LED 在建筑物夜景照明中的應用探討

向奕妍，楊春宇，趙 雯

(重慶大學 建筑城規學院;山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶 400045)

0 引言

隨著LED 照明技術的提高，LED 照明被廣泛應用于建筑物夜景照明中。LED 光源具有光效高、色彩豐富、反應快和體積小等特點，和傳統光源相比，解決了傳統光源燈具影響建筑立面白天觀感、能耗大和動感較少等問題。LED 光源燈具給建筑物帶來了豐富、動態的光色和圖案變化，為城市夜間風貌增添了新的活力。但同時，由于設計不當，亮度過高、光色濫用和動感變化過于劇烈等諸多問題，在一定程度上影響了城市夜景效果。為在建筑物夜景照明設計中更好地運用LED 照明，筆者討論了建筑物LED 景觀照明的發展趨勢，分析了建筑物LED 照明應用中產生的問題及其原因，為城市夜景照明設計中LED 照明的應用提出了幾點設計建議。

1 LED 照明在建筑物夜景照明中的應用趨勢

相比傳統照明技術，LED 具有壽命長、體積小、色彩豐富、反應快、光效高、綠色節能等優點，解決了傳統照明技術存在的部分問題，給建筑物夜景照明帶來了一些新的發展趨勢。

1.1 動感活力，色彩變幻

LED 光源可利用紅、綠、藍三基色，在建筑照明智能控制系統下使三種顏色任意混合，產生幾乎涵蓋所有可見光波段的光色，即全彩色。且光源反應時間短，控制系統可自由切換光色、亮度，甚至可以通過計算機編程配合音樂、視頻等實現豐富的色彩變化，形成不同光色的組合，產生不同動態變化效果，使原本靜態的城市夜生活發生了動態的改變，呈現繽紛多彩的視覺藝術效果(圖1)。

圖1 重慶解放碑的夜景照明

1.2 媒體信息化

LED 燈具體積尺寸靈活，可以根據使用需求調節。因此將LED 燈具標準模塊化后按一定的規律排列就可以做成LED 顯示屏，在過去的十年，LED 顯示屏作為商業廣告的新型工具廣泛應用于城市建筑立面上，為建筑夜景照明帶來了新的元素。

隨著LED 技術的深入發展，LED 顯示屏開始嘗試與建筑表皮相結合，做一體化設計，形成一種全新的建筑形式。這樣做的好處是，建筑表皮能實現多功能化。不僅是裝飾性的夜景照明，還能與廣告、LED、全息投影等媒體設備結合，有助于整合建筑立面元素，形成具有高附加值的表皮信息系統。一般在商業建筑中應用較為廣泛。例如:東京銀座步行街上Chanel 旗艦店(圖2)建筑立面設計中，設計師用7 000個可變圖案的LED 燈與液態水晶玻璃組成建筑表皮，既可以提供超大面積的動態圖像，又不影響建筑的使用功能。

圖2 香奈爾位于日本東京銀座的旗艦店

1.3 與建筑材料結合做裝飾性表皮

隨著新型建筑材料的運用，為建筑立面提供了豐富可能性的同時，也使LED 照明的優勢得以充分發揮。例如:水立方游泳館(圖3)將建筑表皮與燈光相結合，使科技和藝術和諧統一，形成一種全新的建筑形式，使水立方成為北京奧運會標志性建筑物之一。

水立方的外立面由3 層ETFE 膜組成，這種材料半透明，對各種波長光的透射效果都較好，但同時，也由于光反射性較差，傳統的夜景照明方式難以達到理想效果。設計師采用了“空腔內透光”的照明方式，將LED 燈具安裝在3 層膜結構形成的兩個氣枕空間的下側鋼結構框上，向上投射，這樣就不會看到光斑。這種“邊布燈單向投射”的方式，不僅有效將燈具隱藏在建筑結構中，同時還避免了LED 燈具亮度過高影響夜間室內照明的問題。

1.4 為建筑化照明提供新的可能

建筑化照明是指將照明光源或燈具與建筑立面的墻、柱、檐、窗或墻角等建筑結構融為一體的夜景照明方法。這種方法巧妙地將光、色和影與建筑融為一體，藏燈照景，見光不見燈，日景和夜景雙優，具有很強的藝術性。因此，成為近幾年和未來建筑物夜景照明的發展趨勢。

圖3 背景水立方旅游館夜景照明

而相比傳統光源，LED 在建筑化照明的應用上擁有十分杰出的優勢。LED 光源體積小巧，更容易隱藏在建筑構件之中，讓燈具更符合建筑空間的需要。LED 光源壽命相對較長，理論上可達10 萬小時，這一特點使燈具在較長時間內不用維護。LED 使用的電源為6～24 V，融入建筑構件當中具有安全性。因此，LED 照明技術的應用與建筑化照明更加契合。

常用的幾種建筑化照明的方式如下:

嵌入建筑表面。這種方式常與磚、石等外墻材料相結合，在外立面上以點光源的形式作景觀照明，這種方式能很好地與建筑立面結合在一起(圖4)。嵌入式的方式，必須考慮建筑面的尺寸、色彩和材質。燈具的尺寸、材質和色彩均應和建筑相稱，保證燈具與建筑的整體協調性。

構件化。這種方式常常跟玻璃幕墻、金屬、木材等外立面材料結合使用。以玻璃幕墻為例，常常將LED 燈具與玻璃幕墻的窗框結合。例如:重慶解放碑時代廣場的商業立面設計。將燈具放置在玻璃幕墻的明框內部，并向內投射，柔和的光線通過建筑表皮的反射照射出玻璃幕墻上的雕花紋路，白天不影響建筑外觀，夜間還能形成良好的藝術效果和商業效果(圖5)。

圖4 嵌入式LED 照明

圖5 重慶市解放碑時代廣場商業立面夜景

2 LED 照明在建筑物夜景照明中存在的問題

LED 照明為建筑物夜景照明增添了很多活力。但由于缺乏整體的規化和設計，在建筑上大面積的濫用LED 燈具，使城市人居生活、城市夜間風貌等都受到了不同程度的影響。概括起來包括以下幾個方面。

(1)缺乏整體的規劃設計，在建筑物上盲目使用LED 照明。一些城市在設計建筑物夜景照明之前并沒有進行城市夜景的整體規劃。最常采用的方法就是直接進行單體建筑的夜景設計，各自為陣，不考慮建筑之間的相互關系，不區分建筑類型，在建筑物上大量使用LED 燈具。導致部分居民建筑夜間亮度過大，影響居民的睡眠，并造成嚴重的光污染。同時產生昂貴的成本，造成巨大的浪費。

(2)彩色光、動態光濫用，造成“光怪陸離”的城市夜景風貌。LED 光色豐富，反應靈活，動態控制方便。因此，一些建筑物夜景照明設計時盲目追求視覺上的刺激，濫用彩色光和動態效果，降低了夜景文化品位，造成城市夜景“光怪陸離”的混亂效果(圖6)。

圖6 “光怪陸離”的城市夜景

(3)建筑物夜景照明缺乏地域性特點，設計雷同。目前LED 燈具的產品仍舊比較單一，常見類型僅限于點光源、洗墻燈、投光燈和泛光燈等。在表現手法上，很多地方都是雷同地運用輪廓勾邊、點線結合、顏色變化、橫縱向布陣等簡單的設計方法，導致建筑物夜景照明缺乏特色。許多原本十分具有地方特色的建筑在夜景照明的映襯下特色全無，缺乏通過建筑夜景照明延續城市地域性、展現城市文化等方面的思考。

3 LED 照明在建筑物夜景照明應用的幾點思考

3.1 建筑物夜景照明應符合城市夜景整體規劃

建筑物夜景照明屬于城市夜景照明的一部分。因此，應結合城市夜景整體規劃來做建筑物夜景照明設計。應根據城市的規劃、建筑風格、歷史文化、未來發展等，對城市夜景進行合理定位，從整體上把握城市亮度、夜景節點空間、夜景層次變化等。城市整體色彩基調應該統一，亮度按層次遞減，整體層次分明。在這個基礎上，選擇合適的照明方式進行建筑物夜景照明，才能使建筑夜景照明效果與城市夜景效果和諧統一。

3.2 合理控制彩色光和動態光的使用

LED 照明亮度高、色彩豐富且能通過系統控制產生動態效果。因此，在建筑物夜景照明設計中應合理控制光色搭配和動態光的使用。

光色的搭配應該尊重城市規劃的光環境基調，配合建筑色彩和城市色彩環境。一般類型的建筑如住宅樓，一般盡量限制彩色光，同時應考慮到光色與建筑自身的色彩協調。商業建筑為營造良好的商業氛圍，常常使用彩色光，但光色也并非越多越好，應有組織地搭配使用。

使用動態燈光，要分建筑類型。醫院建筑、住宅建筑、政府行政樓等不適宜使用過多的動態變化，而在商業建筑中使用動態光也必須控制好頻率、節奏。最好采用漸變的方式，使夜景效果在視覺上更加舒適。

3.3 建筑物夜景照明應保持夜景地域性特點

建筑風格很大程度上延續了一個城市的底蘊和性格，因此，城市夜景設計想要延續一個城市的地域性，需要根據不同的建筑類型選擇不同的照明方式以彰顯建筑的風格和特色。

古典建筑的景觀照明設計，投光照明和輪廓照明配合使用，既可充分體現古典建筑的結構美感，又可使燈光視覺更加舒適。而對設計藝術感較強的現代建筑，則綜合使用點、線、面的照明手法，重在結合建筑的意境來創造照明藝術的意境。這樣才能創造具有鮮明特色的城市夜景，展示城市的魅力與內涵，讓公眾體會到都市照明技術與燈光藝術相融的城市夜景效果。

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