自然光在建筑设计里的运用（以毕业设计中的彩虹广场为例）

论文总字数：9507字

目 录

摘要 2

英文摘要 3

1.引言 4

2.自然光在建筑设计里的手法分类 4

2.1设计手法一——开洞 4

2.2设计手法二——材料透光与材料反光 5

2.3设计手法三——结构分离 6

2.4设计手法四——导光管法 6

3.自然光与材料的结合所带来的艺术氛围 7

3.1自然光与材料的结合所带来的艺术氛围 7

3.2毕业设计中自然光的运用 8

3.2.1 关于毕业设计主题 8

3.2.2 彩虹广场里自然光的运用 8

4.结语 9

参考文献 10

致谢 11

浅谈自然光在建筑设计里的运用

李熙

，China

Abstract：Based on the theory of natural light in architectural design in the use of inquiry, combined with graduation Design Rainbow Plaza and architect Louis Kahn, and some works of analysis, architectural design in the use of natural light to do a summary of the system. It is intended to promote a healthy light environment. Natural light in the classification techniques in architectural design is mainly divided into three categories, open hole, reflective material and translucent material. The paper also referred to the combination of different materials and natural light brings different visual effects, as well as segmented structure of the visual effects.

Key words：Natural light; architecture; building design; Louis.Kahn

1. 引言

据统计，人类从外界获得的信息大概有80%来自光和视觉，设计一个好的光环境不管是从建筑功能上或者建筑艺术上都是十分重要的。在使用功能上，合理的采光设计能够使人感到身心愉悦和提升生活品质与工作效率。在建筑艺术上，许多的建筑设计师利用自然光的变化营造出不同意境的空间。

自然光有如空气、土地之于万物一样，是生存所不可或缺的一部分。光不仅能够消除黑暗，光影的变化也丰富了世间万物的构成形态，使其更加富有特征。而建筑作为载体，将自然光与人文更加协调的融合在一起。美国现代建筑师路易斯康在波士顿新英格兰音乐学院的一次报告中说：“我正在德克萨斯设计一座展馆，从那里我可以感觉到在自然光的的照射下，室内的混凝土会有丝绸的质感……光线均匀的洒在室内，会让人让人舒服的感受到到自然光线随着时间的流逝而变化。”^[1]混凝土这种丝绸质感的体现并不是来源于它本身的柔软与平滑，而是在自然光的照射下才获得这种质感。于是，结构、材料、光线在这个博物馆中融合的十分恰当。

其实不仅是混凝土，很多的建筑材料在自然光的变化下会愈发显得生动，比如北京三里屯SOHO，外观大量的玻璃材料的运用，设计者在超高层建筑的墙面上设计了流线型的玻璃幕墙。九栋形态自然的高层建筑有机协调，聚集在了一块儿，形成了十分恢弘大气的景观。自然光在玻璃上的反射可以让人们感到原本应该与景观相对立的建筑就是景观本身、自然本身。随着时间的变化，不同的光线带给建筑不同的视觉感受，那就是，楼与楼之间有机地并肩耸立，形成了大峡谷。清晨或是黄昏，阳光穿插在建筑之中，整个建筑犹如一个灯塔，通过在有机的外观上融入这种质感。使得在建筑下面行走的人群感受到，建筑物的形态是随时有在变化着的，置身此中就像是置身于大自然里，这种感觉正是通过材料与自然光的融合营造出来的。

2.自然光在建筑设计里的手法分类

2.1设计手法一——开洞

在建筑设计里，是如何将自然光与之结合起来的呢？总结出来了以下三种使用手法。

首先是开洞，在此不得不提的就是安藤忠雄的设计作品——光之教堂。光之教堂的设计就是通过墙体跟顶部的开洞进行采光的。教堂的内部非常暗，这样就更加突出了十字光影，给人一种安宁神圣的感觉。上午的时候效果是最好的，夜晚就借用外面的灯光或是月光。但这里的开洞并非指的是在墙上打个洞就可以，你不只是要考虑到这个洞的形状，还必须考虑到建筑物整体的方位，如图所示，这个平面图中我们可以看出这个教堂的选址首先是在路口处，基地接近外面的路，除了朝着教堂里的西墙，在别的地方开窗都是不恰当的。L型的墙不光是分割开了空间，并且把柔和的自然光反射进内部，使得教堂里面更加具有神秘感。

图一：光之教堂模型图

通过观察平面图我们也可以发现，教堂的南立面也并不是完全朝南的。而是与东西方向轴线成30°的角。这是因为礼拜一般是在周一的上午举行，这就使得在举行礼拜的周一早上，信徒们可以完美的欣赏到十字光影。深色冷清的混凝土墙面包裹了整个教堂，只开了一些边沿的小缝来采光。深邃的礼拜堂、密封的墙面，和外面融通的的仅仅只有伫立在讲台后面的十字缺口，自然光穿过挖空的十字架，与四面的暗色调的背景形成强烈的对比。这个时候不管是灰暗的墙壁还是信徒面前的桌椅都显得模糊而低调。人们一走进教堂视线立刻会被眼前这个神圣的十字架集中。会让人产生一种压迫感，除了神圣，所有的思绪都开始沉淀和安静下来。

光之教堂的内部结构极度密封，甚至采光有点黯淡，可是通过自然光与混凝土的交汇相融，人们更多地体会到的，不是黯淡的光线，而是无限的冥想空间，是人与自然的融合。发光的十字架成为了整个教堂的引导因素。南向墙面上有水平与与垂直的缺口，在自然光的投射之下，形成光的十字，随着自然光的变化，十字架在地面的投影与时间推移，另空间更加神圣。

图二：光之教堂平面图

2.2设计手法二——材料透光与材料反光

在这里还要提到法国人Boullée设计的一座巨大无比的建筑，为纪念伟大的艾萨克·牛顿建造的牛顿纪念堂。凭借他的设计理念，纪念堂里面150米直径的穹顶上会凿出许多的小洞来模仿星空，这也符合了伟大的物理学家牛顿的成就。同时将牛顿的石棺放置在“星空”的最中间。巨型的球体上被开凿除了大量的小洞，在白天的时候球体内部不设置光源，从里看确实一片巨大的星空，使得内部更像是白天，而外面是无穷的黑夜。繁星点点让人犹如处在浩瀚的宇宙之中；到了晚上，建筑里面模拟太阳的光源亮起，在外面看仿佛宇宙最初一个巨大的快要爆发的球。仿佛孕育着伟大的生命。跟外面的黑夜相比，里面就是白昼，斑斑驳驳的光点就像是牛顿闪闪发光的灵魂，使人陷入无尽的沉思。

图三：牛顿纪念堂

第二类运用自然光的手法可以总结为材料透光与材料反光，如上文中提到的三里屯SOHO，也是运用了材料反光。现代建筑中大量的使用玻璃做外墙，玻璃有很好的透光性，并且颜色十分丰富，是非常好的外墙建筑材料。我们生活中也离不开玻璃。以20世纪著名的建筑大师Le Corbusier的朗香教堂为例，他将整个教堂的重点放在了建筑的造型上，风格独立，开创了一种新的建筑形式。教堂造型奇特，墙面不规则；墙体几乎全是弯曲的，有的还倾斜；教堂的祈祷室有种特别的囤积感，倾斜的屋顶和墙面之间设计出一条高四十公分的条形缝隙；在白色的墙面上开凿了很多个形状大小不一的洞。洞里镶嵌了颜色斑斓的玻璃。自然光穿过玻璃时，在墙上呈现出斑驳的颜色不一的光片，美轮美奂，使观者如痴如醉。^[2]自然界中因为有了光线，物体才呈现出各种各样的颜色。红色的建筑物之所以呈现红色，是因为建筑物吸收了出红色之外的其他颜色的光波，只把红色的光波显示出来了。各种各样的实体或是材料之所以出现不同的颜色、纹理和形状。是因为它们各自“消耗”了不同的光。物质通过自己本身不同的性质，在眼睛的视网膜上成现不同的颜色，形态。这种颜色、形态经过大脑的分析产生了不同的刺激。人们正是通过这些刺激才引发的心灵的情感特征。建筑设计师们正是利用了这些物理特性，使人与建筑之间产生共鸣，能够通过采光设计来控制视觉，也是让人们更好的去了解设计师们想要表达的东西。

图四：北京三里屯SOHO

图五：朗香教堂

图五：朗香教堂内部彩色透光玻璃

2.3设计手法三——结构分离

这里还要提到LouisIsadoreKahn的另一个作品——贝金尔美术馆。在这里，他创造了一种史无前例的天窗采光系统。它是通过分离顶部结构，把承重系统和照明系统交织在了一起，把美术馆的顶部向太阳敞开。正如他所说的：“结构是光的创造者，因为结构释放其中的空间，那就是采光。”利用了曲面将直射的光线转换成了散射光。这是利用了材料的反光，整个空间中没有强烈的光源却达到了照明的目的与建筑美感的解释。使人把焦点集中在了展品上。这种方式在现代博物馆的设计中也经常用到，只是将自然光改成了人造光。我本人觉得人造光还是具有一定的局限性。自然光影的不断变化提醒着人们时间的流逝，在这种天然变化中，我们如果对其进行一些加工使之更加丰富，就会有很不错的视觉感受。

图六：贝金尔美术馆顶部

2.4设计手法四——导光管法

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，如中国建筑科学院已经通过无窗厂房和地下建筑的自然 采光研究成果，就是这样的方法进行自然光的采集。能在室内的 阳光下休息、在室内的阳光下办公、在室内的阳光下看书学习、在室内的阳光下用餐……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，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。

还有用一组传光棱镜将集光器收集的太阳光传送到需要采光的部位。如美国加州大学的贝克利实验室提出用于解决一座十层大楼的采光问题的方法，澳大利亚用这种方法把光送到房间 10米进深的部位进行照明，英国用于解决地下和无窗建筑的采光等，都受到了比较好的采光效果。^[3]这些科技手段让自然光得到了充分的运用，而且不会对环境造成危害，为生态建筑的发展奠定了良好的基础。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：9507字

相关图片展示：