摘要:建筑设计中,自然光的应用不单单是为降低能源损耗,还需提升建筑的舒适性、美观性。本文将重点对建筑设计中自然光设计手法实行分析探讨,详细阐述自然光的特征及作用,以期优化建筑设计水平,加强建筑的环保性、实用性。
关键词:建筑设计;自然光设计手法;应用;
现代建筑设计除要注重功能性外,还需对其美观性、舒适性及健康性予以强调和凸显。光源是建筑设计中不可获取的重要组成部分,决定着建筑内部民众的生活质量,而过多使用照明设施则会带来较大的资源及能源损耗,与现今发展要求不符。因此,很多设计师将重点放到了自然光的应用上。下文就将对自然光设计手法展开分析探讨。
1自然光的特点
自然光的特点可概括为以下三方面:首先,自然光的变化是随着地球转动而不断变化的,具有一定的规律性可循。其次,自然光的照射角度会随着时间的变化而发生改变,不同时段内照射角度及折射情况均会有所不同,产生的效果也会随之改变,掌握不同时间段自然光的照射规律,对建筑设计起到显著效果。最后,自然光光线会受到天气变化的影响而变化,恶劣天气下,自然光线透射率会减弱,光线折射角度缩小,色温也会逐渐减弱,给人的舒适感及视觉感受也会有所变化。反之则会增强,给人带来的整体感官效果也会有所提升。
2建筑设计中自然光的应用意义
2.1调节室温,提升内部环境质量
在建筑设计中,可借助对自然光照射程度的调节来改变室内温差,营造舒适的生活或工作空间,也可利用自然光的明暗变化,营造不同的室内光亮效果,给人不同的视觉体验,改善室内环境。尤其是在冬季温度较低的区域内,通过自然光的引用,可增大室内温度系数,减少暖通系统的应用,降低能源损耗。
2.2增强建筑视觉效果
建筑设计中,自然光的合理应用可达到调节建筑视觉效果的作用。在设计中,根据建筑构造要求合理应用自然光的特性,可使物体或结构在不同光照的变化作用下,产生不同的光影效果,给人带来不同的视觉体验。即使是同一物体,也会因为形状、照射面、照射强度及角度的不同而产生不同的变化,进而营造多样化的视觉感官效果,且合理的光线变化设计不会对人眼带来较大影响,可加深建筑在民众心目中的印象。
2.3能源节约
建筑行业虽然是我国经济发展中的中坚力量,但其带来的能耗量也是不容忽视的。随着经济的进步,环保意识的增强,对建筑能耗的重视度也在加大,自然光在建筑设计中的应用,一方面可改善室内照明效果,降低室内照明设施的应用率,达到电能节约的目的。另一方面也可调节室内温度,降低热能损耗。对于煤炭供暖的区域来说,自然光的科学引用,也能减少白天煤炭的燃烧量,既节约能源,也降低环境污染率。由此可知,自然光在建筑设计中的应用可推动能源的可持续发展,不仅解决建筑存在的大能耗问题,满足低碳环保要求,也可为我国经济、社会及环保效益的提升奠定基础。
3建筑设计中自然光设计手法的具体应用
在现今建筑设计中,应用自然光可满足绿色环保建筑的设计要求,在优化建筑功能的同时,增大其经济和社会效益。建筑设计人员在自然光设计中,要将重点放在建筑内部和外部设计上,以下笔者就将分析现代建筑设计中自然光的具体应用。
3.1做好关键要素分析,加强自然光应用效果
在建筑设计中,自然光的应用要重点考虑朝向、建筑间距、体量这三方面要素。其中建筑朝向会影响自然光的采集和应用效果,所以在建筑设计中,设计人员需对区域自然光照射情况、环境特征及建筑规划要求予以详细了解和掌握,结合这些数据资料,对建筑朝向方位展开科学规划。
据调查得知,夏季时,南偏西或偏东60度位置上的日照光线较好,照射时间可达到8小时以上;冬季时,偏东和偏西30度方位的范围内自然光照效果较好,且太阳西落的过程中也会增大室内的温度,所以设计人员在建筑朝向设置的过程中,需首选南偏西45度。
随着经济的增长,土地资源的紧缺,高层建筑数量逐渐增多,为了让建筑有较好的光照效果,需要对建筑间距实行科学调控,加强建筑间的透光效果。在间距控制上,应根据建筑所在区域不同时段光照情况及周边环境,对建筑位置关系予以考量,分析建筑间存在的遮挡关系,推算出合理的间距距离。
加大对体量的考虑主要是因为,当建筑体量超出规定标准范围值后,内部间距会逐渐缩小,自然采光将会受到较大影响。所以在设计过程中,要对建筑体量实行分析和调整,优化建筑空间结构,改善建筑进深效果,以保障建筑内部空间具有良好的自然光照。若采用分散采光,则可改善建筑设计的整体效果,避免出现上述问题。若体量未发生变化,则要适度增大建筑与外界的接触面积,以完善建筑内部的自然采光效果。
3.2做好细节设计处理
建筑中窗体、天花板及墙体构造对自然采光也具有一定影响。在设计中,务必做好这几个部位的细节处理工作,改善内部环境,发挥自然光的作用优势。在窗体设计中,分为天窗和侧窗两部分。天窗采光方式较为多样,在设计中需根据空间流线性特征科学选择采光形式,优化室内自然照明效果。通过对以往设计经验的了解,天窗采光方式分为点、线、面这三种形式。
点状采光一般被应用在小户型或细长空间中,用于加强空间流动效果,具有较强的引导功能。对于较大空间的采光设计,一般会通过采光顶的布设来营造半开放性的空间环境,采光顶上会设置相应的遮挡物,避免阳光直射对空间环境造成影响。侧窗采光设计是目前建筑设计中最常使用的一种采光方式,其不仅可改善室内环境效果,还有助于实现室内通风,加强室内舒适性。按照侧窗所处位置,可将其划分为低侧窗、中侧窗和高侧窗这三种。
其中,低侧窗能够加强地面光线反射的效果,其也能够顺利地将光线引入到室内环境当中。中侧窗主要位于景观环境较好且通风和采光效果较佳的位置。高侧窗显著增强了建筑空间的隐蔽性和私密性,开阔个人的视线,能够顺利地在室内引入自然光线。
在天花板和墙体结构设计中,是利用窗口开洞的方式来提升室内采光效果的。不过天窗开设不是随意而为的,其需要结合天空垂直角的位置及角度变化情况实施科学规划。天空垂直角是天空上下边缘垂直形成的一个角度,该角度可实现室内外景观的有效连接,引光的同时促进空间结构与自然的连接,提高建筑舒适性。
3.3建筑孔隙设计
建筑设计中自然光的应用可通过科学设置建筑孔隙的方式来实现。这里的建筑孔隙并不是指建筑缝隙,而是与外部环境相连的阳台、中庭、采光井等部位,对这些区域的科学规划,不仅可加强采光效果,还可提高建筑内部通风质量。在具体作业中,采光井的设计要与建筑功能要求相结合,注重其适用性。通常情况下,采光井以竖向形式为主,这样能够将自然光从顶部空间逐渐向下延伸引入,既可满足建筑采光要求,降低能源损耗,也可增强建筑美观性。中庭设计一般会与建筑侧窗结构结合起来,优化采光效果。
4结束语
建筑设计中自然采光设计的方式有很多,设计人员可根据建筑结构、美观性要求等展开科学规划,提升建筑自然光源的应用效果,降低能源损耗,进而满足绿色建筑设计要求,为人们营造舒适、美观的生活或工作空间,加快绿色节能型城市的前进脚步。
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