綠色能源論文：綠色能源光與建筑空間相關(guān)性思索

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|本文作者：楊佳欣、譚向東、王敏、楊光 單位：東北林業(yè)大學(xué)

天空直射光和天空擴(kuò)散光構(gòu)成了自然光，其中直射光包括可見光和不可見光兩部分，波長在380nm～780nm之間的電磁波稱為可見光，其會引起人的視覺反應(yīng)，不同波長的可見光，自然會反映給人不同的顏色感覺。波長小于380nm的紫外線，x射線和波長大于780nm的紅外線則為不可見光［2］。而自然光又分為陽光和天空光，陽光是來源于太陽，太陽的輻射能以電磁波的形式投射到地面的折射線;天空光是太陽光在天空中的折射光。本文所說綠色能源可再生的自然采光多是指陽光。

“光”被古代拉丁人稱之為luci，有清理樹林之意，意味人類對自然環(huán)境的控制。從人類認(rèn)識到與自然世界存在的差異，“光”就與人類嫁接轉(zhuǎn)移的能力并置［3］。在建筑空間表現(xiàn)中光被賦予如人類語言中“比喻”的神奇能量，而光影明暗的強(qiáng)烈對比又被賦予濃厚的象征意義。同一個空間形體會在時間推移中不斷出現(xiàn)新形象，這正是由于光所賦予的，這些多重形象凝結(jié)成獨(dú)有的意象。在諸多視覺語言中，綠色能源可再生的自然光是可見、可感但不可觸摸的形態(tài)要素，“自然光總是在不停地變化著，這種光，可使建筑有特征，在空間和光影的相互作用下，我們可以創(chuàng)造出戲劇性”英國建筑師諾爾蔓•福斯特這句話充分展現(xiàn)了自然光的變化和色調(diào)與空間共同構(gòu)圖映襯所產(chǎn)生的藝術(shù)魅力，最為豐富的“語言”和最為動人的“表情”［4］。

綠色能源可再生的自然光帶給我們地球上的生命力量，更打動我們的則是在自然光里所體會的精神力量。光影的任何細(xì)微變化都有可能轉(zhuǎn)映出深沉的寓意，人的一生實(shí)際上就是在光的流動中出生、成長、銳變、衰老、離去。眾所周知在希臘中，“知”是由“看”這個動詞派生出來的，也就是說我們看到的世界就是我們知道的世界。只有光線的照射，眼睛看到的部分才能聚集出認(rèn)知的世界。自然光的能量總能轉(zhuǎn)化生命內(nèi)在的黑暗，使其轉(zhuǎn)呈光亮。就說明建筑師可以假借光在空間中顯現(xiàn)的可見意向，把某些意識形態(tài)隱埋其中，使我們在感悟建筑空間功能性和美學(xué)價值時，能不斷的激發(fā)出我們的理性精神思考和感知的偶發(fā)探索。

人的空間感知對綠色能源光的導(dǎo)引

老子曾經(jīng)說過，“大音希聲，大象無形?！闭顷U明了空間產(chǎn)生離不開人的情思活動，眾所周知，在多光源或是光照強(qiáng)弱不同的情況下，人的眼睛會本能地轉(zhuǎn)向最明亮的地方，從而產(chǎn)生指向性或暗示性，有意識地將人流引向所希望去的地方。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，自然光照較少的地方，患抑郁癥的人數(shù)占四成，由此可見要保持人們的身心健康，充足的自然光照是必不可少的。

1人的視覺特征。建筑空間設(shè)計的目的就是為了設(shè)計出能夠滿足人們視覺和心理審美需求的建筑空間。空間產(chǎn)生的重要物質(zhì)因素固然是實(shí)體的圍合，但是只能說它是媒介，最終它的產(chǎn)生還是需要人的視覺感知，而人體中視覺是最快和最直接感知光照的人體組織，光射入到眼睛發(fā)揮刺激作用而產(chǎn)生知覺，此感知是由大腦對各種形象做出的整體歸納，將此融入生活空間，以滿足人類對自然與生俱來的渴望為最終目的。人類的視覺系統(tǒng)極為復(fù)雜，眼睛在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)感覺到光的刺激，而這個能夠引起光覺的最低限度的光量，稱為視覺識別的閥值［5］。同時對視覺產(chǎn)生影響的因素還有環(huán)境亮度、目標(biāo)物尺寸、呈現(xiàn)時間與體積等。人眼的物理特性又具有明暗視覺、光視效能、視野、顏色感知等。當(dāng)視覺環(huán)境內(nèi)亮度有較大幅度變化時，視覺對視覺環(huán)境內(nèi)亮度變化的順應(yīng)性稱為適應(yīng)。從暗到明的適應(yīng)稱之為明適應(yīng)，相反則為暗適應(yīng)。前者所需時間較短，僅為1min，而后者視網(wǎng)膜的感光度再次達(dá)到最大值時則需要10min～35min［6］。而在建筑空間中眼睛要識別目標(biāo)物，是需要把與它相鄰的背景進(jìn)行對比得以辨別的，這就說明目標(biāo)物與背景要有一定差別，或目標(biāo)物與背景顏色不同，或者兩者亮度不同，從而提高視覺識別速度。由于自然光的變化是一種時間的量變，它晝夜變化控制著我們的生物鐘，使我們的生命節(jié)奏保持平衡，賦予空間生命的靈性，這一變化無疑瞬變的是用光、用色過程的始終。這一切的依賴都說明光因?yàn)橐曈X才有意義，光是人類視覺的自然屬性，光蘊(yùn)含的意義和情感都是通過人類的視覺來體會和領(lǐng)悟的。

2人的審美思維。在建筑空間中，綠色能源光不僅為滿足人的視覺需求，還有美化空間環(huán)境，創(chuàng)造不同層次的藝術(shù)效果。自然光的顏色、強(qiáng)弱變化以及照射的方向等因素都會有助于顯現(xiàn)或改變空間的形象，可以影響目標(biāo)物的大小、形狀、色彩、材料等具體感受，歸結(jié)起來就是視覺感知是為了滿足人們的審美訴求，造就更具有層次感、深度感的建筑空間。自然光能夠平衡人與環(huán)境的心理落差，為審美者積極引導(dǎo)視覺方向，甚至可以改變或創(chuàng)造某種格調(diào)，給人以某種視覺上的差異和藝術(shù)上的享受。著名建筑師安藤忠雄所設(shè)計的“光之教堂”，從混凝土墻面上開了一個十字形縫隙，強(qiáng)烈的光束打破了黑暗，墻壁、地面和天花板拉出了長長的陰影，它們自身的形態(tài)也得以展現(xiàn)，身在昏暗中虔誠的教徒猶如看到了天堂的光輝，隨著自然光線照射角度的一次次變化，都重新塑造著物體的存在和相互之間的審美關(guān)系，最大限度地將自然光引入室內(nèi)環(huán)境，融入人們的生活空間，突出人們的審美給建筑空間所提供的意境氛圍［7］。

3人的心理情感。視覺環(huán)境是通過我們的眼睛對我們的心理產(chǎn)生影響，為設(shè)計出更加富有人性化的建筑視覺空間唯有加強(qiáng)研究綠色能源光的作用。艷陽高照、陰雨連綿自然帶給我們不同的心理感受，這就是由于自然光在其中起到了至關(guān)重要的作用，它可以刺激和影響人的情緒，使人產(chǎn)生興奮、抑郁、激動、平靜等不同的心理情感。人類自古就對自然光有著獨(dú)特的喜好，這種偏好在心理學(xué)上稱為向光性，我們通過自然光的變化來感知自然界物理時空的變化，以滿足自我的安全感、定位感和時間感，它與人造光相比更能引導(dǎo)我們?nèi)ジ惺芙ㄖ臻g的獨(dú)特性，這種期望已被作為我們心理平衡的支點(diǎn)，讓我們充分意識到自身與自然的關(guān)系，可以消除人們在單純建筑空間體內(nèi)的窒息感，直射入屋中的自然光能使環(huán)境氛圍更溫馨，讓人感覺更親切、開敞。而將直射光轉(zhuǎn)換成所需要的漫射光會更吸引人的視覺，使環(huán)境氛圍變得撲朔迷離。對于建筑師而言，我們只有充分引入自然光、引入綠色，才能使人感受到自然界動人的色彩和親切的質(zhì)感，讓綠色能源自然光在建筑空間中注入健康、充實(shí)、幸福、歡快的能量，讓我們獲得光明和溫暖，心理達(dá)到本能的平衡。

綠色能源光對建筑空間的表現(xiàn)性作用

1塑造視覺焦點(diǎn)。為了準(zhǔn)確地表現(xiàn)空間的內(nèi)在底蘊(yùn)，我們需要利用綠色能源自然光創(chuàng)造視覺焦點(diǎn)，視覺中心的關(guān)注即為焦點(diǎn)的釋義。建筑空間中視覺焦點(diǎn)能夠打破均衡空間的單一性，形成位差，進(jìn)而刺激引導(dǎo)人的視線。我們一般用自然光創(chuàng)造視覺焦點(diǎn)以單一光源點(diǎn)亮某點(diǎn)塑造焦點(diǎn)，在建筑的側(cè)墻或上面打開透光洞，用集中的光照亮空間中最需要強(qiáng)調(diào)的部分，與其他空間區(qū)域的無光昏暗產(chǎn)生強(qiáng)烈明暗對比，才可以強(qiáng)化主題。意大利羅馬萬神殿的設(shè)計就是在穹頂處開了一個圓頂作為天眼，自然光自上而下，投下的光線猶如至高無上的神，這是整個萬神殿內(nèi)唯一的照明來源，給人以莊嚴(yán)肅穆的藝術(shù)氛圍，無疑是整個建筑的視覺焦點(diǎn)(見圖1)。美國東岸麻省理工學(xué)院的沙里寧教堂，圣壇上方有一個圓形天窗，天光垂直降落在白色大理石祭壇上，從天窗掛下無數(shù)細(xì)弱蠶絲金屬反光片的金屬絲線，在陽光下閃閃發(fā)光，如光的瀑布，不斷改變教堂內(nèi)部的光影效果，對于祭壇表現(xiàn)出獨(dú)有的靜穆、虛幻(見圖2)。

2表現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)。對于人流多的、較小的或是無法明確劃分交通布局的空間，可利用無形的自然光來限定空間，我們可以通過賦予各個部分以特殊的亮度值或采用非均勻的光色設(shè)計，這就要求光要具有聚集性、方向性以及一個均質(zhì)背景作為陪襯，來表現(xiàn)明確的空間結(jié)構(gòu)，這樣既可以提高空間藝術(shù)表現(xiàn)力，又能降低均勻亮度分布造成的能量損耗。同時當(dāng)光照到物體表面會勾勒出其形體，在背后形成陰影，在光與暗的界限下，充分展現(xiàn)出實(shí)體的立體感，使結(jié)構(gòu)內(nèi)在關(guān)系更加清晰，即實(shí)體空間僅為媒介，光影分割效果才是主題。設(shè)計要充分體現(xiàn)人性化，選擇恰當(dāng)?shù)墓庠?、高超的專業(yè)布光技巧，由于不同光影反饋給人，會產(chǎn)生不同的心理感覺，因此我們要把握光源顏色與被照對象光影所形成的空間氣氛以達(dá)到人們所需要的空間格調(diào)。

3鑄造空間性格。地球上的生命力量來源支柱，不僅來自自然光帶來的能量，還有夾在自然光里的精神力量。從萬神殿穹頂泄入的天光，到中世紀(jì)哥特式教堂以及近代建筑大師們運(yùn)用自然光體量空間，都體現(xiàn)了光不僅能給靜止的空間增加動感，給無機(jī)的墻面以色彩，賦予材料的質(zhì)感以宜人的表情，更重要的是它可以作為我們營造氣氛、創(chuàng)造意境的最佳材料。自然光賦予萬物形貌，明亮呈現(xiàn)空間的一般面貌，但當(dāng)光趨于黑暗一切都將無從辨明，因此我們說光用其自身的表達(dá)方式鑄造著空間性格，形成了各種不同的空間情境。在耶魯大學(xué)英國藝術(shù)和研究中心設(shè)計中，因?yàn)檎蛊沸枰Ｗo(hù)不允許有直射光照在展品上，我們會發(fā)現(xiàn)畫廊頂部的天窗運(yùn)用了特殊結(jié)構(gòu)阻擋了太陽光的直射，其光照多數(shù)是經(jīng)過反射的漫射光，而與相鄰的休息室比較，自然光將休息室和畫廊分割成不同光品質(zhì)的空間，讓我們清晰地感覺到自然光分割不同空間時所帶給我們的不同空間精神［8］。如古埃及的廟宇或是歐洲的教堂都利用自然光的攝入和幽暗的襯托，用以塑造宗教崇高神圣的氣氛。又如工業(yè)化大發(fā)展的今天，自然光將室內(nèi)樹木影子投射到地面，將人與大自然情景再現(xiàn)，體現(xiàn)了建筑空間一種清新明朗的意境。

4形成地區(qū)性特色。自然環(huán)境是建筑賴以生存的物質(zhì)前提，要創(chuàng)造有特色地區(qū)性建筑，當(dāng)然要將自然采光設(shè)計與當(dāng)?shù)匚幕L(fēng)俗、人民生活結(jié)合起來作為基本準(zhǔn)則。充分考慮該建筑所處的地域特定氣候與地形，有效的利用當(dāng)?shù)刈匀晃?如水、植被等)，勢必會使人與自然之間的關(guān)系更加緊密，人與自然和諧相處既要符合人類發(fā)展的客觀規(guī)律，又能夠滿足建筑設(shè)計中中國的傳統(tǒng)哲學(xué)，任何時期的經(jīng)典設(shè)計和優(yōu)秀建筑空間環(huán)境的塑造無一不遵循這一規(guī)律，讓空間作品生命力得以延長，并盡可能為環(huán)保做貢獻(xiàn)。正如《風(fēng)土城市的風(fēng)土建筑》著作的張在元老師所說:“成為建筑大師的條件及成果并不局限于做了多少大型酒店、寫字樓等顯赫的公共建筑，而應(yīng)該首先注重地方建筑師的具有地域的文化價值、改善當(dāng)?shù)孛癖娚瞽h(huán)境及條件的風(fēng)土建筑作品”［9］。

結(jié)語

可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今城市發(fā)展的主題，以其為導(dǎo)向我們的建筑空間設(shè)計應(yīng)反對急功近利的開發(fā)和建設(shè)，注重經(jīng)濟(jì)性建設(shè)，爭取用最低的能耗達(dá)到最佳的設(shè)計效果，應(yīng)考慮更多的是減少能耗，物盡其用。著名建筑大師貝聿銘的名言“用光來做設(shè)計”，建筑的歷史就是追求采光的歷史，建筑空間的采光決定了其設(shè)計的質(zhì)量［10］。要想提高天然光的利用，最有效的方式就是設(shè)計階段，通過研究確定最適宜的采光方案。并且自然光一旦擺脫了功能、生理等諸多因素影響，它虛幻創(chuàng)造意境的巨大潛能便得以充分發(fā)揮。我們要肩負(fù)人類發(fā)展使命，營造良好的自然光環(huán)境，改善人居環(huán)境，構(gòu)建和諧社會變得愈加重要。