白玉伟
天津拓城建筑设计有限公司，天津市，300000
摘要：自然光是自然界重要的能源，不仅安全高效，并且取之不尽用之不竭。阳光通过大气层到达地面，经过反射为人们照明。通常情况下，自然采光是指将自然光引入到建筑物内部，根据一定的设计方式，实现建筑物内部的照明效果。与传统的人工照明相比，自然采光有着显著的应用优势，不仅能够增加内部空间的空气流通和照明程度，并且能够给室内人们营造一种舒适的氛围。
关键词：现代建筑；自然采光；设计
1自然采光的特点
自然采光通常是一个采集、过滤、存储的动态过程。自然采光设计方案与建筑物的整体充分融合，通过建筑物的细节元素来保证自然采光的应有效果。同时，很多现代建筑物会使用大量的先进技术和新材料，对光源进行充分的利用。并且，最近几年很多设计师开始对自然采光进行智能化设计，提高建筑物对外界环境的变化适应性。利用智能技术来跟踪控制光感技术，增强自然采光装置的智能程度，满足当前人们的生活需求。
目前国外建筑设计师对于自然采光的研究主要围绕不稳定性和热辐射两个方面。通常情况下，设计师要对自然光进行检测和调控，保证内部光源的稳定性。同时要结合相应的技术、材料推动自然采光产品的创新和研发。由于自然光源与人工光源相比，光照程度不稳定，并且会带来一定程度的热辐射，因此为了满足人们更高品质的生活需求，设计师需要对建筑物的自然采光系统进行优化设计。首先，要保证采光装置能够对周围环境进行适时准确的光热检测。通过引入调光玻璃、感光膜等材料，提高自然采光装置的检测效果。同时，设计人员要积极推动自然采光装置的创新发展，要充分发挥计算机技术的应用优势，对自然采光装置进行智能化设计。
2现代建筑中自然采光的优化设计
2.1中庭
中庭的概念是，被围合在建筑物的中部，部分的楼层能被其贯穿，在顶部会有顶盖，形成一个头顶透明的室内空间。其主要的存在意义，就是形成一个开阔的可供人们交流的空间，给身在其中的人们，有种身处室外的舒适体验。因此，中庭内的直射自然光要充足，丰富的光影变化，给人们带来愉快的感官体验，气温较低的温带地区，这种温暖的如沐春风的感觉显得极其珍贵，由于存在直接穿透顶层玻璃进入室内的光线，还能带来充沛的热能。有的中庭面积尺度较大，在其中多数会进行绿植栽培。来进一步提升环境品质。有了植被，就需要给种植的植物提供阳光，自然光的照射，比人工照明对植物要有益的多。建筑尺度较大、建筑层高较低，这样的的中庭，可采用竖直、倾斜的顶部采光方式。此类的采光方法，可把由四季更替所带来的变化降到最小，比如说因为太阳辐射角度的变化，进而造成的光照强度、建筑接受热能的改变；对于那些层高较高，而建筑面积尺度却很小的中庭来说，所需解决的最主要问题，是中庭的最下端能否获得充足的光照。如果建筑物没有良好的朝向，中庭又建造的较深时，设置一些反光设施，就能使得中庭底部的自然光照相对充足。想要让中庭内的亮度更加怡人，可选用颜色浅淡的建筑材料，来建造两侧的墙壁、阳台等处，尽量使其形体保持完整。
2.2在建筑物侧向进行优化设计
为了保障有足够的光源能够照射到建筑物内部，需要在建筑物侧部进行开窗。窗户作为建筑物的重要组成形式，能够有效调节建筑物内部光源，并且能够发挥过滤作用，是室内与外界进行交换的重量媒介。因此，现代建筑物要发挥侧向采光的优势作用，要结合建筑物的形体特点，在侧向进行采光载体的设计。首先，要进行平面形式的优化。设计师应当利用计算机软件对建筑物内部的接收光源进行模拟分析，对内部组织结构进行调整，从而保证各个房间能够接受到足够的自然光源，满足内部的采光环境建设需要。要避免周围建筑物的遮挡，需要调整建筑物的形态来获取最大的自然采光量。
设计师应当围绕建筑物的高度、剖面形式和进深比例进行分析，采用不同的采光方式进行对比。建筑物顶层可以采取天窗，下层的楼层采用侧面采光设计，从而增加建筑物各部分的接收光源。另外，在侧向窗户上进行优化。窗口的结构形式对建筑物的自然采光效果有着重要的影响。设计师为了提升建筑物的节能性和舒适性，要对建筑的差异化立面进行准确分析，根据不同角度的阳光射入量进行窗户的位置调整，并且要调整建筑物的高度和取向，在不同的位置设置遮阳板，调节自然光的热辐射。
2.3在顶部采光进行优化设计
一些大型的写字楼、商场都会采用顶部采光的设计方式，保证建筑物内部不会出现采光死角。在现代建筑设计案例中，顶部采光有着重要的应用优势。设计师首先应当进行水平天窗的优化设计，要对水平天窗的构造进行灵活调整，与建筑物的侧向结构相适应。同时，要对锯齿天窗形式进行相应的优化。所谓的锯齿形天窗是一种单侧采光的天窗形式，在我国北方地区应用广泛，能够有效调节阳光的照射量，并且保证室内的温度和湿度。与传统的天窗相比，锯齿形天窗更加美观，并且能够有效彰显现代建筑物的设计美学。
3自然采光的方法
3.1水平天窗
建筑的朝向，对水平天窗来说，并不能对其自然采光造成较大的影响，在光照强度较弱时，水平天窗的采光效果要优于竖直天窗，天空的漫射光线能更加方便的穿过水平天窗。对水平天窗的采光效果影响较大的是太阳高度角；在靠近南北两侧的温带和寒带地区，水平天窗往往达不到理想的采光效果。夏天时，太阳的照射角度增大，阳光能直射并穿过水平天窗，增加了内部空间中的热量的聚集，也会使空调的使用更为频繁，电力消耗大大提高。在冬天时，阳光的照射角度偏低，自然光线难以全部穿过水平天窗，建筑内部空间无法获得充分的热量，对内部的采暖帮助不大。水平天窗在功能上实际起到了夏天热、冬天凉的反作用。除此之外，大量阳光直接穿过水平天窗进入室内，能引起炫光的现象出现；水平天窗还会比较容易受到毁坏和污染。我国处大部分的北方地区，由于地处温带，因此并不建议采用水平天窗。
3.2竖直天窗
3.2.1竖直阳光天窗
面向太阳，能正面接受阳光照射的天窗，称之为竖直阳光天窗，可以把它当做加高的侧窗加以利用。在温带和寒带地区，竖直阳光天窗可以受到的太阳辐射，甚至要优于夏天受到的阳光照度（因为太阳直射角度较低），竖直阳光天窗在冬季，所接受到的阳光照射量，是夏季收到的辐射的两倍。水平天窗在冬季只能接收夏季阳光辐射量的1/5。由此可见，竖直阳光天窗能有笑平衡因季节的变化，带给室内光照亮度、体感温度上的不同。还不容易产生眩光，由于存在此类优点，在温带和寒带地区，竖直阳光天窗是比较适宜的采光方式。
3.2.2竖直天光天窗
不面向阳光，不会直接接受阳光照射的竖直天窗，称之为竖直天光天窗，可以有效接收到漫射光，以及由地面反射而来的光线。温度较高的热带地区，人们更使用这此类的天窗来避开热辣的光线。让室内被这种相对柔和的光线笼罩，在温度较低的区域，并不适用此类的开窗方式。
4结语
随着社会的不断发展，人们对建筑物的节能效果和设计美感提出了更高要求。设计师在对现代建筑物进行自然采光设计的过程中，要围绕建筑物的空间结构和尺寸比例进行优化调整，对于各个部分进行自然采光的创新设计，利用更加先进的材料和技术进行自然光源的模拟分析，从而最大程度上发挥自然采光的优势作用，给人们带来更加舒适的体验。
参考文献
[1]自然采光与人工照明在室内空间的运用分析[J].韩涛.艺术品鉴.2019(08)
[2]基于节能的高层办公建筑自然采光设计策略研究[J].付亚东.工程建设与设计.2019(15)