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摘要：在现代建筑设计中，设计师更加注重建筑设计与大自然的和谐构造。追寻人与自然和谐共存的主题，以此为契机，许多工程设计师在设计创作时都引进了自然光的设计手法。设计师通过结合自然光通透的特性与建筑坚硬的特性，打造出颇具光感的建筑，在感观上为居民提供更加舒适的活动区域。并且，将自然光引进建筑设计的方法更加贴合如今的环保理念。通过合理运用自然光的设计手法，能够减少能源的耗损。在建筑设计中引入自然光的设计拥有许多的好处。本文通过研究自然光的特性，并且结合日常中常见的自然光在设计中的应用探讨建筑设计中自然光的设计手法。
关键词：自然光、设计手法、建筑设计与光学
引言：在追寻新兴科技热潮过去之后，人们开始意识到环保的重要性，开始追求更加健康绿色的生活环境。因此，大量带有环保主题的建筑开始涌现。其中，常见的环保建筑设计都采用了自然光设计手法。这是因为自然光设计手法有许多独特的优点，使得建筑能够与自然更好的融合，改善居民的生活方式。其实自然光设计手法在中世纪西方教堂的建造中就已经开始涌现。除了建筑设计，室内设计中也常常运用自然光的设计手法。自然光设计手法能够与不同的建筑风格良好的融合在一起，打造多种多样的风格，满足居民不同生活需求、审美需求的建筑，为居民的生活提供高质量的生活品质。本文通过了解自然光的变换与特性探讨建筑设计中自然光的设计应用。
一、应用自然光的建筑设计的优点
在中世纪的西方教堂中，人们常常能够看见大面积的彩绘玻璃，这是自然光开始大量融入建筑设计的起始。自然光照射在玻璃上，形成梦幻神圣的图案，五彩斑驳的光线投射在教堂之中，能够为教堂渲染出圣洁的氛围。从这些教堂的设计中可以看出，通过合理运用自然光能够构建出独具特色的光感构造。并且，在人类的天性中就有趋光性。自然光更能让人类感受到温暖舒适的感觉，通过运用自然光设计手法能够将建筑或者室内营造出贴近自然的氛围，这是因为自然光更加的柔和透彻。
并且，在建筑设计中融入自然光的设计手法能够减少建筑材料的耗损，更加的环保科学。例如，一栋别墅的建造中，添加大量的玻璃构造，使别墅能够在白天具有良好的光线，减少了电灯的使用，使得居民的日常生活更加环保。并且，越是大型建筑的设计，便更应该合理采用自然光设计手法，才能减少大量的电源耗损。自然光的设计手法在减少建筑材料耗损的同时，也能够构建与自然融合的建筑风格。将居民的生活变得更加环保，提倡了节能的生活方式，并且在注重新的生活方式的同时，也不丢失美感与实用性。
二、自然光的特性
自然光又称为“天然光”不会显示出偏振性，包括了垂直于光波传播方向的所有可能的振动方向，一般由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成。自然光分为两类，分别为直射光、散射光。
直射光是指太阳光穿过大气层，能够大面积的照射在建筑物上，晴天少云时多为直射光。直射光在不同的时段照射在建筑物上会形成不同光影效果。早晨，太阳光从厚重的大气层中穿出，形成柔和的直射光，因为光线并不够强烈，形成的光影效果也偏向柔和。中午，太阳垂直在上空，阳光大面积的照射在物体上，并且呈90°直角，减少了大量的阴影。下午，太阳西斜，光线从斜面照射在建筑物上构建出大量的阴影效果，光线的亮度也逐渐减弱，两者结合，使得建筑呈现出更具厚重感的氛围。
散射光是指太阳穿过大气层经过多层折射，丢失大量方向性的自然光，散射光常常出现在阴天、多云、雨雪天。散射光不具有强烈的光照感，散射光下的建筑物没有强烈的光影效果，但是也具有独特的情境氛围。
自然光在不同的季节，不同的天气情况下有许多的变换，建筑师通过了解自然光的特性，了解自然光每天的光线变化，观察建筑物在自然光线下的光影构造，才能将自然光变为建筑设计中和谐的亮点。
三、建筑设计中自然光的设计应用
建筑师常利用自然光的传播方式来实现自然光与建筑物的相互结合，光线可以通过介质发生折射、反射、聚光等效果。并且不同材料的介质能够产生不同的光感效果。通过合理利用这些光线的特性以及不同材料的传导特性，能够创造出多种多样的自然光设计手法。自建筑设计师通过利用自然光的设计手法能够有效的减少材料的耗损，提升环境质量。自然光设计手法在建筑设计中有许多应用方法，以下为常见的几种设计应用。
1、应用现代材料
在现代设计中，设计师可以通过一些新型建筑材料实现光利用，并且不会造成光电污染，极大地提高了建筑的环保质量。例如，蓄能发光材料，通过使用蓄能材料能够轻易地实现光的利用，并且，新型的蓄能发光材料拥有吸光时间短，发光时间长，良好的物理化学稳定性，不易发生变质的情况，也不含任何放射元素，可添加在清漆、涂料、塑料、油墨、树脂等材料，制备各种发光材料。这些新型材料的诞生意味着，自然光的设计可以得到新的创新与应用。
2、采用大面积透光
在建筑物中，常见的自然光设计便是采用大面积的透光设计，通过大面积的透光实现建筑物中良好的采光。例如，摩天大厦中常常使用玻璃幕墙，以达到良好的采光效果，体育馆等会馆内常采用半开放式建筑。这样的大面积透光能够构造广阔、通透的视觉效果。运用在室内设计中也有很好的效果，可以将狭小的空间提亮，形成宽敞的视觉效果。提高居民的生活舒适度，并且大面积的透光可以结合绿化等自然元素，拉近人与自然的距离。大面积透光的方式也能够降低许多光电污染。
3、通过立体结构实现光的应用
建筑设计本身由大量的立体结构元素，这些立体结构元素能够与自然光良好的结合在一起，形成良好的光影观感，也能够塑造出更具空间感的建筑物。常见的通过立体结构实现光的应用的设计手法便是通过半面架空半面分割的方式实现光的利用，运用平层将光线分割，光与影交错。这样的方式能够将室内打造出更加立体的空间感，同时也能够得到良好的采光。在图书馆、教学楼、写字楼、商场中都能看见这样的建造方式。因为这样的建筑结构除了构造良好的室内空间感，也能保证光线均匀的分布在楼层之间，打造舒适的活动空间。
4、运用镜面折射原理
建筑设计中自然光的设计应用也可以通过运用镜面折射实现，在一些建筑物中，常常会出现曲折的走廊或者离采光处远的角落，这些地方不易受到光的照射，这时可以通过光的折射原理，将自然光通过折射的方式均匀的分布在建筑的角落。提高建筑的光亮。
四、结束语
如今，建筑设计中自然光的设计应用体现在许多建筑设计中，自然光的设计应用有足够多的优点，让设计师在创作时融入作品中。自然光能够提升建筑物的空间立体感，减少建筑材料的耗损，改善建筑内部空间感，提升居民的生活舒适度。设计师通过了解自然光的时间变化结合作品理念，打造出环保品质高的建筑。期望通过本文，设计师能够得到对于自然光的应用的灵感，开发更多在建筑设计中对于自然光的应用。
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