建筑外立面照明設計與應用

摘 要：從20世紀80年代開始，發達國家的照明技術及照明設計發展水平有了很大提高，隨之世界各國開始一味爭相效仿。但是這種大量自發性的照明方式出現了很多問題，引起了社會各界的關注。建筑照明的目的之一是為了在夜間美化建筑、美化空間、美化環境，最終達到美化人們的心靈，因此，建筑立面照明設計的研究既是夜間照明領域的重要任務，同時也是時代的需求。

關鍵詞：建筑照明；美學；人性化； 照明趨勢

20世紀80年代以前，燈光照明的最初目的是給居民提供夜間必需的光照和安全感。隨著城市建設的蓬勃發展，從1989年上海外灘建筑群照明開始，中國的城市景觀照明和建筑立面照明設計開始進入初級階段。雖然21世紀初，城市建筑立面照明已經普及全國，但由于對照明設計理論認識不足和經濟欠發達等原因，我國在照明設計領域沒有權威的理論依據。雖然現在國內的部分高校已開設建筑光環境專業，但是對于建筑立面照明設計方面的設計以及表現方法研究仍然不夠深入，由此，有必要對建筑立面照明設計進行探討與研究。

一 建筑立面照明設計存在的問題

（一）只以燈光亮度為準則

建筑物立面照明是城市夜間照明的主要形式之一，夜間建筑物照明強調一種誘目的視覺效果，與白天陽光照射下完全不同。有時為了達到這種誘目的視覺效果，一些設計師會采用“燈光越亮越好”的觀念。然而這種不合理的夜景照明會產生大量的耗能和光污染，所以我們必須在建筑立面照明中的用電消耗及安全方面多加思索以及研究。

（二）僅依靠照明技術理論

21世紀，國內出版了許多關于建筑照明的理論教材，這些理論為照明技術的發展提供了更多的理論依據。但是僅僅從照明技術的視角或是依靠用照度計算、燈具參數、單純對人的視覺進行的研究，對建筑外立面照明進行設計仍然具有一定的片面性。

（三）城市照明特色不明顯

一個城市的建筑照明效果，必須反映城市的個性特征，對于不同的地域環境和歷史文化的城市，建筑照明的設計應圍繞其地理、歷史、文化等因素展開，挖掘地域文化的基因，緊緊把握住一個城市或照明對象的形象特征。眾所周知威尼斯是一座燈光通明的水上觀光路似的城市（圖1），這是因為建筑照明配置了間隔20米，垂直向下的照度約為6勒克斯的白熾燈泡，其大部分光線都能投到河邊道路的墻壁上，與街邊櫥窗里射出的燈光相得益彰，讓人感到很愜意。雖然白熾燈具有壽命短和發光率低的缺點，但是運用在威尼斯這樣街道空間較小的城市，就成為了一個成功的范例，這樣的城市規劃設計也充分表現了具有特色的城市建筑照明。

二 中式、歐式、現代建筑的照明性格體現

夜景照明是文化，更是藝術。呵護城市歷史文化風貌與建筑藝術特色，是照明中極為重要的設計理念，所以建筑照明設計應該根據建筑藝術的不同處理方式，合理有效的表達建筑的性格并且為城市增色。

（一）中式建筑照明

1. 以屋頂為重點的照明

中國傳統建筑很明顯的一個建筑特征表現為其大屋頂，但經過曲面、曲線的處理和裝飾，不會顯得笨拙。由于中國傳統建筑這種較特別的屋頂形式，所以對屋頂的夜間照明更要進行重點處理，這樣便可將古建筑的神韻表現出來。而其屋頂的形式、材料及斗拱上鮮艷的彩畫裝飾，都會對照明產生很大的影響。若屋面由瓦鋪裝，可在檐口處設置小型的投光燈向上投光，或順著屋脊處設置小型投光燈向下投光，不但展現出傳統坡屋頂的結構美感，也體現出屋面起翹的輪廓。也可以使用勾勒屋頂的方式，將屋頂所特有的形態精髓描繪出來。同樣，屋頂的屋脊和其他一些細部，也可以使用小巧的光纖燈具局部重點表現。

2. 以屋身為主要照明對象

雖然中國古建筑的屋頂形式精美絕倫，但可使用不照明屋頂僅設埋地投光方向上打亮屋面下的斗拱和屋身的照明方式（圖2），追求精美輪廓剪影的效果更顯中國傳統建筑藝術的含蓄美。還有些柱廊的建筑，將內測的墻壁照亮，讓外側的構件形成剪影的效果，同樣也富有中國畫的意境。

3. 屋頂與屋身相結合的照明

打亮坡屋面，同時照亮屋身的柱或墻，也是表達中國傳統建筑照明的一種方式。但采用相結合的照明，容易出現各部分均等照明或建筑所有部分都很亮的情況，因此，要注重建筑照明的明暗關系。根據建筑的明、次、稍等開間的柱位布置燈光，突出開間柱身韻律及檐下斗拱的豐富關系。明間部位可采取燈光加強措施使上部的牌匾更引人注目。在建筑的外部也可以設置投光燈，燈具藏在周圍環境的綠化中，甚至可以與綠化照明相結合。

（二）歐式建筑照明

在我國的上海以及哈爾濱等城市依然存在大量的歐式建筑，我們應當充分考慮城市環境秩序關系，在尊重建筑本體的同時，也要注重建筑的整體形象。根據歐式建筑立面造型中重復出現的柱來布置燈光，用“橫三豎五”來組織燈光，使燈光也形成多段來照亮建筑并且合理控制燈光的衰減度，可以突出歐式建筑中柱、陽臺、窗等構件的復雜而又豐富的光影關系。我們看到的歐式建筑中如夕陽柱式、基座可根據位置，使用非對稱配光的地埋燈投光，同時也可以盡量使用單一光色進行照明設計（圖3、巴黎旅館）。

（三）現代建筑照明

對于現代建筑，主要根據建筑的個性特征，強調建筑的塊面與體積，充分利用建筑固有的裝飾來形成光影變化。建筑立面照明常用的方式主要有以下幾種：

1. 泛光照明

泛光照明（圖4）是指把投光燈安裝在建筑物外面，將光源直接照射建筑物外立面，使其亮度高于周圍環境的亮度，在夜間重塑及裝飾建筑物形象的照明方法，這種照明方法屬于建筑立面照明的基本形式。此照明效果不僅能突顯建筑物的形象，而且將建筑物的造型、立體感、材料質感和裝飾細部都有效地表現出來。照明使用的光源有鹵鎢燈、金鹵燈、高壓鈉燈，使用的燈具為專用的打型投光燈具。泛光照明要使被照建筑立面表面的照度或亮度進行調試，使建筑物層次清楚立體感強并突出重點部位，避免將整個建筑均勻地照亮。泛光照明要選擇合理的投光方向與角度，避免垂直被照面投光，導致建筑物照明的立體感層次不強，投光設備的安裝盡量隱藏，做到見光而不見燈。例如，上海市南京路商業街等許多建筑物的夜景照明均采用泛光照明，但相比較而言，住宅、醫院住院部和玻璃幕墻建筑不適合采用這種照明方式。

2. 輪廓照明

輪廓照明（圖5）是以黑暗夜空為背景，將光源沿被照建筑物形體和裝飾細部安置，把建筑物的輪廓勾畫出來。它常使用串燈、霓虹燈、美耐燈、導光管、通體發光光纖燈、線性燈飾等器材進行照明。

3. 內透光照明

內透光照明（圖6、旺座現代城）是將光源安裝在建筑物內，透過玻璃向外發光。常見的設計方式有室內燈光反射、光帶支架照明和燈光直接向外照明等。建筑物內透光照明這種設計方式的最大特點是在達到立面景觀照明效果的同時，利用室內的照明器節省費用，維修簡便。內透光照明常用于商業或娛樂等服務性質的建筑（圖7，德國斯圖加特奔馳博物館），特別是對玻璃幕墻結構這種照明方式最適合。但是由于玻璃的吸光和透光性，如果采用外打光的方式，不但不能照亮建筑物而且會造成大量的光污染。

著名的法國巴黎埃菲爾鐵塔（圖8），曾經設計外部泛光夜景照明。因為塔體高324米且結構透空，盡管使用數千瓦的泛光燈達，也很難將塔體上部照亮。后來經過研究使用了內透光照明方式，在塔體內部不同的高度均安裝了內透光照明燈，使塔體從下到上均能照亮，形成氣勢恢弘的照明效果，成為法國巴黎的標志性建筑。

三 建筑立面照明設計的設計原則

（一）符合美學規律

一個優秀的繪畫作品首先是要符合美學規律的，同樣一個優秀的室外建筑照明作品一定也是符合美學規律的。建筑物的美學法是根據燈光照射的點、線、面，明與暗，動與靜相結合的規律組合來表達建筑物的的幾何美、層次感和立體感。例如點：光導纖維發光點均勻地布置在建筑曲面及球狀的表面時，從不同的角度看，發光點的亮度和密度會有差別，形成建筑表面的立體感；線：建筑物的外形輪廊造型比較豐富時，可選用線狀照明勾畫表現；面：建筑物表面平直的部分，采用狹、中、寬光束泛光燈照明。同時還要縮小建筑物在亮度或顏色上與周圍環境的差異，體現與周圍燈光的和諧美。通過這三種平面構成中的要素運用，使整個建筑照明效果渾然一體。有時在建筑物的周圍的燈具設施，會給行人和周圍環境帶來不利影響，可以將美學原則運用到燈具的設計中，將燈具設計成雅致的造型。同時在避免影響植物的正常生長且要便于維護管理的前提下，將其藏在大樹的枝葉中，使其在白天和夜晚都能成為一個優美的小景觀。例如，悉尼海岸邊裝置直徑為600毫米球形透明燈罩的柱燈（圖9），內置聚碳酸酯反光板，可以將光線反射到地面。透明度極佳的燈罩使人在白天幾乎看不到它的存在，只是早晨和傍晚當太陽掛在半空的時候，金黃的色彩才會在燈罩上顯現出來。

（二）減少眩光干擾，體現人性關懷

為了體現現代社會燈火闌珊的照明裝飾效果，許多建筑的夜景照明藝術化處理使用了大量燈光。但由于燈具的安裝位置、高度以及投射方向都可能形成眩光，影響了人們正常的夜間休息，同時也增加了社會安全隱患。因此，要對燈具的燈位、投射角度、投射方向三個方面進行調試。這種調試一般采用從下往上投和從外向建筑投光的方式。從下往上投光是為了使眩光的影響散射在空中，對街道行人及車輛受眩光影響率降低。從外向建筑投光時，建筑的邊界處要有遮光處理，不要影響周圍建筑照明。因此，在設計方案時應綜合考慮布置并采取適當措施加以避免。我們游走在一個安全的光環境社會下，無論是在物質上還是心理上都能體現出人與燈光間的互動。

（三）節能環保設計原則

許多建筑物外立面大多采用功率大、亮度高的照明，導致用電量過高。因此在進行建筑里面照明設計時必須要考慮節能問題，盡可能使用長壽命、高光效的優質節能光源、燈具及設備，如LED、光纖及太陽能光電照明等。隨著各地經濟水平的不斷提高，使用LED光源的場所比例會逐漸增多，首先LED光源具有體積小巧的優勢，更容易隱藏在建筑構件之中。其次LED光源壽命相對較長，保證了燈具能在較長時間內免維護。另外，LED也具有低功耗的優勢，使用LED 光源不僅僅是要替換傳統光源， 更利用其獨有的特點來創造出專屬于它本身的照明設計及構造方案。現在，太陽能光電技術在世界照明同樣也引起了極大的關注，例如從2000年德國漢諾威世博會到2005年日本愛知世博會上，太陽能發電技術初露頭角，直至2010年上海世博會，園區才大量使用太陽能新能源，這種大洋能發電產品被大量運用到中國館及主題館上。例如主題館（圖10）不僅是亞洲最大的無柱展館，而且它還具有世界上單體面積最大的太陽能屋面，面積達30000㎡。它大面積采用太陽能電池組件來當幕墻和采光頂，所以電池技術滿足抗冰雹、雷擊、風化的系數，保證了建筑安全。同時，主題館年發電量超過280萬度，是四五千戶普通家庭一年的用電量，也是目前太陽能覆蓋率最高的單體建筑。太陽能發電技術的優點是不會造成環境污染，使用這種高端科技產品可以滿足人們對能源的需求。

四 我國建筑立面照明設計的發展趨勢

隨著社會經濟的發展與建筑科學的進步，傳統的建筑照明受到了時代的強烈沖擊。我國就整體經濟發展來看，城市的照明發展依然會逐步走向均衡的狀態，人們更加追求高效和舒適的建筑照明，表現在：

（一）由單一照明向多層次轉變

建筑照明的方法將主要從泛光照明、輪廓照明和內透光照明過渡到根據建筑特征和建筑照明表現的需要，選擇合適的多種照明手法組合運用的形態（圖11喜來登酒店）。因此想要獲得優美的藝術觀賞效果，常常需要多種照明方式相結合。例如南京秦淮河兩岸建筑在輪廓照明的基礎上增加了投光照明，具有很高的藝術觀賞效果。

（二）強調技術與藝術相結合并逐步向藝術化過渡

隨著人們對建筑照明的關注度提高，照明的技術和藝術水平也逐步提高，城市夜景將越來越美，藝術構思創新完美、燈光表現完整到位、節能環保和諧統一的建筑照明也將會越來越多。建筑照明強調建筑的是視覺效果，以及建筑燈光與觀者的交流和互動，強調的是建筑的文化特質（圖12）。因此，優秀的建筑照明作品必然是在科技與藝術結合下生成的產物，同時擁有高水平、高質量和高效能的照明效果的作品。

（三）注重照明心理學與人性化理念

照明心理學是根據普通心理學為基礎，具有邊緣科學性質的應用心理學的科學。它既要研究照明環境中人的心理活動及心理特征規律，又要研究照明環境創造者的行動和心理活動規律，并使兩者的情感和意識傾向，實現信息交流和心理溝通。現代建筑（圖13、14）照明要綜合考慮人的視覺特征、舒適性、建筑和照明藝術和節能等因素，關注人性化理念。燈光是環境的一部分，營造一個安全的光環境也體現出人和環境的相互關系。

五 結語

隨著我國照明技術的不斷進步和人們對建筑照明的關注，我國在照明設計領域中必將有更大的發展空間，設計理念也必然向著綠色、低碳、節能、環保的方向發展，從而使我國建筑照明設計更加成熟、健康、和諧，既不脫離國際化大環境，同時又能符合我國國情和國內建筑立面照明發展的需求。總之，燈光照明是科學與藝術的結合，要逐步提高我國照明的文化層次，創造出精美絕倫的城市建筑照明效果。

參考文獻：

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[2] 魏文信，《室外照明工程設計手冊》，中國電力出版社，2011

[3] 姜曉櫻、侯宇，《光與空間設計》，中國電力出版社，2009

[4] 李農，《光改變城市——照明規劃設計的探索與實踐》，科學出版社，2010

[5] （日）Landscape Design雜志社，《世界都市景觀照明》，劉琪 劉云俊 譯，大連理工大學出版社，2002.03

作者簡介：

韓永紅，西安工程大學服裝與藝術設計學院環境藝術系系主任、副教授、碩士研究生導師。

楊媛，西安工程大學服裝與藝術設計學院2010級設計藝術學專業，專業方向：室內設計。