建筑设计实践中对光元素运用的认识

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

生物学家认为人对光环境的审美感知是不同波长的光线在人脑神经系统中产生刺激后，形成与人类外部物理结构、生理感受结构以及社会情感结构之间的不同程度契合感，而人们对于建筑中光元素的感知也是源于生命体对于光能的基本需要，不仅如此，人们在建筑中根据需求有意识地组织空间和光线，并积极地从中获得审美感知体验。从生物体本能的趋光性，到原始社会在洞穴中将光线有意识地引入，到现代建筑结构对光源的解放，人们对于光元素的运用越来越积极和自由，同时对光元素的感知越来越从生物性趋向社会性。

　　1、建筑设计中的光元素

　　1.1 光元素

　　光是生命之源，自然光的魅力在于周而复始地更迭支配着人体生物钟，使我们的生命节奏保持平衡。人们通过听觉、视觉、触觉、嗅觉和味觉来感知世界，在所获得的信息中有80%来自光环境下的视觉结果。

　　从生理学上看，人眼只能对可见光做出反应，人们看到某个实体，是因为人眼接收到来自实体的“光”，可以想象在没有光的环境下感受的实体是不存在的，因为实体处于黑暗中。对于视觉而言，真正有意义的是实体材料的“光”而非实体材料本身，因此，实体材料乃至任何事物都是“光”的产物，不同实体材料呈现出的肌理、色彩和形态，都是“消耗”不同波长光谱能量后剩下的光谱反射结果。作为空间的存在物，建筑的实体特征在“光”的作用下被我们的眼睛去解读，自古至今“光”一直成为建筑实体表达不可或缺的组成元素。空间是建筑的实质，而光是建筑空间的灵魂，光与空间一体化的关系倡导光与空间双向的互动的设计模式，建筑空间中的“光”经过建筑师精心构思，以人的视觉规律为尺度，充分利用技术性和艺术性，融合光元素的实用功能、美学功能、精神功能于一体，使建筑空间与光相映成趣，人们身处其中感受着明亮、愉悦、轻松、韵律、层次、对比等艺术效果，从而塑造满足人们视觉生理和心理健康的建筑及环境空间。

　　1.2 光元素的应用和理解

　　古往今来，历代建筑师都在追求对光线真正意义的理解，在几千年的实践中，不断涌现出对光线有着深刻理解的作品，无论技术高低或文化差异，光始终作为建筑空间艺术表现的重要元素和设计手段。首先，光在建筑功能使用的技术性作用。美籍华人建筑大师贝聿铭曾经说过：“如果房间与自然界隔绝的话，就无异于坟墓。”建筑最基本的功能就是要提供舒适的声光热等物理居住环境，采光功用不言而喻。建筑设计规范中规定光气候分区、采光标准、日照间距、窗地面积比等，对不同建筑采光质量提出明确的技术性规定：照度均匀、控制眩光、光线方向性、亮度均衡性以及日照间距和采用绿色光源等，在满足采光要求的同时要兼顾遮阳措施，利用隔栅遮阳等方式也设计出不少优秀的建筑艺术效果。其次，光在建筑空间造型上的重要性体现在“建筑是对光线照射的体量的巧妙、正确和卓越的处理”（摘自勒·柯布西耶《走向新建筑》）。建筑因其外观形式首先为人们所认识，建筑空间体量、材质色彩以及阴影关系都是我们认识建筑的最直接、最感官的途径，而这一切只有在光元素的作用下才得以感受，建筑空间的体量塑造在光线下才得以实现。现代主义建筑大师勒·柯布西耶设计的萨伏伊别墅像悬浮在大自然中的白色箱体，结构赋予它自由的空间、开敞的视野，在光元素的作用下呈现丰富的空间层次。再次，光对营造建筑空间的独特氛围起到摄人心魄的作用。安藤忠雄作为当代“光学大师”，其教堂设计系列作品无一例外是“光”创造的设计经典，他认为，“建筑将光凝缩成其最简约的存在。建筑空间的创造即是对光之力量的纯化和浓缩”。路易·康把光作为一砖一瓦来使用，他说：“设计空间就是设计光亮。”英国著名建筑师罗杰斯在一次“光与建筑”的展览会上说：“建筑是捕捉光的容器，就如同乐器如何捕捉音乐一样，光需要可使其展示的建筑。”可以说，光为建筑空间带来照明和活力，是空间中最生动、最活跃的元素之一。

　　2、建筑设计实践中光元素的运用

　　笔者在高校从事教学和专业设计工作，特别是在彭德怀纪念馆设计实践中关注自然光在建筑设计中的运用，通过多年来相关资料的收集和研究，使我对建筑设计中充分利用自然光的重要性有了更深刻的认识：

　　2.1 引导空间秩序，丰富空间层次

　　由于展览性建筑的陈列功能需要获得均匀柔和稳定的光线，光元素的运用应该是安静而愉悦的。为避免观看展品过程中产生的眩光，彭德怀纪念馆的展览室光元素来自于天窗和高侧窗为主，作为建筑构成的一个元素，采光窗在艺术上和建筑风格协调一致，在视觉上追求舒适且无眩光，功能上要考虑光、热与隔声的问题。在位于主导风向的位置设置高侧窗，通过安置机械通风设施以解决使用过程中的通风问题。天窗的设计仔细考虑窗的面积及方位，每间展览室采用12个1m见方的方形顶窗，为避免阳光直射对展品产生的损害，结合展室四坡顶形成的内部空间形态，设置可调节的阳光反射板，增加二次反射光线，通过这些手段保证获得足够的室内光线，并达到一定的均匀度，由此减少白天的人工照明，节省照明能耗。

　　光是界定空间的要素，光的明暗边界作用是空间限定的基础，在展示空间序列设计中，各展室之间过渡空间不再设置直接光源，由此形成了在展示空间中，展览区域光线柔和明亮以突出展示主体；而反之展示功能以外的过渡空间则处在相对暗处，明与暗明确地界定了同一空间环境中展览区与过渡区的空间界限，巧妙地利用明暗进行建筑不同空间划分，强化光的明暗对比能把表现的艺术形象或细节实现出来，通过光元素的亮度交替带动了建筑空间的明暗变化，是人们在行进中因光亮变化的视觉差异而产生相应的心理起伏感受，使空间成为“流动的音乐”，以取得突出重点又引导人流的良好效果，使各区域之间形成合而分之的空间整体，增加空间的层次感。

　　2.2 突出视觉中心，塑造空间主体

　　光可以突出重点空间，形成突出的视觉中心。在设计彭德怀纪念馆过程中，运用光元素来将观众的视线集中到某一特定的中心区域，序厅的空间氛围就是通过两种光元素营造出来的：一种是四坡顶集中的顶部采光，顶光随着时间的流动具有独特的运动性，光线的集中投射极大限度地强化序厅主体——彭德怀元帅雕像的中心感；另一种则运用了线性光源（即屋顶与墙体之间间隙中的水平投射光），水平光带的运用使坡屋顶似悬浮于结构框架之上，削弱序厅因体量呈现出的沉重感，体现南方建筑轻巧开放空间特点同时也渲染序厅空间环境的纪念氛围。而在湘潭师范学院（现湖南科技大学）美术楼的设计过程中，门厅弧形屋面线性光元素的暗示导引和顶光的集中投射突出了美术学院独特的艺术氛围。

　　2.3 呈现光影律动，营造艺术氛围

　　如果说建筑是凝固的音乐，那么光影就是律动的篇章，斑驳的光影在建筑的墙面、地面上留下灵动的印记，给空间以活力。光与影是大自然赋予我们最有力的设计手段，如果离开了光影交织，建筑空间将会沉闷而缺乏活力，建筑材质无法充分表现其色泽与质感，所以运用光影可以使建筑空间的各部分之间产生强烈对比的同时达到完美的统一，光影也是建筑空间产生韵律与层次的捷径。中国传统园林中利用光创造出独特的艺术氛围，“曲径通幽”、“宁静致远”是中国园林的主旋律，通过假山、叠水、树木、庭廊来丰富光影变化效果，形成一种静谧、内敛、修身养性、顺应自然的意境之美。彭德怀纪念馆的空间组织采用中国传统园林的设计手法，将光影透过树木、廊道、构架、栏杆等构件予以展示和倾泻，为展览过程带来律动与活力。结合墙、院、廊、窗等中国传统建筑元素的处理，吸收了富有湖南民居特色的坡屋和庭院的传统布局，通过小院、廊架、挑檐、花窗、孔洞以及缝隙，使房屋在梳理阳光的同时让参观者时刻能享受到一片荫凉。

　　3、光元素运用的思考

　　建筑设计中无论是办公建筑、餐饮建筑、展览建筑或宗教建筑都因其特殊的功能要求，极力挖掘着光的语境，光元素作为建筑整体因素的重要语言，充分展示自己的独特魅力，对表达建筑思想、诠释空间内涵具有推动作用。光元素在空间塑造、序列引导等方面发挥着积极的效力，同时光元素还决定着色彩倾向，一天之间冷暖光色的笼罩使建筑呈现出别样的色彩世界，创造出锦上添花的奇妙效果。另外，光元素也是塑造建筑材料质感表情的最有效手段，建筑墙面的砖石凹凸、钢材精致、玻璃折射、木质细腻等在阳光的映射下尽显质感效果，使建筑完美演绎得以升华。

　　正如美国建筑师路易·康所说：“我们由光所生育，通过光线我们感到季节的变化，只是由于光的指引我们得以了解这个世界，由此可以得出：物质是消耗了的光”。所以说，没有光就没有建筑，建筑设计中除了空间组合、色彩搭配、材质运用等方法之外，更多地要依赖光元素的创造，创造并不是一味地依赖人工光源和乱用光元素。日本著名建筑师安藤忠雄十分注重自然光元素与建筑空间的建构，他严厉批评呆滞的光环境设计，把泛滥着“光晕”的空间斥为“绝对的黑暗”，称之为“意味着空间的死亡”。人性化的光环境塑造是以“人”为前提，并非建筑或光本身，其潜在的效应是符合客观人的视觉生理和心理发展规律，只要我们不断挖掘光的潜在效能，发挥光的自主语言，结合建筑主题，就能给观者带来视觉享受。

　　参考文献：

　　[1] 李大夏。路易·康。中国建筑工业出版社，1993。

　　[2] 王建国，张彤。安藤忠雄。中国建筑工业出版社，1993。

　　[3] 王建华。论建筑光环境。装饰。2002（7）。

　　[4] 西方建筑史。中国建筑工业出版社。

　　[5] 高履泰。建筑物天然光的环境艺术[J].华中建筑，2000（4）。