基于工程實踐的建筑外觀照明設計探討

鐘承霞

(雅克設計有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000)

基于工程實踐的建筑外觀照明設計探討

鐘承霞

(雅克設計有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000)

針對城市建筑外觀照明設計普遍存在的忽視建筑原創立意、特色和內涵的現狀，重點結合個人的工程實踐和部分他人的案例，從設計構思到具體技術對策的主要方面進行了梳理，試圖表達基于實踐的設計規律和心得(包括理念和技術措施等方面的要義)，期望有助于設計師更好地把握建筑照明設計的整體效果。

整體觀；特色與內涵；材料特性；構造設計；工程實踐；建筑外觀照明；設計

引言

我國城市建筑的夜間照明工程目前正處于蓬勃發展的時期，政府對此十分重視，業主往往熱衷于通過“燈光秀”為自己的大樓做宣傳。但不少照明設計一味求炫求亮求奇和過于商業化，忽略了建筑原本的特點和內涵，使得夜幕下的建筑形象脫離了建筑原來的功能和立面特點[1-12]。對此，建筑師難免“望燈興嘆”，并開始積極尋求與照明設計師合作、完善設計對策，以期建筑外觀照明設計能理性和準確地表達建筑的原創特點和內涵。基于工程實踐，筆者將探討建筑外觀的照明設計。

1 整體觀

建筑的外觀照明設計是通過燈光表達建筑特色、在夜幕下創造出與白天有所不同卻一脈相承的建筑形象。因此，同一建筑在白天和夜晚所呈現的外觀特征必須是統一的，并且與周邊的城市夜景是和諧的。要做到這一點，設計師對環境、文化和建筑特色的認識“整體觀”是照明設計的第一要義。

所謂整體觀，首先是從城市層面來考慮：建筑的外觀照明是城市夜間景觀形態的一部分，有助構建城市夜晚的整體形象和可識別性。因此，建筑師和照明師首先須收集基地及周邊的規劃或城市設計資料、了解當地的相關規定；然后，雙方應就該建筑的設計意圖和特色進行充分交流以明確表現重點、探討表現手法的多種可能性；接下來，設計師應踏勘現場，觀察相鄰建筑的外觀照明現狀、基地周邊環境和夜空背景亮度關系等，這一過程通常需要借助儀器進行測試。設計師根據掌握的資料來確定基準亮度和色溫色調、主要的觀賞點、觀賞面、視距和表現的重點，并分析確定展示界面和亮度的不同分級，使建筑既能凸顯自身特色又能融入夜晚的城市環境。

此階段建筑師需對照明的色溫色調的特定氛圍有所了解。如酒店和住宅，多以溫暖柔和的黃色或暖白色調燈光(色溫3 000 K左右)營造溫馨迎賓的氛圍(圖1～圖3、圖16)，辦公多以純凈內斂的中性白或純白的色光(色溫4 000～5 000 K左右)營造高效理性的特色(圖13～圖15)，文化娛樂、商業項目和節慶場合往往以絢爛華麗、張揚個性的彩色光來營造活躍、繁華氣氛(圖10～圖12)等。

外墻材料的吸收與反射性能也會影響到照明效果，故建筑師還需盡可能多地考察采用同類外墻材料的建筑外觀照明效果，以便對材料性能與可能的效果做到心中有數。

廈門悅海灣國際酒店(圖1)位于福建廈門思明區環島路，西側緊鄰300 m高的世茂海峽雙子樓,與鼓浪嶼隔海相望。由于建筑高度比近鄰世茂雙子塔低近100 m，建筑師要求照明設計強調“動”感和采用單純的白色調與世茂大廈的彩色和廈大校區的暖色調相區別。照明設計師按觀賞面的重要性和重要視點的視距確定分級展示面和亮度(鼓浪嶼、環島路、演武路三方向分別為1級、2級、3級展示面；屋頂、裙房、主樓分別為1、2、3級亮度)，并以動態冷白色泛光作為酒店外觀主基調，從整體觀角度以高雅的色調與周邊光環境形成對比(圖2、圖3)，從而“脫穎而出”。

圖1 廈門悅海灣國際酒店區位總平面圖Fig.1 Key Map of Yuehaiwan Hotel’s Project site

圖2 廈門悅海灣國際酒店西北立面效果圖Fig.2 Northwest Perspective of Yuehaiwan Hotel at Night

圖3 廈門悅海灣國際酒店東南立面效果圖Fig.3 Southeast Perspective of Yuehaiwan Hotel at Night

2 特色與內涵

外觀照明設計不是簡單的“亮化”，而是為了表現建筑。因此，設計的第二個要義是建筑特色和內涵的表達。建筑師與照明師應充分溝通并明確以下問題：

1)本建筑立面設計的立意和特色是什么？表達的重點是什么？以怎樣的手法表現較為合適？

2)選擇多少色溫的光源和燈具比較符合建筑原創的內涵和意境？

杭州鐵路新客站改造工程(圖4、圖5)的立面照明需要凸現江南歷史文化名城的氣質和城市“大門”的理念。除了大樓中央“門洞”與廣廳坡頂的重點照明較為明亮外，主樓以靜態的暖白色光自下而上均勻“洗墻”，對于建筑上部的斜面玻璃幕墻基本不施“筆墨”，僅由廣場的兩處高桿燈照明，建筑頂部檐口及兩端以泛光打亮水平欄桿等予以“收形”。方案用光簡潔克制、不求張揚而又精到，體現了江南建筑樸素含蓄、典雅精致的特點。

圖4 杭州鐵路新客站白天實景Fig.4 Daytime View of Hangzhou New Railway Station Project

圖5 杭州鐵路新客站夜晚實景Fig.5 Night View of Hangzhou New Railway Station Project

寧波高教園區圖書信息中心(圖6)外觀富有雕塑感，閱覽室豐富的建筑體塊被統一在百米見方、高達6 m的水平向檐口梁下。檐口梁的四角以寥寥數根扁柱將厚重的屋頂輕輕托起，這一“舉重若輕”的效果在圖書館主入口平臺處尤顯震撼，此處因而成為照明表現的重點。設計師以冷白色燈光重點表現大跨度格構梁精巧的細部和與柱子的交接關系，閱覽室體塊(除了入口中庭)則隱退在夜色中不予表現。這種有主有次的照明方式，使入口空間和建筑造型具有極強的視覺沖擊力和“知識殿堂”的儀式感。

廈門悅海灣國際酒店(圖2、圖3)造型富有浪漫情調，照明設計便重點刻畫其柔美上升的天際線、弧形的板樓形體和極富特色的屋頂。板樓表面豎向LED燈槽線條燈在幕墻表面構成徐徐“流動”的藍白色調曲面，與琴鍵般“跌落”的屋頂欄板、白鷺羽毛般“飄動”的屋脊、“閃動”的“鷺眼”等 “特寫”配合，整體動態泛光以明暗、方向的不斷變換，展示白鷺展翅的原創立意和靈動意境(圖7)。

圖6 寧波高教園區圖書信息中心主立面夜晚實景Fig.6 Night View of Ningbo Library and Information Center,University Zone of Ningbo (NLIC)

圖7 廈門悅海灣國際酒店大樓頂部局部夜景透視圖Fig.7 Roof Perspective on top of the building of Yuehaiwan Hotel at night

近年曲線和非線性造型的建筑多有出現。對于該類建筑的照明設計著重在體現完整的形體特點和體量感。

李叔同紀念館*廈門悅海灣國際酒店、阜陽市科技文化中心、杭州鐵路新客站改造工程、寧波高教園區圖書信息中心、李叔同紀念館的主創建筑師均為程泰寧院士，筆者為前四項工程的建筑設計主要合作者和設計負責人之一。其中，廈門悅海灣國際酒店、阜陽市科技文化中心的夜間照明設計由上海麥索照明設計咨詢有限公司承擔。(圖8)凌波而出的“水中清蓮”形象傳達著弘一法師清高脫俗的人格與追求。照明設計采用單純的白色泛光由下而上“洗”出完整飽滿的形體、精致的細節和空靈幽遠的意境。

圖8 李叔同紀念館夜晚實景Fig.8 Night View of Li Shutong Memorial

圖9 阜陽市科技文化中心日景鳥瞰效果圖Fig.9 Bird’s-eye View of Fuyang Science and Technology Culture Center(daytime)

圖10 阜陽市科技文化中心主立面夜景效果圖Fig.10 Perspective of Fuyang Science and Technology Culture Center at night

圖11 蘇州科技文化中心夜晚實景Fig.11 Night View of Suzhou Science and Technology Culture Center at night

圖12 大連國際會議中心夜晚實景Fig.12 Night View of Dalian International Conference center

阜陽市科技文化中心(圖9、圖10)功能復合，內有科技館、文化館(含劇場)等五家使用單位。為整合立面，采用非線性設計方式生成不規則曲面形態的穿孔鋁板幕墻，其遒勁的造型源自對當地文化元素的抽象(書法、剪紙等)。由于基地紅線緊貼建筑，采用近距離外投光在鋁板上較易形成光斑和眩光，設計師決定采用卡扣式LED燈珠按一定間距均布嵌入穿孔鋁板幕墻，以電腦數控系統控制不同密度的燈珠和不同范圍的彩色，組合成星光閃爍等多種如夢如幻的動態模式進行演澤，很貼合造型特色和功能特點。

采用類似幕墻材料的工程還有如蘇州科技文化中心(圖11)*圖11、圖13、圖14、圖15由上海麥索照明設計咨詢有限公司金珠女士提供。、大連國際會議中心(圖12)。后者因基地較寬敞，在路邊設置成排的投光燈，每桿燈柱上安裝多個經計算的不同角度的投光燈，不斷變換著投向建筑的泛光色彩，美輪美奐。

與文化建筑的活躍多彩不同，簡潔、高效和理性的外觀照明更符合人們心目中的辦公建筑印象。如漕河涇現代服務業集聚區(圖13)、廣州利通大廈(圖14)、上海虹橋凌空SOHO(圖15)等的夜間照明就是純白光為主、以簡潔清新的風格緊扣立面特征設計的。

圖13 漕河涇現代服務業集聚區夜晚實景Fig.13 Night View of Caohejing Cluster of Modern Service Industry

圖14 廣州利通大廈夜晚實景Fig.14 Night View of Guangzhou Litong High-rise Building

圖15 上海虹橋淩空SOHO夜晚實景Fig.15 Night View of Guangzhou Shanghai Hongqiao SKY SOHO

3 遠整體、中細節、近層次

具備層次的燈光才能如具備細節的建筑一般經得起時間的檢驗，“遠整體、中細節、近層次”是建筑外觀照明設計的第三要義。在確定整體照明基調后，遠觀須從城市尺度和整體感上表現建筑最具地標性的特征，中觀則從街道尺度側重表現立面細節和材料質感，而近觀需注重刻畫燈光和空間的層次并營造氛圍。

廈門悅海灣國際酒店遠看有著勾勒輪廓和形體的動態泛光曲面；中觀展示了頗具特色的立面飄板和屋面等造型；近觀則是裙房(圖16)立面穿孔花紋鋁板之后和不銹鋼管之間透出的LED動態燈光圖案，以及大堂空間富有層次的內透燈光所顯示的建筑細節和溫馨舒適的氛圍。即使是理性的辦公建筑，反映建筑細節特征的照明設計也更為耐看和不至于過于冷峻(圖17)。

圖16 廈門悅海灣酒店主入口效果圖Fig.16 Perspective of the Main Entrance from Podium of the Yuehaiwan Hotel at night

圖17 大樓頂部局部細節夜景Fig.17 Detailed View of the Building at night

4 材料特性與構造設計

不同的燈具具有不同的配光特性。如有的投光燈光線分布角度較大、有的較小；廣角類燈具效果較均勻，但不適合做遠距投射;窄角類燈具較適合做遠距離投射等。燈具不同的入射角度也會影響最終效果和被照材料的表面特性。配光特性由照明設計師負責(包括燈具的外型、材質、防塵、防水等級等)，建筑師需要大致了解并配合尋找匹配的布置和構造方式。

比如，材料表面的反射與透射特性等會影響光線入射角度的選擇和最終的泛光效果。一般來說，拋光不銹鋼的鏡面反射就易形成光斑和眩光，拉毛鋁板則可能是漫反射或混合反射。又如，對于粗糙表面的混凝土板或陶板，設計師可以通過調整燈光入射角度來強調或弱化材料的質感特征(圖18)，避免眩光和減少光資源的浪費。

此外，材料的色彩明度也影響著照明設計的效果。在同樣的照明條件下，淺色與深色墻面上的光斑效果差異明顯(圖19)。

圖18 弱化質感與正面的光線(a)、強化質感與側面的光線(b)Fig.18 The Light from the Front to Weaken the Texture of Material (a)The Light from the Side to Strengthen the Texture of Material (b)

圖19 淺灰墻面上的光斑(a)、深灰墻面上的光斑(b)Fig.19 The Light Spot Effect on the Pale Gray walls and the Dark One

很多時候，設計師需要借助現場燈光實驗來確定照明方案。阜陽市科技文化中心外墻的穿孔鋁板孔徑13、孔距20、穿孔率38.3%。在選擇采用定制LED燈珠嵌入式照明方案后，設計師先是對類似孔徑和孔距的鋁板幕墻建成效果進行考察，又結合基地觀賞視點分別對150 m、150～500 m、500～720 m的不同視距(圖20)進行樣板實驗(圖21)以確定最佳的燈距。選定布燈孔距后，照明設計師又對LED燈的安裝固定方式進行比較選擇(如卡扣式固定、拉鋼絲固定、膠粘固定)。最終在綜合造價和耐久性等因素后確定采用嵌入鋁板加膠粘式固定方式(圖22)，尤其是透明的線路對室內外望的觀感影響極小。

圖20 基地視距分析圖Fig.20 Range of Visibility Diagrams in the Site

圖21 樣板實驗照片Fig.21 Photos of Aluminum plate model test on light hole distance

圖22 LED燈具安裝固定方式研究Fig.22 Study on Installation and Fixation of LED Lamps

玻璃幕墻的泛光構造方式較多，如常見高層主樓頂部檐口的幕墻漸變背透光，常采用在玻璃幕墻和背襯穿孔鋁板之間安裝燈具(圖23)，鋁板的穿孔率配合泛光的漸變效果。如阜陽市科技文化中心的科技館挑臺區域斜面玻璃幕墻需要將燈具隱藏在幕墻后又能達到自下而上由亮漸暗的效果，于是設計師在玻璃表面施以漸變彩釉(圖24)。否則，不僅達不到預想的漸變效果，還可能因強光造成眩光干擾。

圖23 玻璃幕墻后背襯鋁板前安燈Fig.23 Install lamps on the back of the glass curtain wall and the front of the backing aluminum plate to achieve the gradient effect

圖24 彩釉玻璃幕墻后安燈Fig.24 Install lamps on the back of the glaze glass curtain wall to achieve the gradient effect

圖25 玻璃幕墻鋁質裝飾飄板構造節點圖Fig.25 Construction details of the decorative floating board of the hotel’s curtain wall

又如廈門悅海灣國際酒店主立面(圖2)的裝飾飄板照明構造節點，需要同時滿足建筑外觀藝術效果、避免室內的眩光影響和符合防水構造要求(圖25)。

由此可見，照明的構造設計必須與土建和幕墻專業配合，因此建筑師與照明設計師合作的時間點十分重要。從本人實踐經驗出發，筆者傾向認為以初步設計為最佳介入點，最遲不得晚于施工圖中期幕墻方案確定之前。否則，后補的照明設施在白天就可能露明而成敗筆。

5 結語

總之，照明設計師在進行建筑外觀照明設計時，一定要從整體出發，為表現建筑而設計照明，避免為“亮化”而“亮化”。但愿在建筑師和照明設計師的共同努力下，城市建筑的夜景照明會更加美好。

[1] 面出薰.都市與建筑的照明.大連：大連理工大學出版社，2013.

[2] M·戴維·埃甘，維克多·歐爾焦伊.建筑照明.第2版.北京：中國建筑工業出版社，2006.

[3] 城市夜景照明設計規范：JGJ/T 163—2008.

[4] 城市建筑泛光照明設計.https://wenku.baidu.com/view/0731a268f46527d3240ce0fe.html?qq-pf-to=pcqq.c2c.

[5] 建筑物外觀夜間照明設計步驟.https://wenku.baidu.com/view/cc026c1fcfc789eb172dc83d.html?from=search.

[6] 張露.建筑物立面照明的設計介紹.https://wenku.baidu.com/view/d6e16d0652ea551811a68702.html.

[7] 建筑室外燈光藝術設計.https://wenku.baidu.com/view/e70e1035e2bd960590c677ff.html?from=search.

[8] 建筑照明設計的文化表意.http://www.docin.com/p-1291978405.html.

[9] 常見的建筑照明設計步驟及要點.http://www.jiwu.com/news/2627651.html.

[10] 寫字樓外墻泛光照明設計.https://wenku.baidu.com/view/78ee434b6c175f0e7cd137bb.html?from=search.

[11] 地標建筑亮化設計——南京紫峰大廈亮化.http://blog.zhulong.com/u10704727/blogdetail7699968.html.

[12] 關于城市規劃中亮化工程建設的探究.https://wenku.baidu.com/view/a78930737ed5360cba1aa8114431b90d6c85897 a.html?from=search.

DiscussiononArchitecturalExteriorLightingDesignBasedonEngineeringPractice

ZHONG Chengxia
(YARKArchitecturePlanningConsultantsEngineeringDesignGroup,HangzhouBranch,Hangzhou310000,China)

According to the present situation where the original conception, characteristics and meanings are neglected in view of exterior lighting design of urban architecture, focusing on personal engineering practice and some others’ project cases, the article presents main areas from conception to specific technical countermeasures and tries to express design regulations and experience which is based on the practice(including principles of ideas and technical measures), and expects to help designers control the overall presentation of architectural lighting design.

holistic view; characteristics and meanings; material properties; structural design; engineering practice; architectural exterior lighting; design

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2017.05.026