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1、自然光在现代建筑设计中应用论文摘要：在建筑设计中充分利用自然光具有非常重要的作用，自然光运用到建筑中，不但会使人感觉舒适，而且会给建筑物自身增色小少，还在一定程度上节省能源，与现代建筑设计节能趋势相吻合。建筑师在建筑设计中要多考虑自然光的运用，多借鉴国外著名设计师的杰作，加快我国建筑设计创新的步伐。前言合理的利用和发展新元素是人类的重要解决问题，当前社会情况下，人类只能无穷无尽的消耗自然界的资源，却不能实现可持续性发展的原则，自然光在建筑设计中的应用，也是建筑可持续发展可行之路，将现代建筑与自然元素高度结合，对人类而言，是生活与居住要求的满足，也是促进可持续发展的重要手段。1自然光对现代建筑设
2、计的意义1.1调节室内环境自然光对调节室内环境有着至关重要的作用。当自然光进入室内，能够增强明亮度，这对缺少阳光照射的建筑，作用更为重要；自然光还能调节室内温度。随着四季的变化，人类对室内温度的需求也在变化，特别是在寒冷的冬天以及高纬度地区，自然光的利用特别重要。纬度较高的地区，因为冬季时间长，在以往，人们主要是通过燃烧煤炭或者木材来获取温度，这样常常会引起一氧化碳中毒，危害生命。就现代建筑而言，在高纬度地区，房屋设计基本上是将自然光作为调节室内温度的主要手段。1.2能够推动建筑技术的发展科学技术的进步不断改变着建筑设计的方法和材料的使用。自然光的利用是建筑技术的进步，重要的是能够改变以往落后
3、、耗能的不良行为。自然光与现代建筑相结合，符合低碳节能理念和可持续发展策略，能够加快社会发展的步伐。1.3满足人的心理和生理需求光照对人视觉功能的发挥着极为重要的作用，是人对视觉、物体形状、空间色彩的生理的需要。我们根据空间、物体对采光需求的不同对光照进行人为的控制，以求达到不一样的光照效果，针对同样的物体，如果采取不同的光照形式，不同的角度、位置、方向，不同的采光强度，也可以获得多种多样的视觉效果。如果运用得当从建筑技术角度讲，可以节约照明，机械用电，减少建筑能耗，改善空间的物理环境，增加人的舒适感。2自然光在现代建筑设计中的应用2.1自然光与建筑内部设计自然光能够很好地运用于建筑内部，使建
4、筑能够摆脱钢筋混凝土的束缚，更好地融入自然环境之中。作为建筑环境设计中重要的构成之一，自然光通过采光口进入建筑空间，满足光线的视觉强度，给办公生活带来便利的同时，还可以创造丰富多彩的空间效果。这种空间效果包含了方向性效果、立体感效果和空间的开敞性效果等。在建筑室内环境中，光的方向性占据了很大的地位。在被照射的空间中，若想创造出新颖的视觉效果，就要结合光的方向性与光的远近、强弱等。通常的手法为：使室内空间的可见度加强；增强或者减弱明暗的比例；增强或减弱室内物体的立体感。在建筑室内光环境中，对光的方向性起着重要作用的是采光口的地点以及朝向，这种方向性效果主要影响着建筑功能、建筑室内界面、人物形象以
5、及人们的心理反应。通过饰面材料的光学特性、质感、色彩以及采光口对光线的控制，可以表现出室内空间的表面、色彩、造型及装饰效果。在选择室内表面的反光、透光和扩散特性材料时，应该考虑整体环境的气氛，要与其风格尽量保持一致。在设计或布置一些家具或其它陈列物时，也应该对室内表面材料的外形大小以及质感等进行考虑。窗的布置会对自然光的环境产生直接的影响，举例来说，利用茶色玻璃，可以对光进行过滤，进而创造出一种柔和的室内氛围。2.2自然光与建筑外部设计（1）自然光与现代建筑外部形体结构的关系。建筑外部形体结构必须根据自然光照进行设计，自然光的强弱、照射角度等都影响着建筑的外形。在赤道地区，由于长时间受到太阳光
6、直射，光照强烈并且时间长，建筑外部主要是用木头、稻草等材料制作；在中国传统民居中，中庭是将自然与建筑融合的范例。在中庭空间采用自然光线，利用自然光的漫反射，借助四季更替和朝暮实施自然改变。光与影的交织，形成似透非透、虚实对比、变化多端、生动活泼的效果，完全打破了置身于六面盒体空间中人所受到的封闭约束。（2）建筑外形设计与自然光的采集。建筑外形的设计与自然光的采集有着密切的关系。即使建筑由简单到复杂、由低矮到高大的发展，但外形与自然光的采集却始终只有两种形式，也就是简单式与复杂式。第一种是简单式。简单式采光主要是借助前窗、侧窗以及顶窗，因此设计较为简单，反映在建筑外部就很单一。第二种是复杂式。复
7、杂式采光使用了先进的技术与设备，主要出现在高层建筑中。这一类建筑通过设置采光井、利用技术将光源引入建筑内部。其供配电系统则是利用太阳能光伏发电系统代替了传统的依靠外接电源的方式。3自然光与建筑材料的关系3.1透光质地的建筑材料在当今建筑中，透光质地的材料被广泛使用甚至是不可或缺，在对材料的优选性中也逐渐的替代了外层围护的结构。比如玻璃的使用，其自身具备一个室内外交流的一个媒介。在实际的设计中，在追求建筑美感时，也能将玻璃设计成很多色彩的材质，其透光和反射的能力的不同，表现出了丰富多彩的外表形态。同时，材料与光的合理利用，也对建筑的空间在相对于人们感觉中，能使空间得到一定的拓展，将玻璃的透光性发
8、挥的非常极致，与空气、风和自然的结合运用到建筑设计中，起到相当完美的效果。3.2半透明材料与自然光。半透明建筑材料在与自然光的结合中，起到了削弱自然光与散射自然光的作用。一般情况下，厕所的门窗玻璃、办公室的门窗玻璃等大都采用的是磨砂，这种半透明的玻璃能够削弱光的穿透性，从而保护了人的隐私。3.3不透光质地材料（1）低反射性材料。石材、木材、泥土是人们运用建筑材料中最早的，保温、遮光性能优良，自然光只能以材料的缝隙或预留的窗口才可以以进入建筑中去。在相对廉价的混凝土涌现后，在诸多的方面都可以完全取代天然材料。混凝土在通过各种的工艺加工以后，不但能表现出粗犷，还能体现细腻，甚至能表现大理石般的光泽
9、。在六十年代时，高反射材料依据其材料与施工技术的发展开拓了人们的设计思路，不断的渗入到人们的生话中，各个行业利用金属材料发挥其不同的作用，例如：建筑行业应用金属材料，由于其抛光金属表面比玻璃表面对光线的反身性能更好，同时其还可以与自然相融合，反射出环境的色彩，给人们不同的感觉，并且也体现出了现代高科技的时代感。4自然光在生态建筑中的充分利用4.1 光热的收集和储存可以通过蓄热墙方式，利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光，通过传导、辐射及对流，把热量送至室内。墙的外表面涂成黑色或某种深色，以便有效地吸收阳光。集热蓄热的形式有：实体式集热蓄热墙、花格式集热蓄热墙、水墙式集热蓄热墙、相变材
10、料集热蓄热墙、快速集热墙等。值得一提的是最近几年来在发达国家已出现了发展水平相当高的“零能房屋”，完全由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到了无污染，零排放的生态建筑体系，它也代表了建筑发展的一个方向，为生态建筑建立了良好的开端。4.2热能的传递对流传热是热传递的一种基本方式。热能在液体或气体中从一处传递到另一处的过程。主要是由于质点位置的移动，使温度趋于均匀是液体和气体中热传递的主要方式。但也往往伴有热传导。通常由于产生的原因不同，有自然对流和强制对流两种。根据流动状态，又可分为层流传热和湍流传热。利用热体或者是气体的对流传送热能，也可以利用机械辅助对流，冬季可以将位于
11、屋顶的太阳能集热器聚集的热空气吸收到房间的地板处，并通过地板上的气孔进入室内，这样就实现了利用太阳能采暖的目的，此后利用热原理实现气体在房间的循环。4.3导光管法进行自然光的采集用导光管将太阳激光器收集到的光线传递到建筑中需要采光的地方，能在室内的阳光下休息、办公、学习等，而且导光筒可以安装在屋顶、地表、侧墙任何能采到光的地方。导光筒顶上的采光器能过滤掉了阳光中很大部分的有害成份紫红外线，同时对太阳光中的具有放射性的射线也进行了排除，给人类提供了安全阳光新概念，不用担心在阳光下皮肤会变黑和灼伤、人体缺钙，也不用为夏天强烈的紫外线辐射而担心。它的工作原理是将室外的自然光线通过采光罩引入通风系统，
12、经特殊制作的光导管道传送从系统底部的漫射装置把自然光均匀漫射到室内每一个角落。5结语综上所述，在建筑设计中充分利用自然光具有非常重要的作用，自然光运用到建筑中，不但会使人感觉舒适，而且会给建筑物自身增色小少，还在一定程度上节省能源，与现代建筑设计节能趋势相吻合。建筑师在建筑设计中要多考虑自然光的运用，多借鉴国外著名设计师的杰作，加快我国建筑设计创新的步伐。参考文献：1张正伟.浅谈自然光与室内设计的光环境J.大众文艺（理论），2009（16）2徐纯一.光在建筑中的安居M.北京：清华大学出版社，2010 Any question please fell free to contact via QQ:1502606035
