光在室內(nèi)設(shè)計的應(yīng)用

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1天然采光設(shè)計研究

自然光環(huán)境設(shè)計的原則一般不同于采光設(shè)計，相對采光設(shè)計而言，它有更高層次的需求。換種方式來說，它不僅需要滿足室內(nèi)空間功能的需求，還要利用自然光創(chuàng)造出空間的藝術(shù)效果。在進行自然光的設(shè)計過程中，首先我們需要發(fā)揮光本身的屬性，來實行室內(nèi)需要的功能，確保滿足人的生理、心理的需求，也就是在采光設(shè)計的基礎(chǔ)上，我們在進行建筑光環(huán)境藝術(shù)的創(chuàng)作。其次，我們需要了解建筑特征，例如建筑空間尺度的大小、體量的大小、比例的均衡性等等，利用建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如建筑的外墻、穹頂，來進行光的設(shè)計，以確保光分布達到最佳。最后，我們將對光的設(shè)計進行特殊處理，采用對比、節(jié)奏等方法，用天然光進行構(gòu)圖，創(chuàng)造出優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)空間效果。例如利用光設(shè)計室內(nèi)空間著名建筑，日本建筑大師安藤忠雄設(shè)計的光之教堂，利用在建筑外墻開一個十字洞口，將光線引進來，在地面上形成了秀長的十字造型，隨著時間的變化，形成不同的室內(nèi)光影效果，給身處其中的人們，帶來強烈的心靈震撼。

1.1建筑開窗朝向的選擇

對于室內(nèi)空間進行天然采光而言，室內(nèi)最不利的開窗位置位于建筑的東側(cè)和西側(cè)，因東西側(cè)位置接受太陽光的直射，且太陽高度角較低，容易造成室內(nèi)的嚴重眩光，對于視覺來說，產(chǎn)生嚴重的不舒適感。所以說，建筑室內(nèi)采光最有利的位置應(yīng)位于該房間的南側(cè)與北側(cè)。對于北方建筑，室內(nèi)空間應(yīng)需要采暖，開窗位置不應(yīng)布置在房間的北側(cè)，不利采暖，應(yīng)布置在房間的南側(cè)，如此處理，該房間在冬季，室內(nèi)能得到充分的陽光直射光，降低室內(nèi)采暖能耗；另外，對于炎熱地區(qū)來說，房間的開窗位置宜布置在房間的北側(cè)，太陽光線不能直射入室內(nèi)，這樣在滿足建筑室內(nèi)采光均勻度的同時，也能將室內(nèi)的空調(diào)能耗降到最低。

1.2采光口形式的選擇

人們在建筑設(shè)計的過程中，為取得室外的天然光照，通過在建筑的外圍護結(jié)構(gòu)開設(shè)不同形式的洞口，并在其外表面裝上各種透明材質(zhì)，例如有機玻璃、普通玻璃等等，以防大自然各種氣候變化導(dǎo)致的各種侵襲(雨、雪等），這些透明的洞口統(tǒng)稱為采光口。一般來說，室內(nèi)光照、照度的好壞、采光系數(shù)的均勻性于建筑室內(nèi)采光口的形式及位置密切相關(guān)，它決定了室內(nèi)光環(huán)境的好壞，也決定了室內(nèi)以自然采光還是以人工照明為主。建筑基本的采光形式大致可分為三種，分別為側(cè)窗式采光、高窗式采光、頂窗式采光。側(cè)窗式采光：側(cè)窗窗戶的構(gòu)造簡單，太陽光線直射入室內(nèi)，光線充足，但是當(dāng)房間室內(nèi)進深過大，會造成室內(nèi)照度的分布出現(xiàn)明顯的不均勻，而且眩光容易在進窗的位置形成，所以側(cè)窗對于室內(nèi)進深較小的房間而言，比較適宜。高窗式采光：高窗一般位于房間外圈偏上部位，距地大概2.5m左右，稱為高窗。室內(nèi)房間采用高窗采光，能提高室內(nèi)較深區(qū)域的照度，同時減少眩光的產(chǎn)生，但對于高窗，一般室內(nèi)層高較高，對于層高較低的建筑不適宜。頂窗式采光：頂窗采光一般有兩種形式，一種是在屋頂上直接開天窗采光，另一種是通過采光屋面進行采光。這種形式一般都能讓室內(nèi)得到適宜的光照分布，提高室內(nèi)采光效率。但是由于采光面位于屋頂，清理起來比較繁瑣，使用較少。作為建筑師，除了對建筑采光位置及形式設(shè)計外，還可以對室內(nèi)空間進行進一步地細化設(shè)計，比如，設(shè)置太陽光線擴散設(shè)備；改變室內(nèi)墻面材料，選用新型墻面材料，增大室內(nèi)墻面的反射系數(shù)；布置采光天井；設(shè)置擋光板等等，來調(diào)控室內(nèi)的照度及均勻度。自然采光的局限性：上面我們分析了室內(nèi)空間提升自然采光效率的各種方式，但是在陰雨天，或者沒有太陽直射的情況下，無論你使用什么用的采光方式，對于室內(nèi)的照度改善無任何幫助。因此，在這種情況下，我們必須引入人工照明來彌補自然采光的不足，從而改善室內(nèi)的光環(huán)境。

2照明設(shè)計研究

2.1照明能耗分析

據(jù)查閱相關(guān)數(shù)據(jù)表明，地球上每年在照明上消耗大量的能源，據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球每年花費在照明上的費用高達2000多億美元，成本相當(dāng)巨大。但是如果我們運用照明節(jié)能技術(shù)設(shè)計來進行人工照明，每年預(yù)計可節(jié)約照明能耗高達1000億美元。建筑照明節(jié)能設(shè)計作為建筑設(shè)計過程中必要的環(huán)節(jié)，大致受到兩方面因素的影響，一方面是內(nèi)在因素的影響，包括人日常行為的影響，例如能否做到人走燈關(guān)等等；另一方面就是外在因素的影響，主要指建筑本身、建筑的外在環(huán)境因素等。一般來說，一個優(yōu)秀的光環(huán)境設(shè)計通常是利用調(diào)研獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，了解室內(nèi)的采光系數(shù)、照度，然后利用一些新型裝置來優(yōu)化室內(nèi)光環(huán)境，以此達到怡人的室內(nèi)光環(huán)境效果。

2.2照明節(jié)能

（1）綠色照明設(shè)計

綠色照明是上個世紀90年代初由美國環(huán)保局提出的一個全新理念。綠色照明通常包含4個指標，分別為舒適、環(huán)保、安全、節(jié)能，這是必不可少的。以幼兒園為例，在兒童活動室、數(shù)據(jù)室、游戲區(qū)等，我們可以使用具有高顯色指數(shù)和良好光效的三色熒光燈；在一些狹小的空間，比如衛(wèi)生間、走廊等等，我們可以選用緊湊型的熒光燈。此外，燈具的使用效率還會直接影響室內(nèi)空間的照明的效果與能耗，所以，在室內(nèi)空間不發(fā)生眩光的前提下，我們最好選用直接型燈具。查詢相關(guān)規(guī)范了解到，室內(nèi)燈具的使用效率不不宜低于70%，室外燈具的使用效率不宜低于55%。根據(jù)室內(nèi)房間的類型不同，采用的燈具也有所不同，如多平面的發(fā)光鏡定向射燈、蝸蛹翼配光燈具、板塊式高效燈具等等。

（2）選用智能化照明技術(shù)

智能照明是指互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的選擇，有線/無線通信技術(shù)，電力載波通信技術(shù)，嵌入式計算機智能信息處理，與分布式照明控制系統(tǒng)組成節(jié)能控制等技術(shù)，實現(xiàn)照明設(shè)備的智能控制。照明控制方法和控制光開度的合理性與后期照明的節(jié)能效果直接相關(guān)。在照明的控制方式上，我們可以按照建筑的平面布局功能，分區(qū)域來控制燈光；另外，在燈光后期的開啟上我們可以按照天然光在室內(nèi)的照度變化，合理地去使用人工照明，使室內(nèi)達到必要的采光效果。對于公共場所的照明，建筑物外部環(huán)境的照明，我們可以使用遠程管理，集中管理，自動光控設(shè)備等。另外，還可采用定時開光，光電自動控制開光等等。

2.3照明的設(shè)計方式

（1）按照明的空間分類

根據(jù)空間分類，它可以分為三種類型：普通照明，分區(qū)普通照明和局部照明。一般照明需要保證滿足室內(nèi)工作需要。同時，對于一般照明，還有室內(nèi)照度均勻度的要求。照度均勻性通過工作表面上的最小照度與平均照度的比率來識別，并且通常不應(yīng)小于0.7。根據(jù)CIE規(guī)定，室內(nèi)空間的照度均勻度應(yīng)不小于0.8，兩個相鄰區(qū)域的建筑照明比例不應(yīng)超過5：1，室內(nèi)工作室一般位置的平均照度不應(yīng)低于工作位置平均照度的1/30。分區(qū)普通照明是指房間中被困區(qū)域的特定功能要求。部分照明指的是室內(nèi)空間的未被普通照明照射的區(qū)域中的位置。混合照明是指結(jié)合普通和混合照明以滿足室內(nèi)空間照明需求的照明形式。

（2）室內(nèi)空間照明設(shè)計的構(gòu)圖

白晝過去，到了夜間，由于無法采用自然光照明，必須賦予人工照明，以顯示室內(nèi)物體、構(gòu)件的顏色，來賦予室內(nèi)相應(yīng)的藝術(shù)效果。室內(nèi)空間照明的構(gòu)圖方式如下：

①從室內(nèi)空間布置的光源，燈光和燈具中獲得一定的空間藝術(shù)效果。

②室內(nèi)空間具有移動的照度、亮度，分布均勻，室內(nèi)平均采光系數(shù)不低于相關(guān)國家規(guī)范要求，同時室內(nèi)避免眩光，給人帶來一定的舒適感，不疲勞。

③根據(jù)室內(nèi)房間使用功能的定位，合理布置室內(nèi)燈光源，以此取得合理的功能空間效果。

（3）室內(nèi)空間照明設(shè)計的方式

①直接照明

燈具發(fā)射出的燈光光線，大概有90%以上的光通量發(fā)射到工作面上，這種直接型的照明方式，采光效率高，但是也存在一定缺點，一旦室內(nèi)空間大，將會造成很強的明暗對比環(huán)境，使人容易產(chǎn)生疲勞感。

②間接照明

燈具發(fā)射出的光線，10%以下的光通量直接打到工作面，還有90%左右的管線將通過反射，再作用到假定的工作面上。雖然通過反射的光線來照明，光線比較柔和，但也存在一定的缺點，就是需要消耗大量的光能，所以在一般的情況下，間接照明將與其他照明混合使用。

③半直接照明

燈具發(fā)出的光，約60％~90％的光通量直接到達假定的工作面，其他光線將反射到工作面。半直接照明的優(yōu)點：室內(nèi)空間光照效果較柔和，明暗對比不明顯，層次分明。

④半間接照明

燈具發(fā)射的光線，大概有10%~40%之間的光通量直接到達假定的工作面，其余的光通量將通過多次反射，到達指定的工作面。它的主導(dǎo)照明方向是指向非工作面的，主要通過反射來對工作面進行照明。

⑤擴散照明

燈具發(fā)射的光線，范圍廣，向四周發(fā)射光線，照明區(qū)域最大，光線柔和。

2.4室內(nèi)空間照明的藝術(shù)意義

在黑暗的空間，燈光可以營造室內(nèi)的空間氣氛。作為建筑師，必須充分了解，利用“光”，才能對光進行很好的設(shè)計，以此滿足人們對光的空間及心理需求。隨著全球科技的不斷發(fā)展，各式各樣的光源涌現(xiàn)，現(xiàn)代燈具的不斷推陳出新，都為照明設(shè)計提供了廣闊的發(fā)展前景。影響室內(nèi)設(shè)計的主要因素包括形、光、色、質(zhì)，其中顏色與質(zhì)地是在光的作用下形成的。所以說，照明設(shè)計不僅可以營造良好的光環(huán)境，還可以配合其他設(shè)計元素，營造良好的空間效果。因此，在室內(nèi)照明設(shè)計過程中，建筑師不僅要仔細觀察室內(nèi)布局，還要滿足業(yè)主對室內(nèi)空間的需求，讓業(yè)主感受室內(nèi)空間的藝術(shù)效果，為業(yè)主營造溫馨的室內(nèi)空間。

3結(jié)語

本論文通過對天然采光設(shè)計研究與人工照明設(shè)計研究二個方面出發(fā)，探討了人工照明與天然采光在室內(nèi)設(shè)計過程中的應(yīng)用。光是室內(nèi)設(shè)計過程中最重要的一個環(huán)節(jié)，它能影響室內(nèi)空間的整體藝術(shù)效果，作為建筑設(shè)計師，在室內(nèi)照明設(shè)計的過程中，必須遵守室內(nèi)空間照明設(shè)計的原則，熟悉室內(nèi)照明設(shè)備的布置，更好地去進行照明設(shè)計，避免在照明設(shè)計中出現(xiàn)強烈眩光的現(xiàn)象。總之，在建筑室內(nèi)照明設(shè)計的過程中，需要給人以最大的舒適感。

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[4]GB50033-2013，建筑采光設(shè)計標準[S].[5]GB/T50378-2014，綠色建筑評價標準[S].

作者:沈思凱 譚良斌 單位:昆明理工大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院