建筑物理光学对建筑设计的影响
建筑物理与热环境光学与建筑设计
建筑物理与热环境光学与建筑设计 突出重点突出重点:没有重点就没有艺术而落入平庸,强化光的明暗对比能把 要表现的艺术形象的细节凸现出来,光对人的视觉起引导作用促使我们去 注意细节,形成抢眼的视觉中心,极高的对比还能产生戏剧性的艺术效果。 在伊博斯的里尔美术馆改扩建设计中,建筑师在老馆中庭的 下部新添了一个专为浮雕而设的大空间,空间内的墙、顶、地面 多为黑色,唯有镶在墙上的浮雕被光照亮,将人们的视线聚集到浮 雕上,从而突出了浮雕。 建筑物理与热环境光学与建筑设计 演现色彩与装饰环境演现色彩:显色性好的人工光源可以象天然光一样真实地演现环境、人和 物的缤纷色彩,显色性差的灯光则造成颜色变异,丧失环境色彩的魅力,彩色灯光赋予光环境情感意识,使一些颜色响亮但也会使一些颜色受扭曲。 装饰环境:光和影能编织出美妙的图案,光洁材料会产生反射光和 折射光,其产生的晶莹光辉及有节奏的动态变化,是装饰环境的宝贵元 素,达到引人入胜的艺术焦点。 建筑物理与热环境光学与建筑设计 隐喻与暗示隐喻与暗示:光可以帮助记忆,使人产生联想,影响人的心理情绪, 光独特的定义物体的方式有时甚至给我们以时空的感觉。 安藤忠雄设计的光之教堂中,十字形分割的墙壁,产生了 特殊的光影效果,使信徒产生了一种接近上帝的奇妙感觉。
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建筑设计中灯光的运用
导语:灯光设计是设计创意业的组成部分,在国外已经有较为先进的理念和技术,国内正处于起步阶段,传承先进的灯光设计技术与文化,提升国内灯光设计师的设计、技术水平,提升设计整体竞争力具有重要的意义。
人类的生活天天与光相伴,建筑和城市与光息息相关。光显示出的巨大艺术感染力,激发了建筑师、室内设计师、城市规划师对夜景照明创作的冲动。光是人居环境的要素,为人类居住的建筑和城市创造光明、舒适、绚丽。创造优美的光环境是建筑师、设计师义不容辞的责任。
光使建筑的实存成为可能。随着时间的变化,季节的更替,光的强弱发生了变化,建筑的形象也随之改变。人们就是在这样不断变化的形和影中感受光带给我们的奇妙世界。正如日本着名建筑大师安藤忠雄所说:“建筑设计就是要截取无所不在的光,并在特定场合去表现光的存在。建筑将光凝缩成最简约的存在,建筑空间的创造即是对光之力量的纯化和浓缩。” 大面积的明暗对比和光影变化,反映着光与建筑的完美交融。
记得老师在上课的时候讲过SOHO概念的例子,撇开功能不讲,自然光在其设计中就占有极其重要的地位,甚至以光为装饰。阳光感在小区环境景观中的体现则更为直接。环境作为小区的重要组成部分越来越受到人们的关注。人们对自然、阳光的渴望都直接反映在对环境景观的要求上。小区中的环境景观有别于自然环境,它是一种人造环境,是一种抽象化的自然,阳光作为自然要素之一,在这样特定的场所中,与人、建筑发生着关系,通过小区内小环境,让人感受到它的存在。由建筑围合的环境景观充当了阳光、雨水和风等自然要素的代言人,并成为居民生活体验的一部分。这里绝不是一个普通的可观赏树木的庭院,而是会有一种触动更深层情感的场所。在这样一个人与自然相结合的环境中,人在精神上达到了至高的享受。通过树种、树形的精心挑选和搭配,绿化、水景的合理布局,铺地、设施的巧妙安排等等,都可以在环境景观中体现到“阳光感”无处不在。另外在这个人造自然中,尽量创造出让人能感受阳光,聆听风声、雨声的场所,满足现代人生理、心理乃至精神上的渴望,使人们从日常生活的疲倦中解放出来。正如有些小区中设计的“阳光会所”、“阳光曲廊”等诸如此类的小品景观,让人充分与阳光、自然相交流,达到生理、心理和精神上的和谐统一。
光是建筑艺术的灵魂
光塑造形象:物的形象只有在光的作用下才能被视觉感知。正确地设光(指光量,光的性质和方向)能加强建筑造型的三维立体感,提升艺术效果,反之则导致形象平淡或歪曲。
光建构空间,明和暗的差异自然地形成室内外不同空间划分的心理暗示。光的微妙的强弱变化造就空间的层次感。
光渲染气氛:晴空万里,细雨连绵,不同的环境带给我们不同的心情,这当中光的变化起着重要作用。光渲染的气氛对人的心理状态和光环境的艺术感染力有决定性的影响。
光突出重点:没有重点就没有艺术而落人平庸。强化光的明暗对比能把表现的艺术形象或细节实现出来,形成抢眼的视觉中心。极高的对比还能产生戏剧性的`艺术效果,令人激动。
光演现色彩:显色性好的人工光源可以象天然光一样真实地演现环境,人和物的缤纷色彩显色性差的灯则造成颜色变异,丧失环境色彩的勉力。彩色灯光赋于光环境情感意识,使一些颜色响亮,但也会使一些颜色受到扭曲。
光装饰环境:光和影编织的图案,光洁材料反射光和折射光所产生的晶莹光辉,光有节奏的动态变化,灯具的优美造型都是装饰环境的宝贵元素,引人入胜的艺术焦点。
在以自然光源进行照明设计的时候,有一个办法可以采用,就是你要把整座建筑当作灯具,那么光源就在建筑物的外边,就是日光与天空的散光,接下来就可以考虑建筑物的开口部位,即门窗和天窗。 事实上建筑物的所有表面都在改变着光线,并将光线反射进窗户,照到物体上。自然光有两个组成部分,一个是日光, 另一个就是天空的散光。日光就是由太阳直接照射出来的光束天空的散光就是空气中的微粒对阳光的散射。 设计人员必须清楚地意识到自然光直射与散射所产生的不同效果, 天空光的散射效果是光设计的背景,是基础,这一点是很多设计人员没有意识到的。
研究光与建筑的关系:其中包括
1、 光本身的性质(直射光、漫反射光、光的色彩,人工光、自然光)
2、 光的形状与建筑物的洞口洞口在墙面上的高低位置对室内光照的影响
3、 光射入建筑后的光域范围
4、 透光材料(全透、半透,材料的色彩对光色的影响)
5、 室内不同形式、不同位置的承影面(墙面、地面、屋面)对室内光空间的影响
6、 光在室内的明暗变化,小面积亮光与大面积光域对室内气氛营造的差别,可以用对比以营造空间变化。
通过研究以上6点光与建筑环境的关系,运用光与建筑的一些基本特性,最终去分析、思考我们要如何创造建筑内特定的光气氛。
建筑光环境设计在建筑节能方面同样大有可为。天然光是取之不尽,用之不竭的能源,要有效利用它。如果自然光能进入到某一空间, 那电光源就只能算是一个补充光源,进行定点照明,平衡一些亮度而已。
首先自然采光方面,应仔细考虑窗的面积及方位,并可设置反射阳光板建筑内装修可采用浅色调,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。采光窗作为建筑构成一个元素,在艺术上应和建筑风格协调一致,在视觉上要求舒适,无眩光,功能上要考虑光、热与隔声的问题。建筑师根据不同建筑要求设计采光窗。目前除常见的侧窗和天窗外,天穹式采光窗、带反射挡光板的采光窗、阳光凹井采光窗、带跟踪阳光的镜面格栅窗和全反射采光窗使用也不少,呈现出采光窗多样化的发展趋势。
以往的建筑采光设计都是假定天空是阴天,不考虑直射阳光。这样的采光设计计算简单,对阳光多变带来的采光不稳定,过热、眩光等问题都回避掉了。随着技术的发展,特别是节能的影响,国际照明委员会编写了《国际采光指南》,为设计提供了设计依据和标准。利用晴天采光计算方法设计采光,约可减小15%的开窗面积,具有重要的节能和经济意义。另外直射阳光进入室内,不仅可给人们提供时间信息,多变的阳光和室内植物装饰,可增加室内视环境的情趣,赋于人有大自然的感受,可产生一种独特的艺术效果。
“自然光总是在不停地变化着,可以使建筑富于各种特征,在空间和光影的相互作用下,我们可以创造出戏剧性”……英国建筑师诺尔曼。福斯特这句话极好地表达出 “光”在设计师心目中的地位。
确实如此,我们稍做回想,就能历数出众多将“光”视为设计中不可或缺的重要元素的设计大师们:柯布西埃,路易。康,迈耶,贝律铭,安藤忠雄……,迈耶以光为笔,勾勒出浓淡相宜的“精致水墨”,贝律铭大方又不失细腻的光的塑造,安藤忠雄以光在无机墙面上描画的“动人表情”,简约而纯净的气息,一次次以它们令人震撼的艺术魅力展示光在建筑设计中的无穷潜力。
如果说大师们运用自然光表现空间和质感的惊人之笔给人以无限的启迪,那么居室环境中人工光技术运用的巨大进步则给我们展现了又一大可作为的天地。
光表现空间设计优秀的设计方案,首先对空间做慎重考虑,因为所有的建筑空间,无论有多少优点,难免有一些遗憾,首先要对其做扬长避短的再调整,即考虑对空间的二次创造,其中光对表现这种二次创造设计如强调空间、突出层次、虚化背景界限、深远空间等有极大的作用。
背景照明:使空间更人性化
背境照明的光线使房间充盈着柔和、迷人的光线,令空间人性化。为获得理想的背境光线,现代的照明设计采用反射自墙面和天花板的光线,这样就可以避免产生亮点,光线也不会在人的脸上产生阴影,从而达到令人满意的光线效果。背境照明的可以来自壁灯、吊灯或在橱柜、梁柱等高处光源。
重点照明:强化突出光线
重点照明采用精心布置的较为集中的光束照射某件物体、艺术品、盆景或某些建筑细部结构。主要目的是取得艺术效果。重点照明的设计常常使观赏者觉得光线是不太明亮的光源提供的,比如蜡烛或墙上的吊灯。嵌入式可调节照明装置、跟踪照明设备或可移动照明装置都可以提供重点照明的光线。
可以让灯光来营造出您所期望的情调和氛围,取得最动人、最富戏剧性的效果。正因为灯光具有如此魅力,可以根据各个房间和空间块面的特殊情形来进行照明规划。由于所要达到的意图和目标不同,设计方案自然也大相径庭。举例来说,如果一个房间没有必要突出家具物品陈设,便不妨采用漫射光照明,让柔和的光线遍洒每一个角落,而在那些放满艺术收藏品的区域,最有效的便是准确、直接的灯光投射,以突出主题。
一些公共活动场所(比如客厅、餐厅)需要有一种友好、亲切的气氛,产生这一效果的最好办法是选用传统的顶灯或枝形灯。如果还能辅以大落地窗,以便吸纳自然光线,效果则更佳。
有时,照明也有一些不寻常的用法。比如,把光源嵌在大理石楼梯的台阶内部,可以产生美丽的半透明光效。即使像台灯之类的家用照明用具,如果加以精心选择,所产生的投影效果和情调也会有很多变化。例如,手制羊皮纸灯罩和日本纸灯灯罩质地比较轻薄透明,光效透过它们射向四周,显得柔和、飘渺而那些不太透光的灯罩会将光线向下聚拢,其效果与前者相比自然情趣迥异。要是灯架或灯罩上缺了这些饰物,如此丰富有趣的光影组合实在是难以企求的。
浴室的照明设计最好是或浪漫或平易的情调,复古的墙地砖在多层次灯光洋洋洒洒的照射下,带来了古典的美,而局部的投射光则将我们引入深邃。
光的装饰作用在现代居室设计中,光不再仅仅是照明作用,随着人们对环境气氛的要求越来越高,光所具有的装饰效果越来越多地被设计师们所运用,光有冷暖之分,有颜色,经过“裁剪”有形状,光与其他材质配合可共同演绎动人的场景效果。
光线特点
光是建筑的色彩,“让光线来作设计”是贝氏的名言。在他的作品中光与空间的结合,使得空间变化万端,巴黎卢浮宫金字塔的入口把大量的光线引入死气沉沉的博物馆,让过去的历史晒晒今天的太阳。透过透明的玻璃,投射在空间与墙体、地面上,形成光的庭院。“光很重要。没有了光的变幻,形态便失去了生气,空间便显得无力。”光是贝聿铭在开始一项建筑时首先考虑的问题。
玻璃与钢材
由于玻璃自身的特性——透明、反射,并且玻璃透明不至于遮挡减损原建筑物的立面,不仅符合贝氏对阳光的追求,更能够从视觉上以及空间原理上使得原有的建筑群不会被削弱,并且能使设计者的建筑思想得到充分表现,加上光线和人的运动,整个空间被赋予了活力。自然光线穿过透明的玻璃材料倾泻到室内,给室内的一切带来温暖和灵动之感,网状钢材不仅起到了支撑、承载的作用。
混凝土
贝氏注重于混凝土的研究, 挖掘它的受力特征与视觉表现力, 在建筑设计中将结构与装饰融为一体, 忠实于材料的质感表现力, 从而将对混凝土的应用推到一个新的高度。在作品中, 时常可以看到其充分利用混凝土可塑性的特点, 做出富有雕塑感的螺旋楼梯。其中最为典型的就是伊弗森美术馆内庭的螺旋梯,我们完全可以将之视为一座可以供人上下行走的雕塑。贝还在埃佛森美术馆、达拉斯市政厅建筑中充分展示了混凝土适于悬挑的力学性能。
几何
贝聿铭在发展现代主义建筑的几何构成上作出了不朽的贡献。如果说密斯、柯布西耶在提炼几何性上作出了成绩的话, 那么贝聿铭则在继承现代主义建筑师的基础上丰富了几何构成, 从而为流于僵化的现代主义建筑开拓了新的道路。贝以他丰富多彩的建筑作品, 向人们表明, 现代主义仍是有活力的, 它决不是一种机械主义, 而是同样可以呈现多姿多彩的艺术形象。
建筑设计理论知识:通过建筑设计初步、建筑设计系列课和建筑设计原理及相应的必修和选修课程,掌握建筑设计的基本原理和方法。掌握城市规划、居住区规划与设计及城市设计的基本原理和方法。
建筑历史与理论:掌握中国建筑史的基本知识及发展规律。掌握外国建筑史的基本知识及发展规律。了解当代主要建筑学派的理论主张。
建筑技术理论:了解结构体系,能初步合理的进行选型和布置。掌握建筑构造的基本原理和做法。了解常用建筑材料的一般性能。了解建筑物理中声、光、热的基本理论及设计方法。了解建筑设备方面的基本知识及在建筑设计中的综合运用。了解建筑施工有关知识。
相关知识方面
了解人的生理、心理、行为与建筑环境的关系。了解社会条件与建筑的关系。了解自然条件和生态条件与建筑设计的关系。了解与建筑有关的经济知识、法律、法规与标准。了解建筑与人文科学、边缘科学与其它交叉学科的相关知识。
实践技能方面
掌握建筑设计制图的方法。掌握建筑画的基本技法。掌握初步的建筑模型制作技能。了解建筑初步设计和施工图设计要求和方法。掌握运用一定计算机手段进行建筑设计及建筑表现。
能力结构方面
在专业能力方面,有能力处理建筑设计与城市环境、自然环境、物质环境和人文环境的关系。有能力根据不同的设计要求、不同的设计条件,合理进行建筑设计并能快速完成。有能力根据建筑设计的不同设计阶段用多种方式表达设计意图。
在自学能力方面,要求学生具有查阅文献、获得信息、了解本专业科技动态与不断扩充知识领域和提高业务水平能力。初步掌握建筑社会调查和研究分析方法。
在团队协作能力方面,具有一定的组织协调建筑设计与相关专业关系的能力。具有积极负责的团队精神,并且具备初步的课题研究能力。了解基本建设程序及施工组织知识。
在表达能力方面,要求学生具有独立绘制建筑设计图的能力;具有以书面及口头方式清晰地表达设计意图、技术观点及进行科技报告的能力。
主要课程
建筑设计系列课(包括建筑设计初步)、建筑设计原理、建筑物理、中国建筑史、外国建筑史、城市规划设计原理
规划与建筑单体设计时,应满足现行国家标准《城市居住区规划设计规范》GB 50180和各地区对日照的要求,应使用日照软件模拟进行日照分析。
应充分利用自然采光,房间的有效采光面积和采光系数除应符合国家现行标准《民用建筑设计通则》GB 50352和《建筑采光设计标准》GB/T 50033的要求外,尚应符合下列要求:
1)居住建筑设计应以自然采光为主。卧室、起居室(厅)、书房、厨房应设置外窗并可以自然采光,每套住宅至少有1个卫生间设有外窗。住宅的公共部分,如楼梯间,电梯厅等宜以自然采光为主。卧室、起居室(厅)、书房、厨房等的采光系数宜大于1%,楼梯间,电梯厅等采光系数宜大于0.5%。 2)办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数不宜低于现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033的要求;
3)中小学类建筑主要的教学功能用房室内采光系数应满足国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033和《中小学校建筑设计规范》GBJ 99—86的要求;
4)宜通过采光计算与模拟,定量评价与优化调整平面布置;
5)利用自然采光时应避免产生眩光;
6)设置遮阳措施时应满足日照和采光标准的要求。
结合场地和建筑条件,设计宜采用下列措施改善室内的自然采光效果:
1) 平面空间进深较大的建筑宜设计天井、中庭等进行采光,宜采用适宜技术(下沉广场、半地下室等)改善室内或地下空间的自然光利用效果。
2) 自然采光为主的地下空间,其采光系数不宜低于0.5%。
3) 商业建筑、宾馆大厅等宜采用适当面积比例和避免阳光直晒的顶部采光窗采光,但应满足节能设计的标准要求。
4) 采用反光板、散光板、集光导光设备等措施
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SICOLAB科研用房的室内声、光环境
一、其中科研建筑实验室采光系数的标准值参照办公室执行,窗地比1/4(侧面采光)。
二、产生噪声、振动的房间不宜与实验室、会议室、学术活动室等房间贴邻,否则应采取隔声、降噪、减振措施。
三、实验室内允许噪声级≤40,其他房间参照《办公建筑设计规范》JGJ 67-2006执行。
四、科研用房围护结构的空气声隔声标准(计权隔声量dB)应符合表1的规定。
表1空气声隔声标准
五、对噪声控制要求较高的科研建筑,应结合实验工作噪声、隔声要求,对维护结构、附着于墙体和楼板的传声源部件采取相关隔声降噪措施。