光方法研究Ｕ１＿《城市建设理论研究（电 子版）》，２０１１（２０） 【４１闫玮．建筑自然采光优化设计策略探讨【Ｄ］．上海：同济大学建筑与城市规 划学院，２００９ ・ 作者简介： 曾辉，身份证号码：２１０３０４１９７８０ｘｘｘｘ６２４
