人们对建筑光环境的要求在逐步提高,建筑采光设计不仅需要满足视觉作业要求,也需要满足光环境舒适性和审美品质的要求,人们对光环境品质的追求使得采光的空间表现越来越重要。采光设计可以运用许多技术方法,但是采光的空间表现仍然来源于设计者的主观经验,有必要探究如何利用技术方法对采光的空间表现进行分析。另一方面,采光的空间表现涉及三维空间中的光影表达,需要关注光影在空间中的分布,有必要对光影在空间中的分布进行研究。本研究从光影分布的角度研究采光设计,探究光影如何影响空间表现效果,并提出光影的空间表现设计的建议。通过对采光设计研究的梳理,总结了光影分布的构成要素,包括亮度占比、光影位置类型、亮度对比度、光线形式;确定了光影分布对空间表现的主要影响,包括空间感知、视线引导、氛围营造;分析了影响光影分布的主要因素,包括采光口的大小、位置,空间的形状、大小、位置,室内表面材质等。使用Hdri技术测量视野内的亮度、亮度对比度,使用三值化技术得出亮度占比,结合116个文化建筑的空间案例和42个实地调查的建筑空间案例,得出光影分布的影响因素和构成要素。采光口位置主要分为13种类型,不同的建筑类型和空间类型倾向于采用不同的采光口位置类型。光影位置分为水平划分空间、竖直划分空间、远近划分空间、分散不规则四种大类。借助绘画中调子的概念,将空间的图像分为亮部、灰部、暗部三个部分,亮度占比分为亮部占比、灰部占比、暗部占比,有亮部、暗部占比均较小,亮部占比大、暗部占比小,亮部占比小、暗部占比大,亮部、暗部占比均较大,亮部、暗部占比均适中五种情况。在对光影分布的构成要素及影响因素的分析的基础上,分析光影分布要素与空间表现的关系。进行采光模拟得到图像,通过问卷调查氛围感受、空间感知、注意力等心理数据,通过眼动仪实验调查注视时长、次数、轨迹等生理数据,以研究生理因素、心理因素与光影分布的关系。实验和调查结果表明:光影使得人对空间氛围感受和空间尺度的感知更加敏感,光线能够建立空间中物体之间的感知联系。不同的光影分布因素影响空间表现的不同方面,亮部占比主要影响空间整体评价、氛围感受,光影位置主要影响空间整体评价、氛围感受和注意力,亮度对比度主要影响氛围感受,光线形式主要影响氛围感受和空间感知。研究得出了“氛围感受从狭窄、昏暗变为宽敞、明亮”、“丰富度、立体感最高”“喜好程度最高”以及“空间适合活动”的亮部占比和窗地比的临界值。当亮部占比在0.05-0.1左右,窗地比＞0.2,氛围感受从狭窄、昏暗变为宽敞、明亮;当亮度占比为0.2-0.3,亮影面积占承光面面积的2/3,窗墙比为1/3或2/3,窗地比在0.4-0.55时,空间的喜好程度最高,且空间感觉最立体和丰富。当亮部占比＞0.1,窗地比＞0.2时,空间从适合休息变为适合活动。结合建筑案例、实地调查,利用enacape采光模拟和shadowanalysis动态采光模拟,分析光影分布与其影响因素的关系。结果表明:窗地比主要影响亮度占比、亮度对比度以及环境亮度,对光线形式影响较小;采光口位置主要影响亮部占比和光影位置,对亮度对比度有一定影响;采光口材质和室内表面材质主要影响亮度占比、亮度对比度以及光线形式,对光影位置影响较小。最后对采光的空间表现设计提出建议。根据不同的空间活动类型分别提出适宜的表现效果定位,根据表现效果定位和空间类型本身特点给出采光口位置、大小等建议。学习阅览空间适合中部一侧、下部一侧、全部一侧、全部两端的采光口位置,窗地比的值取0.4-0.8;展陈空间的采光口在上部较为合适,窗地比适合＜0.25或＞0.35并设置遮阳措施;休闲交谈空间可以采用落地窗户和整体玻璃幕墙,以增大景观面,窗地比宜＞0.2,适合下部一侧、下部中间、下部全部、全部一侧、全部两端、正中、全部中间的采光口位置;冥想沉思的空间适合直射光条件,亮影面积不宜过大,占承光面的1/16-1/4,窗地比较小＜0.2,采光口位置在上部中间、正中、下部中间最好。