論光影藝術在地下空間設計中的運用

摘要：本文針對光影藝術在地下空間設計中的應用進行系統的研究，解析使用各種光影表現形式實現設計最終目的的實踐過程，其中以采光中的太陽能光導照明系統為主作為詳細的方法論述，為地下空間的光影設計引入較為先進的方法。

關鍵詞：地下空間；光影藝術；太陽能光導纖維照明

在地下空間的光影設計里，采用不同方法的采光照射方式，會形成不同的室內效果。其中，運用自然光采光的方式可以來表現地下室內空間的感情、性格的特點等，那么合理的地下采光方式也是在當代這個注重“節能、環保”的社會中需要重點研究的內容。

1地下空間的概念

“地下空間”這個詞在專業的學術定義下有兩個意思：首先是從開發的角度上來看，地下空間是指地球表面以下的，土層或巖層中天然形成或人工開發的空間場所；然后，從廣義的角度看，地表以下一定范圍內的巖土體，包括巖土體的密實部分和無巖土體的空間部分，不論其中是否形成可容納人或物的空間場所，都占據了一定的空間體積。因此地表下一定平面和豎向深度范圍內，巖土體占用和包圍的空間體量范圍是廣義的地下空間。

2地下空間構筑光影意象的重要性

英國著名建筑師理查德·羅杰斯說：“建筑是捕捉光的容器，就如同樂器如何捕捉音樂一樣，光需要使其展示的建筑。”的確，光是建筑的靈魂。光環境在地下空間中發揮著舉足輕重的作用，內部空間的限定已由面體圍合的封閉狀態發展到半開放及開放的不同層次，其中光在創造空間中扮演著獨特的角色。光創造空間無需實體圍合，除利用自然光還利用各種人工光的形態及顏色塑造空間，開辟了空間性質的新領域。在連續空間序列中，光同樣顯示出自己的潛力。由于空間概念加入了時間因素，使人們不再從靜止的角度觀賞空間，建筑不再是凝固的音樂，而是可以體驗的流動空間序列。

3光影設計在地下空間的運用

（1）太陽能光導纖維法。此法是結合太陽跟蹤，透鏡聚焦等一系列專利技術，在焦點處大幅提升太陽光亮度，通過高通光率的光導纖維將光線引到需要采光的地方。

光導照明系統，又叫陽光導入照明系統，無電照明系統和管道天窗系統。室外的自然光經過系統采光器把熱量和有害的光線隔絕后通過光導管傳輸進入到地下空間，達到減少、甚至完全取代白天的電力照明的效果，它可以完全取代天窗、采光罩、采光帶等傳統的采光方式及解決以前無法做到的建筑采光要求。在地下空間的采光方式中，太陽能光導纖維系統是最為合適的方法，光影能夠自然地運用在地下空間環境。

光纖實質上是由介質材料制成的圓柱形導引系統。圓柱的中心部分是光纖芯體，芯體外面環繞一層或數層包層，在包層的外面是護套層。對于光纖來說，要求芯體材料的折射率要比包層的折射率高，以便在芯體與包層的界面處產生全反射現象，傳光沿著光纖芯體導引的方向傳播。

太陽能光導采光系統可分為三個部分：聚光器、光學玻璃纖維傳光束和照明器。聚光器使陽光會聚，提高太陽能的能量密度。聚光器可采用透鏡聚焦，也可以采用凹面鏡進行聚焦。光學玻璃纖維傳光束的接收端應安放在聚光器的焦點處，提高接收端的入射能量密度。光學玻璃纖維傳光束的數值孔徑一般為0.63左右，即接收角約為39度，圓錐角為78度的光錐內的能量均可以被光學玻璃纖維傳光束接收。照明器是光學玻璃纖維傳光束的出射端，由出射端射出的光線呈圓錐狀，根據不同的使用要求，采取聚光或散光措施。如果是進行陽光浴則要進行聚焦，如果是均勻照明，則要進行散射處理。在照明器下1米處可以看出報紙上的文字與圖案，并且字跡清晰，均保持原有的顏色。在現在的生活中，這種采光方式已經的到了越來越來的認可與應用，在當今能源短缺注重環保的國際社會中，也是極其需要的。

（2）采光窗。采光窗作為建筑構成一個元素，功能上要考慮光、熱與隔聲的問題，在藝術上應和建筑風格協調一致，在視覺上要求舒適，無眩光。目前除常見的側窗和天窗外，天穹式采光窗、帶反射擋光板的采光窗、薄膜采光窗、陽光凹井采光窗、帶跟蹤陽光的鏡面格柵窗和全反射采光窗使用也不少，呈現出采光窗多樣化的發展趨勢。

（3）采光罩。采光罩以聚碳酸酯耐力板或PMMA料或FRP玻璃纖維為基材，經高溫吸塑成型。它重量輕、強度高、抗撞擊、打不碎、防彈、防紫外線、采光性能好、不變色。

（4）采光帶。它是一種傳統的采光方式，但由于采光帶自身有很多弊端，比如其材質是PVC的，不抗老化，還容易附著灰塵。

4結語

在地下空間的采光設計中，太陽能光導纖維系統能進行紫外線大幅攔截，有利于人類健康，該系統不僅僅可以節省大量的常規電能，而且安全可靠，顯著地改善了地下陰暗潮濕處的生活和工作環境。同時也符合當前國家提倡節能減排、擴大內需的大好形勢。

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作者簡介：胡娜，女，遼寧鳳城人，沈陽建筑大學2011級碩士，研究方向：設計藝術學環境藝術設計。