當代建筑空間天然光影藝術表現方法研究

曹易，郭繼朋

（天津理工大學 藝術學院，天津 300384）

一、建筑空間天然光影藝術的概念與作用

（一）天然光影藝術概念

天然光影藝術是天然光與影兩種藝術元素的統稱，在建筑空間中天然光透過玻璃等媒介進入建筑室內空間會發生透射、反射、折射、散射和吸收等現象，合理巧妙地運用光的這一特性和天然光影的特殊表現力，可以在建筑空間中營造出豐富的空間藝術效果和情感表達。

由于天然光影藝術材質的特殊性，在建筑空間設計中光的方向性、強度和受光面的質感與顏色都是影響天然光影藝術表現力的重要因素。其中方向性取決于建筑采光口的位置、朝向、采光口形式以及有無遮擋物等因素；光的強度取決于天然光的強弱、采光口的大小、玻璃等媒介的透光性等因素；受光面（地面、墻面）的質感粗糙、細膩程度，顏色深淺等可產生或柔和或強烈的光影效果。

（二）建筑空間天然光影藝術的作用

路易斯·康曾經說過：“自然光是唯一能使建筑藝術稱之為藝術的光?！苯ㄖO計是一個在自然環境中內外通透、功能復雜的綜合性空間構成體，其設計風格受建筑實用功能、文化、藝術、美學、地理環境等多方面影響，不同類型的建筑對天然光的要求也有所不同，天然光影藝術在建筑空間中的作用主要體現在以下三個方面：

1.塑造空間。塑造空間主要是指建筑師在建筑空間設計中利用天然光影藝術來起到增強、豐富空間表現力的作用，其中主要分為豐富建筑空間層次與建筑空間裝飾兩方面內容。嚴格意義上說所有的的天然光影在建筑空間中都具有豐富建筑空間層次的作用，如岡那·比凱利茲所說“沒有光就不存在空間”，而本文所指的豐富建筑空間層次是建筑師在對相對密閉、層次相對單一的建筑空間中通過光影藝術手段對觀者制造視覺上的誤差，從而起到豐富建筑空間層次的作用。

2.表達觀念。由于天然光對人的心理和生理都有著一定的影響作用，因此中西方很多建筑師都青睞于在建筑空間中通過光影藝術來向觀者訴說觀念與情感表達。如世界著名建筑師安藤忠雄，他是著名的現代建筑師，同時也是一個天然光影藝術家，正如他所說“他的墻不用掛畫，因為有太陽這位畫家為他作畫”。安藤忠雄的建筑設計將西方現代藝術的抽象形式與東方的意境完美地結合起來，建筑形式整體上追求簡約風格，在對建筑空間的營造上注重觀念的表達和意境的營造，如他的代表作“光之教堂”。（圖1）

圖1 光之教堂

建筑造型呈簡約的幾何體形態，以清水混泥土制成，簡約淡雅、莊嚴肅穆，由于建筑功能與地境原因安藤在建筑空間設計中刻意地掩飾建筑出入口，在建筑采光口的設計中，除了一個出入口等主要開口外，只有側墻面上的一個十字型的狹小開口可以從外部進行采光照明，十字開口的方向由光照朝向而設置的，陽光從十字采光口進入室內，反射在墻面和地面上的光線成為教堂墻壁與地面上的裝飾品，直射進來的的光線與昏暗的室內空間形成強烈的對比，在昏暗的空間內光線照射在信徒的身上，可以使人產生視覺上的錯覺，從而利用光影藝術語言來向信徒表達人與神的距離，光明與黑暗的辯證。

3.營造意境。天然光影在建筑空間設計中的意境營造，最重要的是要結合建筑的使用功能來營造出符合其功能或設計理念的光影效果，意境是情景交融一體后形成的一種藝術狀態，意境的存在是靠體驗者以審美體驗的方式去發現，由于天然光影藝術具有時間性與虛無性特征，陽光通過采光口進入建筑室內營造出的光影效果會隨著時間的變化而變幻，這種自由變幻的光影效果不僅能給體驗者帶來情感上的共鳴，進入室內的漫射光還可以對居住者起到舒緩情緒的作用，從而達到營造建筑空間意境的效果。

二、傳統與現代建筑空間天然光影藝術的表現

傳統與現代建筑空間天然光影藝術表現方式主要為屋頂采光與建筑側墻采光兩種方式。屋頂采光的方式可以充分利用天然光的照度和朝向等因素，在為室內引進天然光的同時豐富建筑空間光影藝術效果。按照采光口的分布方式，屋頂采光主要分為集中與分散兩種。集中式屋頂采光是指在屋頂位置設置一個采光口，太陽光通過該釆光口進入室內空間，達到采光要求實現藝術表現效果。由于天然光影藝術具有對立統一的哲學思想，又有著獨特的水墨意韻，因此中國建筑師在建筑中非常注重光影效果的營造，古建中的天井就是集中式屋頂采光的代表。天井在古建中除了具有采光、通風、防曬、防雨等實用功能外，還具有豐富建筑空間藝術表現力的作用。太陽的直射光進入庭院，不但可以豐富建筑的空間性，還能夠打破圍合型建筑給人心理上造成的封閉感，滿足居住者對自然的審美需求。

分散式屋頂采光口相對于集中式采光口形式更加自由，更容易在建筑空間中塑造出豐富的天然光影藝術效果。與屋頂采光口相比，側墻采光的形式更加豐富。影響側墻采光的因素主要有透光材料、構造做法、朝向和尺寸等。按照采光的形式，側墻采光也可分為集中與分散兩種方式。

集中式側墻采光在建筑空間中主要是由玻璃幕墻與不同透明度的玻璃來配合完成。這種采光手法不但可以最大程度地保證室內的天然光照明，還可以營造出豐富獨特的光影效果。與集中式側墻采光相比，分散式側墻采光更容易塑造出特殊的的光影效果。如柯布西耶設計的朗香教堂建筑設計，建筑采用分散式側墻采光方式，建筑墻壁中設置多個內外大小不等的窗口與傾斜的墻面相配合，造成一種不穩定感；窗戶中采用有色玻璃材質，使透過玻璃進入教堂的光線隨著時間的變化相繼發生改變，光影的形態與色彩的不斷變換為體驗者帶來夢幻般的感受，為教堂空間營造出神圣的宗教氣氛。

三、當代建筑空間光影藝術表現方法

隨著科技與經濟的快速發展，數字化技術在建筑設計中的廣泛應用使得非線性建筑異軍突起，當代建筑光影的形式也趨于多元化。當代建筑光影是指當代藝術的建筑空間光影。當代藝術并非是時間范疇，也不是一種流派，而是現代與后現代的共存共發展，當代建筑光影藝術與傳統的建筑光影藝術相比藝術表現形式更加豐富，視覺沖擊力更加強烈。當代建筑光影按藝術表現形式主要為非線性建筑空間與建筑鏤空表皮設計以及光影圖案、動態影像設計四種類型。

（一）非線性建筑空間天然光影藝術表現

非線性建筑空間設計概念的探索是從20世紀60年代開始的，隨著數字化技術的快速發展，在20世紀90年代末非線性建筑空間得以實踐成功并逐漸興起。非線性建筑空間的光影塑造方式與傳統的線性建筑空間光影表現方式有著較大的差異。傳統建筑的采光為墻頂分離式采光，非線性空間采光是屋頂與墻面一體化的“天地一體”采光方式，非線性空間的天然光影藝術表現方式可以營造出豐富獨特的光影藝術效果并為觀者帶來沉浸式的光影審美體驗。如法國AS工作室改建的克雷泰伊大教堂（圖2），教堂的拱形圓頂為教堂帶來了全新的面貌，教堂建筑設計采用數字化技術，建筑屋頂與側墻合為一體，形成兩個半球型外殼，在兩個半球形外殼的的縫隙處設有大面積的彩色玻璃，陽光透過彩色玻璃照射進入室內形成絢麗繽紛的彩色光影，為教堂營造出神秘的氣氛。又如深圳寶安國際機場建筑設計（圖3），該建筑最初靈感來源于深海蝠鲼，后經深化演變成抽象飛鳥。建筑空間采用參數化設計方式使屋面具有高低起伏的自然地貌特征，天然光穿過屋面的雙層表皮結構，在建筑內部形成豐富的光影效果。

圖2 克雷泰伊大教堂

圖3 深圳寶安國際機場

（二）建筑鏤空表皮天然光影藝術表現

建筑鏤空表皮的設計與傳統、現代的采光口造型設計有所不同，傳統與現代的建筑采光口設計主要是通過天井和側窗的造型設計來實現的，而本文中的建筑鏤空表皮設計是指用參數化設計方式對建筑的表皮進行鏤空裝飾設計，這種采光方式可以為室內營造出炫麗、神秘的光影效果。如天津濱海海浪花藝術館建筑設計（圖4），該建筑設計以水為主題，突出表現浪花意象。該建筑外形特征以浪花為原型，采用參數化設計技術將建筑的鋁板表皮設計成魚鱗狀，在陽光的直射和周邊水池中的漫反射光的作用下，為建筑營造出豐富變幻的光影效果。又如法國當代建筑設計大師讓·努維爾的代表作阿布扎比盧浮宮建筑設計（圖5），該建筑采用直徑約180米長的圓形鏤空穹頂覆蓋。陽光透過穹頂上的鏤空肌理進入室內，投射在建筑墻壁與地面上的光點、光柱有如星空的繁星，隨著時間的推移，建筑空間內的光影也隨之變幻，為游覽者帶來一場視覺盛宴。

圖4 天津濱海海浪花藝術館

圖5 阿布扎比盧浮宮

在建筑鏤空表皮設計中，除了抽象肌理圖形外，還有很多具象鏤空圖案的設計案例，如北京玫瑰博物館建筑設計，該博物館外表皮采用鏤空的玫瑰圖案進行裝飾，陽光穿過玫瑰圖案的建筑表皮，投射進入室內，為博物館營造出變幻莫測的光影效果。

（三）動態可變光影藝術表現

動態可變光影是最具光影藝術魅力的一種藝術表現形式，動態光影效果所表現出的節奏感和視覺沖擊力，可以給人帶來極大的審美享受，同時由天然光所產生的動態光影效果，隨著時間和環境的變化還會產生意想不到的藝術效果。動態光影在建筑中主要是作為人們觀賞的動態影像藝術品。在動態光影的塑造中最重要的是“借景”手法的運用，借景是園林景觀里的常用手法，在建筑光影藝術中的應用，主要是通過光反射、折射與周邊景物配合來營造出不同形態的光影藝術效果。

在動態可變光影的營造中借景對象主要為水面、鏡面、花草樹木與流動的人群，并受光照、風向等多重因素影響。如浙江省的大木山茶室的冥想空間建筑設計，墻面中設有圓形采光口，利用園林中框景手法，不僅能讓人欣賞到屋外的自然景物，還可以借用湖面的波光反射，為建筑空間塑造獨特的動態光影效果。

由DOMANI東倉建設設計的廣州ZS Lab商店建筑設計（圖6），該建筑位于廣州的創意園區內，該創意園區是由廢棄的紡織機械廠改造而來。ZS是一家T恤的新品牌，因其公司專注設計純白（黑灰）的款式，深耕于面料科技、版型、車縫、邏輯十分具有建筑性，所以自然成為建筑師在該項目上的建筑空間建構技法的原則。建筑師在原先的建筑基礎上進行改造，設立新的外墻和窗戶以及屋頂的提升改造。陽光透過建筑落地玻璃窗外的樹木投射在室內的混泥土墻壁上成為天然的光影裝飾畫，投射在墻壁上的樹木光影隨著風的吹動和光照的變化不斷變幻，為游覽者營造出了一個天然的動態影像藝術作品。

圖6 廣州“白ZS Lab”

四、結語

天然光影藝術是一種特殊的藝術形式，它的時間性與虛無性等特殊屬性使天然光影藝術具有著獨特的藝術語言和表現方式，探究分析當代天然光影藝術與建筑空間設計的結合方法，不僅可以減少人工光的能源消耗，減少光污染，還可以起到豐富建筑空間層次和觀念表達的作用。