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(jiàn)光和不可見(jiàn)光兩部分，波長(zhǎng)在380nm～780nm之間的電磁波稱為可見(jiàn)光，其會(huì)引起人的視覺(jué)反應(yīng)，不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，自然會(huì)反映給人不同的顏色感覺(jué)。波長(zhǎng)小于380nm的紫外線，x射線和波長(zhǎng)大于780nm的紅外線則為不可見(jiàn)光［2］。而自然光又分為陽(yáng)光和天空光，陽(yáng)光是來(lái)源于太陽(yáng)，太陽(yáng)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(yáng)光在天空中的折射光。本文所說(shuō)綠色能源可再生的自然采光多是指陽(yáng)光。

“光”被古代拉丁人稱之為luci，有清理樹(shù)林之意，意味人類對(duì)自然環(huán)境的控制。從人類認(rèn)識(shí)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(yǔ)言中“比喻”的神奇能量，而光影明暗的強(qiáng)烈對(duì)比又被賦予濃厚的象征意義。同一個(gè)空間形體會(huì)在時(shí)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(jué)語(yǔ)言中，綠色能源可再生的自然光是可見(jiàn)、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(guó)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(yǔ)言”和最為動(dòng)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(dòng)我們的則是在自然光里所體會(huì)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(dòng)中出生、成長(zhǎng)、銳變、衰老、離去。眾所周知在希臘中，“知”是由“看”這個(gè)動(dòng)詞派生出來(lái)的，也就是說(shuō)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(shuō)明建筑師可以假借光在空間中顯現(xiàn)的可見(jiàn)意向，把某些意識(shí)形態(tài)隱埋其中，使我們?cè)诟形蚪ㄖ臻g功能性和美學(xué)價(jià)值時(shí)，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(duì)綠色能源光的導(dǎo)引

老子曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“大音希聲，大象無(wú)形?！闭顷U明了空間產(chǎn)生離不開(kāi)人的情思活動(dòng)，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(huì)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(shí)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(jiàn)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(jué)特征。建筑空間設(shè)計(jì)的目的就是為了設(shè)計(jì)出能夠滿足人們視覺(jué)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(shuō)它是媒介，最終它的產(chǎn)生還是需要人的視覺(jué)感知，而人體中視覺(jué)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(jué)，此感知是由大腦對(duì)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(duì)自然與生俱來(lái)的渴望為最終目的。人類的視覺(jué)系統(tǒng)極為復(fù)雜，眼睛在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)感覺(jué)到光的刺激，而這個(gè)能夠引起光覺(jué)的最低限度的光量，稱為視覺(jué)識(shí)別的閥值［5］。同時(shí)對(duì)視覺(jué)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(shí)間與體積等。人眼的物理特性又具有明暗視覺(jué)、光視效能、視野、顏色感知等。當(dāng)視覺(jué)環(huán)境內(nèi)亮度有較大幅度變化時(shí)，視覺(jué)對(duì)視覺(jué)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(shí)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(shí)則需要10min～35min［6］。而在建筑空間中眼睛要識(shí)別目標(biāo)物，是需要把與它相鄰的背景進(jìn)行對(duì)比得以辨別的，這就說(shuō)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(jué)識(shí)別速度。由于自然光的變化是一種時(shí)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(wú)疑瞬變的是用光、用色過(guò)程的始終。這一切的依賴都說(shuō)明光因?yàn)橐曈X(jué)才有意義，光是人類視覺(jué)的自然屬性，光蘊(yùn)含的意義和情感都是通過(guò)人類的視覺(jué)來(lái)體會(huì)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(jué)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(huì)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(lái)就是視覺(jué)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(jué)方向，甚至可以改變或創(chuàng)造某種格調(diào)，給人以某種視覺(jué)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(jì)的“光之教堂”，從混凝土墻面上開(kāi)了一個(gè)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(zhǎng)長(zhǎng)的陰影，它們自身的形態(tài)也得以展現(xiàn)，身在昏暗中虔誠(chéng)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(jué)環(huán)境是通過(guò)我們的眼睛對(duì)我們的心理產(chǎn)生影響，為設(shè)計(jì)出更加富有人性化的建筑視覺(jué)空間唯有加強(qiáng)研究綠色能源光的作用。艷陽(yáng)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(dòng)、平靜等不同的心理情感。人類自古就對(duì)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(guò)自然光的變化來(lái)感知自然界物理時(shí)空的變化，以滿足自我的安全感、定位感和時(shí)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(shí)到自身與自然的關(guān)系，可以消除人們?cè)趩渭兘ㄖ臻g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(jué)更親切、開(kāi)敞。而將直射光轉(zhuǎn)換成所需要的漫射光會(huì)更吸引人的視覺(jué)，使環(huán)境氛圍變得撲朔迷離。對(duì)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(dòng)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(duì)建筑空間的表現(xiàn)性作用

1塑造視覺(jué)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(jué)焦點(diǎn)，視覺(jué)中心的關(guān)注即為焦點(diǎn)的釋義。建筑空間中視覺(jué)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(jué)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(kāi)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(wú)光昏暗產(chǎn)生強(qiáng)烈明暗對(duì)比，才可以強(qiáng)化主題。意大利羅馬萬(wàn)神殿的設(shè)計(jì)就是在穹頂處開(kāi)了一個(gè)圓頂作為天眼，自然光自上而下，投下的光線猶如至高無(wú)上的神，這是整個(gè)萬(wàn)神殿內(nèi)唯一的照明來(lái)源，給人以莊嚴(yán)肅穆的藝術(shù)氛圍，無(wú)疑是整個(gè)建筑的視覺(jué)焦點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。美國(guó)東岸麻省理工學(xué)院的沙里寧教堂，圣壇上方有一個(gè)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(wú)數(shù)細(xì)弱蠶絲金屬反光片的金屬絲線，在陽(yáng)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(duì)于祭壇表現(xiàn)出獨(dú)有的靜穆、虛幻(見(jiàn)圖2)。

2表現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)。對(duì)于人流多的、較小的或是無(wú)法明確劃分交通布局的空間，可利用無(wú)形的自然光來(lái)限定空間，我們可以通過(guò)賦予各個(gè)部分以特殊的亮度值或采用非均勻的光色設(shè)計(jì)，這就要求光要具有聚集性、方向性以及一個(gè)均質(zhì)背景作為陪襯，來(lái)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(shí)當(dāng)光照到物體表面會(huì)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(jì)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(huì)產(chǎn)生不同的心理感覺(jué)，因此我們要把握光源顏色與被照對(duì)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(lái)源支柱，不僅來(lái)自自然光帶來(lái)的能量，還有夾在自然光里的精神力量。從萬(wàn)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(dòng)感，給無(wú)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(yíng)造氣氛、創(chuàng)造意境的最佳材料。自然光賦予萬(wàn)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(wú)從辨明，因此我們說(shuō)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(guó)藝術(shù)和研究中心設(shè)計(jì)中，因?yàn)檎蛊沸枰Ｗo(hù)不允許有直射光照在展品上，我們會(huì)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(yáng)光的直射，其光照多數(shù)是經(jīng)過(guò)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(jué)到自然光分割不同空間時(shí)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(shù)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?jiǎng)?chuàng)造有特色地區(qū)性建筑，當(dāng)然要將自然采光設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)匚幕L(fēng)俗、人民生活結(jié)合起來(lái)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(shì)必會(huì)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(jì)中中國(guó)的傳統(tǒng)哲學(xué)，任何時(shí)期的經(jīng)典設(shè)計(jì)和優(yōu)秀建筑空間環(huán)境的塑造無(wú)一不遵循這一規(guī)律，讓空間作品生命力得以延長(zhǎng)，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?jiān)谠蠋熕f(shuō):“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(jià)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(yǔ)

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(jì)應(yīng)反對(duì)急功近利的開(kāi)發(fā)和建設(shè)，注重經(jīng)濟(jì)性建設(shè)，爭(zhēng)取用最低的能耗達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)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(lái)做設(shè)計(jì)”，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(jì)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(jì)階段，通過(guò)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(yíng)造良好的自然光環(huán)境，改善人居環(huán)境，構(gòu)建和諧社會(huì)變得愈加重要。