泛光照明設計要點研究

丁而學

華東建筑設計研究院，中國·上海 200000

1 引言

泛光照明是城市夜景的重要組成部分，其品質(zhì)直接反映了社會的進步，經(jīng)濟發(fā)展的風貌和百姓豐富的夜生活。優(yōu)秀的泛光照明設計是照明效果品質(zhì)的直接向導。從泛光照明的設計原則和設計要點出發(fā)，研究討論各個環(huán)節(jié)中需要注意的設計要點及注意事項。

2 泛光照明設計原則

2.1 整體性原則

泛光照明的設計，在滿足功能性使用需求的基礎上，需要從整體層面進行夜景規(guī)劃。夜景照明的整體風格，必須進行亮度、色溫、彩光及動態(tài)光的統(tǒng)籌設計。避免因為燈具的各異破壞整體觀感導致夜景照明散亂無序，找不到重點。視覺感知要服從連續(xù)性的原理，為有序的感知對象，即的點形成線，線形成面的效果。由此可見，連續(xù)性的原理可以協(xié)調(diào)不同夜景照明之間的關系，包括統(tǒng)一的泛光表現(xiàn)手法，統(tǒng)一的建筑天際線表達，統(tǒng)籌的亮度和色溫規(guī)劃，整體性的彩光及動態(tài)光控制，確保泛光夜景的整體性。

2.2 多樣性原則

泛光照明的手法是多樣的。建筑是泛光照明的載體，而建筑本身的種類是繁多的，形態(tài)也各異。不同建筑的表現(xiàn)手法也不盡相同。建筑泛光照明設計應根據(jù)建筑自身特點，選取重點表現(xiàn)部位，采用恰當?shù)耐豆夥绞剑侠泶钆渖饧皠討B(tài)光[1]。而非千篇一律的采用相同照明手法。泛光照明對建筑的表現(xiàn)，著重需要注意對建筑特征的表達。例如，一些歐式建筑的頂部尖塔、穹頂、山墻，就需要采用重點照明，投光照明；而全玻璃幕墻，玻璃幕墻與實墻結合，就需要采用內(nèi)透光照明與其他照明手法相結合，如LED墻面燈飾或投光照明。

即便是形態(tài)相近的建筑，有時也會根據(jù)使用及運營需要承載不同的業(yè)態(tài)，如住宅、辦公、商業(yè)等。例如，住宅，建筑泛光照明其燈光的表現(xiàn)形式也是不同的。基于不同的業(yè)態(tài)功能，照明設計必須在整體基調(diào)上按照不同的業(yè)態(tài)分區(qū)來營造匹配的氛圍：住宅建筑，泛光照明主要烘托舒適的居住環(huán)境為主，不宜采用大量的飽和色光及動態(tài)光，同時燈具需考慮對樓內(nèi)居民生活的影響，不宜過亮。而商業(yè)照明，則采用新穎的照明手法，局部彩光甚至動態(tài)光等元素來活躍商業(yè)氣氛。

2.3 經(jīng)濟性原則

雖然泛光夜景照明隨著社會的不斷進步，人們的夜生活不斷豐富而飛速發(fā)展，但是同時也帶來了巨大的能源消耗。傳統(tǒng)的照明耗能大，污染嚴重，會給環(huán)境造成巨大的危害，而且落后的照明技術也越來越難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，這些問題都成為了LED發(fā)展的動力[2]。因此，經(jīng)濟性就成為了泛光照明設計不可忽略的考量因素。在2004年，中國通過對大量的泛光照明項目進行能耗實測和普查，對采樣的數(shù)據(jù)進行一系列論證和經(jīng)濟性指標分析后，首次制定了LPD（Lighting Power Density）限值標準。而不斷進步升級的照明產(chǎn)品性能，也為此目標提供了可能性。尤其是在近10年內(nèi)，中國兩次修訂了LPD的限制，平均降幅高達20%。

因此，在保證照明效果不缺失的情況下，合理采用高效的燈具，同時結合不同時段不同亮燈模式以降低泛光照明日常能耗也成為了照明設計的目標。

3 泛光照明設計要點

3.1 項目分析

泛光照明的設計流程中，首要解決的問題就是確定整夜景效果的基調(diào)和主題。而解決的工具就是項目分析和實現(xiàn)分析。項目分析首先確定燈光表現(xiàn)主體的區(qū)位分析，交通分析，人流視線分析和周邊環(huán)境分析。所謂區(qū)位分析就是指建筑主體的位置，布局，分布等空間要素所代表的意義。建筑所處的區(qū)位，是建筑泛光照明的基調(diào)。例如，中國上海市2035年浦東新區(qū)發(fā)展規(guī)劃中提到的社區(qū)公共空間等級劃分：城市活動中心，城市副中心，地區(qū)中心和社區(qū)中心。根據(jù)項目所處不同的區(qū)位，設定了一定亮度上限值和色溫基調(diào)。這樣可以即保障泛光設計對象最終效果符合地區(qū)整體的夜景照明規(guī)劃，又可以確保局部夜景環(huán)境的品質(zhì)。

交通分析和人流視線分析，其目的主要確定建筑的主要形象展示面，視覺焦點，從而為泛光設計確定主要表達的范圍和重點。常規(guī)按照觀察對象的方向，角度及視點，對項目進行城市視線，街道視線和近人視線三個尺度進行分析，從而確定遠、中、近景的照明側重點。使整體泛光照明效果具有層次感和主題感。

3.2 亮度控制

亮度是泛光照明最直接的感受，直觀地反映了泛光照明效果所要表現(xiàn)的強弱等級。主要的建筑物可以采用重點照明的方式強化表現(xiàn)效果使其成為視覺焦點，而次要的建筑物，其亮度可以稍微減弱一些，這樣在整體空間環(huán)境內(nèi)通過亮度就可以表達出主次關系。不僅如此，還可以通過亮度的漸變傳達出不同建筑物泛光能級之間銜接過渡的連貫關系。以《上海市景觀照明總體規(guī)劃》文件中亮度規(guī)劃的分級，就可以很直觀地反映各區(qū)域的能級關系（見表1）。

表1 亮度規(guī)劃

泛光照明的建筑物的視亮度并不是單純的由它本身亮度決定的，而很大程度上是適應亮度（環(huán)境亮度）所決定的[3]。建筑自身的亮度與周邊環(huán)境的亮度比值，就能傳遞其照明效果的表現(xiàn)含義，《北美照明工程協(xié)會照明手冊》中對亮度比和其傳達的效果進行了推薦（見表2）。

表2 室外照明效果的亮度比

因此，在泛光照明設計中，亮度方面除了要有合理限值之外，還需要考慮亮度比與想傳達的效果符合。

3.3 色溫控制

色溫是絕對黑體加以不同溫度所產(chǎn)生的不同的顏色。光源的色溫是通過對它的色彩和理論的熱黑體輻射來確定的。目前常見的色溫范圍為（3300~6500K），不同的色溫會給人產(chǎn)生不同的心理感受。例如，3300K左右的色溫，通常被稱為暖色光，能給人以溫暖，健康，舒適的環(huán)境。適用于住宅類，休息功能為主的公共區(qū)域及景觀照明。3300~5000K，通常被稱為中性色光，能給人以柔和，愉悅，舒適的感覺，適用于醫(yī)院，商場，辦公室等場所。5000K以上，光源接近自然光，有明亮的感覺，促使人精神集中。適用于辦公室、會議室、大型教室、設計室、展覽櫥窗等場所。因此，泛光照明設計需結合空間功能業(yè)態(tài)搭配相應的色溫從而營造恰當?shù)恼w空間氛圍。

3.4 彩色光的應用

夜景照明設計中，色光運用必須按照建筑類型以及使用功能進行選擇，同時更要匹配夜景的主題，盡量營造協(xié)調(diào)主題的氛圍，要準確把握個體與整體的關系以及局部亮點與總體基調(diào)的關系。針對一些特殊的區(qū)域或者特定意義的建筑物、構筑物適當使用彩光照明，也能讓人耳目一新，被視覺所捕捉。

但在建筑泛光照明中，彩色光的應用一定慎重。彩色光帶有強烈的情感元素，能誘導環(huán)境下人們的情感方向，如果運用不恰當，非但不能起到對建筑和空間表現(xiàn)的升華作用，還會破壞整體環(huán)境所想表達的主題。彩色光濫用的情況，在景觀泛光照明中非常常見。傳統(tǒng)觀念上夜景照明就應該是花花綠綠大紅大紫，而且這種濫用在主觀上帶有很大的隨意性，一般在最終整體的效果上很難有協(xié)調(diào)統(tǒng)一的主題感，甚至雜亂無章，嚴重影響觀感體驗。因此，泛光照明設計中，對彩色光的選用，一定要慎重，并服從且服務于整體效果。

3.5 動態(tài)光的應用

隨著照明控制技術的日新月異，目前的燈光控制方式已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的開關模式，如采用DMX512標準控制協(xié)議，可以實現(xiàn)燈光的亮度變化，顏色變化，不僅如此，還可以結合一定的頻率的啟閉和亮暗打造出動態(tài)的照明效果。動態(tài)照明相較于靜態(tài)的泛光照明更容易吸引人們的注意，成為整體夜景效果中的視覺焦點。例如，帶霓虹燈顏色追蹤的立面照明，不僅提升了寫字樓的形象，還使整個城市煥然異性。

但動態(tài)光的應用同樣需要從整體效果的角度出發(fā)，結合對周邊環(huán)境的分析，考慮是否再用動態(tài)光，如一些商業(yè)綜合體，為了強調(diào)自身的商業(yè)特性大量運用動態(tài)光以活躍商業(yè)氣氛，吸引人群，卻對局部毗鄰的居民區(qū)生活造成了嚴重的影響。

4 光污染防護設計要點

雖然近年來中國的照明技術飛速發(fā)展，大量的夜景照明工程不斷地開展，打造了一個又一個“不夜城”，但光污染的情況也愈演愈烈，逐漸引起了廣泛的社會關注。在光污染標準的定制上與其他國家還是有較大的差距，如是否有強制性的標準，光污染指標的界定，目前仍處于比較模糊的階段[4]。

光污染對身體會產(chǎn)生一定的傷害。根據(jù)德國相關調(diào)查，采樣200位市民作為樣本，發(fā)現(xiàn)其中30%的居民明確抱怨因夜間光污染無法正常睡眠。而40%的居民反映間接受到光污染影響，并伴隨頭昏眼花，耳鳴、咳嗽甚至哮喘等并發(fā)癥[5]。

4.1 眩光

眩光指的是視野范圍內(nèi)由于亮度分布和范圍不適宜，或者在空間或時間上存在著極端的亮度對比而引起的一種不舒適的，降低觀察能力的視覺狀態(tài)或條件（見圖1）。

圖1 眩光對比

眩光分為兩種：不舒適眩光和失能眩光。不舒適眩光，顧名思義，會讓人產(chǎn)生不舒適的視覺體驗，同時會增進視覺疲勞。而失能眩光則是導致視力下降，甚至喪失視力。而產(chǎn)生眩光的原因有：強烈的光源直接照射人眼，如陽光和過強的燈光等；或者是因為光源亮度和背景亮度的差距引起眼睛的不舒服，影響正常的視覺。例如，光滑的公路路面、特別光滑的物體表面、水面的反光等，后者在夜幕下發(fā)生概率高。泛光照明設計中，眩光的問題常出現(xiàn)在局部需要兼顧功能性照明的區(qū)域，在過分注重效果表達的情況下卻忽略了燈具眩光的影響。因此，在泛光照明設計中，需要時刻注意對眩光的考慮，做出折中的最優(yōu)方案。必要的情況下，需采用截光型燈具或燈具配備防眩措施，如防眩罩，蜂窩網(wǎng)等（見圖2）。

圖2 防眩燈具及防眩措施

4.2 散溢光

沒有直接進入視線，而是由照明裝置發(fā)出的落在目標區(qū)域或邊界外的光叫散溢光。例如，街道上的路燈光線散溢至進臥室，影響人的睡眠。根據(jù)不完全統(tǒng)計，不少的居民反映人晚間睡覺會遭受散溢光的干擾，難以入睡，嚴重影響身體和精神健康。目前各國已經(jīng)開始對這類現(xiàn)象加以重視，相繼制定了相對應的管控標準，最大限度減輕散溢光的危害。在城市的夜景照明的設計中，必須重視規(guī)避散溢光的問題，尤其是商業(yè)毗鄰居民區(qū)的立面。

4.3 人工白晝及彩光污染

隨著近現(xiàn)代人類照明設施的發(fā)明和廣泛應用，這些人工光線會通過照射以及高樓大廈的反射而高于地平線，在經(jīng)過周圍的大氣層發(fā)射到天空，便形成了人為的天空輝光，也叫人工白晝。而在繁華的商業(yè)街，一般會采用色彩絢麗的霓虹燈來活躍商業(yè)氛圍。人工白晝和彩光應用雖然打造了“不夜城”的繁華夜景形象，但是同時也產(chǎn)生了嚴重的光污染。在夜景照明設計中，也要把此現(xiàn)象考慮進去。如根據(jù)不同的時段設置不同的場景模式，在夜晚黃金時段的時候燈具全亮，效果全開。而到深夜的時候，適當降低整體亮度，關閉動態(tài)及彩光效果。

5 總結

綜上所述，泛光照明就是利用光和影的組合塑造建筑物的藝術形象，它是技術與藝術的完美結合，是創(chuàng)意性很強的工作。泛光照明內(nèi)容廣泛、形式豐富多彩，具有良好的發(fā)展前景，尤其是在建筑夜景照明中對光和色彩的應用技術越來越成熟，正在向國際先進水平看齊。但我們必須在發(fā)展中積累經(jīng)驗，彌補不足，讓中國的城市夜景照明更加異彩紛呈。