對于建筑景觀照明設計中光源光譜與環境作用關系的分析

張紅云

（廣州市泓博照明設計顧問有限公司 廣州 510000）

0 引言

在建筑景觀的設計中，對照明光源的設計也是一個重要分支，研究的方向從以亮化景觀為目的的定性研究轉變為更加具有科學依據的定量研究，使得建筑景觀中的照明設計可以找到量化的數據指標。

在已經建成的建筑景觀中，照明設計參差不齊，照明效果差、照明不能完整展示建筑景觀、光污染、能源浪費等問題較為常見，在進行建筑景觀照明設計時，設計師對照明知識與光源光譜知識的缺乏導致設計出的照明效果較差，不能夠對建筑景觀進行較好的展示。

在進行照明設計時較多的采用白光作為光源，光譜較為豐富的光源也是不錯的選擇，這類光對建筑景觀的再現性好，且與自然光較為類似，可以使得建筑景觀的表現形式較為自然，而光譜較為匱乏的光源的照射效果不理想，會使得建筑映射失去其固有色。

建筑景觀自身的顏色和照射光源的顏色需要搭配呼應，才能夠給人以視覺享受，且需要與白天中建筑景觀的呈現相互搭配，營造整體氣氛，所以進行建筑景觀照明設計時需要進行整體把握，需要明確光源光譜和環境作用的關系，達到可以對照明效果有一個準確的預測。

1 建筑景觀與傳統光源的作用效果

在進行建筑景觀的設計過程中，要想做到較為精確的預測，首先需要了解物體色和光源色，照明的主要設備多采用LED燈，而較小的單色光源一般作為輔助裝飾照明使用。

物體色主要指的是光投射到物體上所展示出的顏色，而光源色指的是用色溫或者色表來表示的光源的顏色，而常說的固有色就是指在日光之下的顏色，通常作為標準使用。物體色和光源色相互作用所呈現出景觀的照明效果，一般采用光譜進行描述更加的準確，照明設計效果直接受到光譜相互作用的影響。

而光譜的反射受到不同建筑材質的影響差異巨大，為了明確光譜反射曲線的變化趨勢，選取一種材質樣品作為研究的對象進行研究，其綠色光譜反射曲線如圖1所示。

圖1 物體光譜反射曲線

選擇自然光源、LED光源和單色光譜光源進行照射，可以得到如圖2的效果。從圖中可以看出，自然光的照射效果較好，作為參考進行分析，LED燈也有較好的照射效果。

圖2 不同光源反射后光譜

2 單色光譜與景觀的相互作用

單色光通常指具有較小的半峰全寬的飽和度較高的光源，在建筑景觀照明設計中，通常采用單色光作為輔助照明使用，設計師需要注重應用的場景和氛圍，對單色光源應用合理可以起到烘托氣氛的作用，反之，不合理的應用會導致對建筑景觀的展現失真，效果較差。

圖3為單色光與相應物體反射后的光譜圖，從圖中可以看出單色光的光譜比較窄，當單色光與建筑景觀中的物體相互作用時，也在較窄的波段范圍內波動，圖4為單色光光源色和相應的光源照射物體色，從圖中可知，建筑景觀物體在單色光的照射下的物體色非常接近單色光的光源色，這就使得建筑景觀的展現形式與自然光下的展現形式差異巨大，不能夠真實的展現景觀的本質特點，建筑景觀中只使用單色光，建筑景觀只能夠展示為光源色，不能夠給人以良好的視覺體驗，再現效果較差，因此，單色光只能夠作為輔助光應用于建筑景觀的照明中，也可以在進行重塑景觀的時候進行使用。

3 光源光譜純度與建筑景觀的相互作用關系

不同純度的光源與建筑景觀相互作用時能夠產生不同的照射效果，其影響按照一定的規律變化，圖5為峰值為530nm的光譜與景觀相互作用后的建筑物景觀所反射的光譜圖。

4 光譜反射曲線

圖3 單色光譜光源與物體反射后光譜

圖4 單色光光源色及光源照射物體色

圖5 FWHM從30nm變化到180nm

為了研究不同的光源照射后建筑景觀物體的物體色變化的規律，對建筑景觀物體的光譜反射曲線進行了改變，分別設計出五條不同的光譜反射曲線，有物體光反射譜曲線到等能反射譜曲線之間變化的不同程度的曲線，五條曲線如圖6所示，建筑景觀物體在這五條曲線和自然光源照射下的色度變化如圖7所示，從圖中可以看出，在等能光譜曲線的光的照射下，建筑景觀物體的物體色與照射的光源色能夠保持良好的一致，隨著光譜反射曲線幅度的逐漸增加，建筑景觀物體與光源光譜之間就具有越來越明顯的相互作用關系，且使用不同的照射燈光對結果也影響較大，使用LED燈對建筑景觀物體進行照射時，會發現建筑景觀物體的物體色接近于參考色度。

圖6 光譜反射曲線

5 結論

圖7 不同光源照射下色度變化

在建筑景觀中的照明設計中，設計人員首先需要對光源光譜與環境的作用關系進行系統的理解，建筑景觀在夜間的照明效果取決于照射的光源、被照的物體以及環境三者共同作用，使用傳統的光源進行光譜分析并與不同照射光源進行光譜的對比分析，對不同光源對建筑景觀物體的照明效果進行綜合分析，得到影響建筑景觀照明效果的因素，并對單色光光源光譜也進行了分析，當使用單色光對建筑景觀進行照射時，建筑景觀會呈現與單色光相同的物體色，對于單色光的采用應該慎重，單色光不能夠很好的還原建筑景觀，可以作為輔助照明或者點綴照明使用，在一定的情況下可以對建筑景觀進行重塑，通過對建筑景觀照明中光源光譜和環境的相互作用關系研究后可以得到幾條結論如下：

（1）想要對建筑景觀有較好的還原性，需要采用光譜較為豐富的光源進行照射，因為光譜對建筑景觀的作用可以看作是減色的過程，而光譜較為豐富的光源對于建筑景觀物體的減色作用較弱。

（2）當使用單色光源光譜對建筑景觀物體進行照射時，減色作用大大增強，能夠使得景觀物體反射的光色與光源色一致。

（3）當采用不同純度的光源進行照射時，建筑景觀物體反射的顏色會發生相應變化。

（4）建筑景觀物體進行光反射時，反射出的顏色會向著飽和度強的方向，其中包括建筑景觀物體本身固有的飽和度和光源的飽和度，如果兩者都較強時，無法對照射效果進行有效的預測。

在實際建筑景觀設計時，對于光源的選擇范圍更廣，因為人類的感知有時并不一定能夠準確感受到微小的變化，但是如果設計燈光使用偏差較大，會造成較差的整體呈現效果，令人無法接受，設計師在進行建筑景觀燈光設計時，一般情況下考慮使用自然光對景觀物體進行真實的展現，需要景觀物體呈現與白天不同的效果時才可考慮運用單色光為主光進行照射。