植物景觀照明設計中LED 應用初探

董 輝，宋捷翹，于 娟

(1 天津市市政工程設計研究院，天津 300072;2.天津大學建筑學院，天津 300072)

0 引言

植物景觀照明在夜景的塑造中有不可替代的作用，不管是在建筑周邊、廣場還是公園、綠地的夜景營造中，樹木照明都是環(huán)境的重要組成部分，在植物公園中又作為照明的主角出現(xiàn)。作為新一代光源并被廣泛應用于夜景照明的LED，如何揚長避短發(fā)揮其優(yōu)勢應用到景觀照明設計中，又如何影響植物景觀照明設計等問題亟待研究和討論。文章討論LED 用于植物景觀照明的優(yōu)點，介紹我國植物景觀照明存在的問題，總結植物照明的方式和特點，并給出LED 應用于植物照明的原則和建議，旨在了解該專題的最新研究動態(tài)，為提升植物景觀照明設計質(zhì)量貢獻一份力量。

1 LED 用于植物景觀照明的優(yōu)點

LED 具有發(fā)光效率高、體積小、顏色可變、智能可控等一系列優(yōu)點，針對植物景觀照明，其有以下幾項相較傳統(tǒng)光源的優(yōu)勢。

(1)出光具有一定的方向性，有利于控制光的分布和減少室外逸散光。植物景觀照明不僅需要塑造好的室外光環(huán)境氛圍，更需注重光污染的控制。

(2)具有很好的單色性，可呈現(xiàn)飽和度很高的彩色光，營造絢麗的植物景觀照明效果，如商業(yè)步行街區(qū)中常見的色彩絢麗的植物景觀照明，烘托出商業(yè)街區(qū)熱鬧的氛圍，這是使用傳統(tǒng)光源進行植物照明不容易做到的。

(3)易對色彩及明暗進行調(diào)光和控制，實現(xiàn)即定和即時動態(tài)變化，此優(yōu)點為植物照明實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，動態(tài)可變，打破傳統(tǒng)照明效果單一等一系列提升照明品質(zhì)需求提供了可能性。

(4)尺寸相對較小，容易實現(xiàn)安裝隱蔽性。植物景觀照明對燈具的隱蔽性要求更高，且考慮樹木的承載力更需要小巧輕便的燈具。

(5)LED 使用低壓電源，供電電壓在3～24 V 之間，利于防范火災，且使用冷發(fā)光技術，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多，利于植物本身生長。

總之，相較于傳統(tǒng)光源，LED 將會是植物景觀照明燈具的趨勢。

2 我國植物景觀照明存在的問題

目前我國植物景觀照明的問題主要包括如下幾個方面。

圖1 光色混雜的光環(huán)境

(1)規(guī)劃設計不夠，色光混亂。現(xiàn)今，在以建筑為主的場所的景觀植物照明設計中，植物只是被簡單的照亮;在以植物為主的休閑場所，則幾乎將所有的植物全部照亮，這種沒有規(guī)劃的照明方式，使得景觀元素之間沒有任何的聯(lián)系，場所之間缺少過度。且色光使用混亂(圖1)，照明效果毫無美感。

(2)光污染嚴重，破壞生態(tài)環(huán)境。植物照明中，由于燈具放置和投光角度的不合理，大量的光逸散到天空或其他建筑物上，特別是向上投光時。這不僅使人們的正常生活受到影響，也使得動物的作息規(guī)律受到極大地威脅。

(3)缺乏專業(yè)照明燈具。植物照明現(xiàn)今沒有專門的燈具，只有建筑照明燈具可供選擇。植物照明設計要求燈具小巧輕便，可方便安裝，且要“見光不見燈”。LED 體積小、發(fā)光效率高的優(yōu)點，可使其燈具設計更為多樣。希望隨著LED 的不斷發(fā)展，可以產(chǎn)生專業(yè)的針對植物景觀照明的燈具。

(4)技術與藝術分離。植物景觀的照明是一門技術和藝術結合的科學，兩者缺一不可。當今植物照明設計兩大主力:照明設計師能夠合理選擇不同類型的光源和燈具，但是對植物本身習性缺乏了解認識;景觀設計師能充分了解植物的特性，但對照明技術中光源、亮度、光色、功率等又缺乏足夠的了解，所以致使景觀植物照明中技術和藝術分離。

3 植物照明方式和特點

夜晚給了我們重新定義植物的機會，我們可以將我們希望看到的樹木依據(jù)其自身的特點，采用不同的照明方式重新組合展現(xiàn)在人們眼前。

3.1 向上投光照明

絕大多數(shù)的植物照明方式采用此種方式，如有些小喬木的樹葉比較稀疏，樹葉的透光性較好，用上照光的方式照明后，優(yōu)美的樹形和光感能給人留下深刻的印象。因植物生長會變換自己的形狀，建議使用插地式投光燈。此照明方式容易產(chǎn)生眩光，可將燈具放在灌木叢后或者加防眩光罩。當樹冠離燈具高度大于6 m 時，易浪費能源，產(chǎn)生光污染，不推薦此種照明方式。

3.2 向下投光照明

將燈具放置在植物的上方，向下投光的方式稱為下照光。當樹木葉片的正面紋理感較強、或者在花朵盛開時適用此方式，如中國杭州運河景觀植物照明工程。

3.3 剪影照明

用燈具將植物的背景環(huán)境照明，突出植物的外形的方式，這種照明方式成為剪影照明，類似于中國傳統(tǒng)的皮影戲。此照明方式以凸顯優(yōu)美外形為主要目的，或者植物的背景環(huán)境可視性更強，植物只是作為配景而出現(xiàn)。要求有面積較大的背景，亮度比在4 以上。

3.4 陰影照明

利用燈光將樹葉的陰影投射在另外一種介質(zhì)上，前方樹葉的鮮亮和后面斑駁的陰影形成鮮明的對比。此種照明方式將枝葉陰影的效果表達出來，沒有特定的規(guī)律，是營造植物照明意境較好的手法之一，但易產(chǎn)生眩光負面影響。

3.5 側(cè)面照明

將燈光照射在樹冠一側(cè)或兩側(cè)，以突出植物的優(yōu)美外輪廓的照明形式。一般應用于樹葉比較濃密、冠幅比較小、樹形較為修長的中高喬木。在照明燈具安裝時，應考慮光源光線的投射方向和人的視線方向保持一致，避免不必要的眩光。

3.6 內(nèi)透光照明

用投光燈將樹木的主干照亮，使樹木內(nèi)部發(fā)光的一種照明方式。要求樹干較為筆直，靠近樹干部分的枝葉要較為稀疏。為避免造成光污染，建議使用向下的投光方式。在我國，植物照明燈具安放還沒有相關規(guī)范，但LED 屬于低壓燈，可以滿足防火規(guī)范。

3.7 “特寫”照明

特寫照明是將植物某個部分重點照明，主要為了展示植物特點美。這種照明方式是在LED 光源大量應用于景觀照明中才得到合理應用。LED 體積小、重量輕、發(fā)光效率高這一特點在“特寫”照明方式中得到充分的表現(xiàn)，其燈具可以方便的安裝在枝干上。

4 LED 應用于植物照明的原則和建議

4.1 考慮光照時間、光照強度、光譜、光周期現(xiàn)象等對植物的影響

過高的光強會導致植物出現(xiàn)不正常生長，陽性植物可以適應高強度的光照，在植物景觀照明中可以作為視覺焦點存在，如柳樹、紫薇、松柏類植物等;陰性植物不適宜強光照射，可作為背景渲染氣氛，像杉樹類、大小黃楊、山茶等。光周期現(xiàn)象是指晝夜光照與黑暗的交替及對動植物發(fā)育有顯著影響的現(xiàn)象，又稱作光周期效應，在植物景觀照明中，如果使用的燈光過亮，且大面積使用人工補充光源，則會擾亂園林樹種在自然環(huán)境下的光周期生長規(guī)律。

4.2 以人為本

植物照明的主要服務對象就是人，是為了滿足晚間到公共環(huán)境休閑放松的人們。在對喬木進行照明規(guī)劃時，要首先考慮人的視覺感受，人們在晚間散步休閑，希望看到安靜的景象，不應當在人的視野范圍出現(xiàn)不合適的照明方式，像頻閃、眩光等。

4.3 適合的光色

自然界中喬木的種類多達300 萬種，樹葉的顏色和光澤更是千差萬別，像墨綠、草綠、翠綠、淡綠等，用不同色溫的LED 照射帶給我們的心理和視覺感受是不一樣的。國外照明設計師曾認為4200K 是植物照明最佳色溫，但其并未考慮國度、自然環(huán)境、人文文化、植物特點等照明因素，是否適合我國植物照明沒有充分依據(jù)。此問題需充分研究以得到理論依據(jù)，來發(fā)揮LED 多色光的優(yōu)勢，使得景觀植物照明更加富有內(nèi)涵和層次。

4.4 季節(jié)原則

春天植物照明主要是展示萬物萌發(fā)的景象，可以選擇小型LED 燈，以關注花朵和新葉為主;夏季枝葉繁茂，有比較大的選擇性;秋天的色調(diào)以暖色為主，樹葉也會出現(xiàn)變色現(xiàn)象，反光率會有較大的提高，枝葉也變得稀疏，在燈具功率的選擇上不能太高;冬季大多數(shù)喬木樹葉飄落，只剩枝干，多選擇分支較多的樹木來作為照明對象，這樣光在空間中才能有載體表現(xiàn)光感，建議使用暖白光，在冷靜的夜晚給人以溫暖。

4.5 植物生長原則

圖2 燈具可調(diào)整

植物照明不是一勞永逸的工作，隨著時間的推移植物的高度、外形、枝干會發(fā)生變化，所以植物照明需隨樹木的變化而不斷地調(diào)整。在植物照明的前期規(guī)劃設計時，燈具的安裝要有靈活性，安裝的位置、高度、投射的方向等都應該在后期可以方便的調(diào)整(圖2)。

4.6 環(huán)境和諧原則

植物照明設計的主要目的就是營造和諧的夜間環(huán)境，以供人們在夜間游賞和休閑，并采用燈光展示植物不同于白天的一面。這就要求在設計之初，對植物所在環(huán)境做出充分的分析，分出植物照明時的主次關系，用燈具的亮度和光色加以強調(diào)。環(huán)境的和諧涉及到很多的方面，像亮度、色彩、層次、形狀、節(jié)奏感等，應將這些復雜的要素融合在一起，還應考慮和其他照明元素結合，如滿足樹木附近的人行路面的照明需要。

5 小 結

LED 應用于植物景觀照明處于起步階段，很多工作有待我們進一步研究完善，文章論述LED 應用于植物景觀照明，希望能夠起到一個拋磚引玉的作用，為我國城市夜景建設盡微薄之力。

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