夜景照明的设计方法(1)

夜景照明的设计方法

【摘要】夜景照明是艺术与技术相结合的照明方式。本文以夜景照明的设计程序为主线，介绍夜景照明的设计方法及设计步聚。阐述了在夜景照明设计过程中可能遇到的某些问题及其解决方法，注重对不同建筑，不同环境条件下的表现手法的选择。

【关键词】观察主方向内透光照度光束角CAD 3DS 等光曲线对某一建筑物来说，夜景照明能够表现建筑物的特征，突出建筑物的形象，增加建筑物的艺术感。对城市来铄，它能够在夜间展示城市的美感和城市的文化风貌，为社会提供明亮的环境。近些年，随着我国城市基本建设的兴起，一座座现代化建筑拔地而起，它们使城市呈现出崭新的面貌。同时，建筑的夜景照明在我国的城市建设中悄然兴起，不仅一些大型建筑要求进行夜景照明设计，一些中小型建筑，出于其使用功能，或环境要求，也需要考虑夜景照明设计。夜景照明的重要作用已使其成为现代城市文化中不可缺少的一部分。

我在近些年的实际工作中，了解了一些夜景照明的设计思想及表现手法，下面就夜景照明的设计步聚及设计方法作如下介绍。

一、对建筑物进行观察和构思

夜景照明做为一种技术手段，存在着内在规律，只有充分了解这些规律，掌握必要的原则，才能在设计中合理的利用表现手段，创造出满意的效果。

(一)在设计之前，首先应确定观察的方向。观察建筑物时，可从几个方向进行观察。为了设计夜景照明，可把其中一个方向定为主要观察方向。

1、根据观察的主方向，决定照明方案。因为一般来说，投光方向与视线方向交叉，可以使建筑物产生好的立体感，所以确定观察主方向对于确定照明方案十分必要。

2、确定观察的主方向后，来决定观察的距离，此距离大小决定了能否看清建筑物立面细部的多少与深浅，以便设计者策划在夜景照设计中应主要表现建筑物的哪些部分，采用什么表现手法。同时，还必须全面了解建筑的有关情况。每座建筑的使用功能，建筑轮廓，建筑风格，周围环境，表面材料不同，夜景照明对其表现手法自然也不同。设计师应尽可能利用建筑物的结构特点及其它实际情况，合理布置灯的数量和位置。

(二)通过夜景照明弥补或改善建筑物在日间的形象，从而在夜间重塑形象。夜景照明和自然光下的建筑物所产生的效果会有很大不同。自然光是指向性很强的日光和天空漫射光的组合，日光从上至下照射建筑物，且在一天之中照射角不断变化，建筑物给人的感觉也会随之变化。而夜景照明中，对一建筑物的哪一部分应做强化表现，哪一部分应做弱化表现或根本不表现，灯光应从哪一角度投射，光强和颜色应如何选择都取决于设计者的意识。所以应该充分发挥夜景照明本身的特点，通过采取必要的表现手法，重新刻划，塑造建筑物的形象。

(三)进行艺术创造，突出建筑物的形象。建筑物的夜景照明的基本目标是创造完善的造型立体感，反映出建筑物的艺术风格和功能特点。不同类型的建

筑物应具有其独特的视觉气氛，让人很快地知道它的功能，并获得感知上的愉悦，设计师应着重突出建筑物有特色或艺术感较强的地方。在高明的设计师眼中，建筑只是一个素材。如何刻划这一素材，刻划其哪一部分，如何发挥创造力，则要依赖照明设计师自身的功力与素养。

二、选择正确的表现手法

对于下列不同因素，夜景照明所应采用的表现手法。

(一)建筑物的使用功能。对于不同使用功能的建筑，在设计其夜景照明时，对灯光高度，色彩，色调，灯位布置要做不同的处理。例如，对商场，舞厅的设计，可以色调明亮，色彩绚丽一些，使之更加吸引人。以激发出消费者的购物，娱乐愿望。而对政府，机关的写字楼，纪念性建筑则要注意气氛肃穆，色彩庄重，格调典雅。

(二)建筑物的轮廓。如果建筑物的外形轮廊比较丰富，那么可以用轮廓灯，霓虹灯管或光纤来勾划建筑物外形。有时此方法也可与泛光照明配合使用。

(三)环境与背景。环境与背景决定着建筑物立面照明的效果。

如果建筑物周围有障碍物，它可能会遮挡住灯具投射的光线，但它也可以隐蔽工具。设计要正确处理灯具和障碍物的关系。以附图1为例，建筑物周围的树木，围栏可以形成灯具的隐蔽物。在树木，围栏后布置灯具，这样做可以有以下两个好处：

1.灯具不会被看到，使环境整齐，美观。

2.树木和围栏可以现出背面的光背景轮廓，从而增强人们对光的深度的感觉。

在进行建筑物夜景照明设计方案时，如建筑物附近有水面，如湖泊，河流等可予以利用。此时，被照明的建筑在水中映出倒影，显得情趣盎然。但是，在布置这种灯具时，应注意以下几点： 1.光线不能与水面相接触，水面必须保持绝对的暗；2.光线设置应尽可能越低越好，这样才能使光束尽量平射或向上斜射；3.水面必须清洁，否则会使反射光减弱，并使反射出的建筑物的形状变形。

如果建筑物和环境的背景是暗的，那么只需要比较少量的光就能使建筑物比背景亮。如果建筑物附近有其它建筑物在夜间亮着灯，此时，亮背景就需要较多的光线投射到建筑上。这样，才能产生突出的效果。如建筑周围在其它建筑物的立面照明或较亮的光背景，这样就需要有更大量的光线投射到建筑物上。

(四)建筑物的风格。东西方建筑风格各异，在表现其艺术特点时，不宜生搬硬套。例如：屋顶是建筑物整体形象的重要组成部分，将其照亮才能显示建筑物完整的形体。中国古建筑的宝顶和重檐，西方建筑的尖顶和圆拱，都是建筑中的精萃，应予以特别的照明表现。现举出几种方法，仅供参考。

1.在远距离设置灯具，同时照亮立面与屋顶。

2.利用邻近的屋顶在近距离设置窄光束灯具照亮屋顶。3

柱也是东西方建筑中极赋魅力的部分。夜景照明中，多采用两种表现方法突出廊柱的艺术气氛。一是照亮背景，显出柱子的轮廊，呈剪影效果。此法有

时需要补光，减少明暗对比，增加立体感。另一方法是从正面用灯具分别斜射第一根柱子，在相对较暗的背景下将柱体显示出来。

(五)建筑物的表面材料。建筑物的外装修的表面材料，材质，颜色不同，夜景照明的表现方法也会受到影响。对于拥有大面积玻璃窗及玻璃幕墙的建筑，采用内透光的方法更为合适。这是一种利用室内灯光的方法，也可与室外泛光照明结合起来使用。同时，建筑外装修的泛光照明结合起来使用。同时，建筑外装修的表面材料，材质，颜色不同，夜景照明投光的亮度，光强也随之发生变化。这一点详见本文的第三部分——确定照明水平。

三、确定照明水平

通常，建筑主立面及主要部位照度应高一些，照射范围应大一些，而次要部位或非主立面，照度应低一些或照射范围小一些，以达到分清主次，突出主题的目的。CIE及荷兰飞利浦公司推荐了不同材质的材料在环境明暗程度低、中、高三种条件下，室外装饰照明照度建议值。见表1及表2。

四、确定灯位

根据自己的设计原则及表现手法，为达到自己理想的照明效果，确定设置灯具的位置。

(一)建筑立面为平面时，灯具应位于建筑物的斜侧方，光束应倾斜入射到立面上。以利于表现饰面材料的质感，主投光方向与主视线方向之间的夹角以45°～90°之间为宜。若立面有较深的凸凹部分时，θ角应大于60°。如果

表现立面上的装饰结构，θ角应取5°～10°，并配以大量的散射光。请见附图2。

(二)建筑立面为弧形时，为了正确表现建筑的形态，在横向曲面上的亮度变化应是连续的，在竖向上，亮度要大致相同。一般围绕建筑设置二至三个投射点，并尽可能使光束自下向上投射，自下而上形成一条连续的光带。

(三)被照明对角为立方体组合时，投光灯应布置在其平面对象线的两侧，以便在相邻立面上取得适度的亮度对比，从而加强建筑的立体感。如果建筑体量较大，需要沿建筑分散设置多台灯具，那么，就需要视野所及的所有灯具的投射方向要一致。

(四)如果立面上存在线条结构，则应该用光影来表现出这些线条。若是垂直线条，灯具可设置在左右两侧；若是水平线条，灯具应沿一条基准线设置，以上两种情况，都应避免产生宽深的阴影。如果建筑物带有平台，挑檐等遮光部件，并且投光灯又不能拉开很远，这时就需要设置辅助照明，以弱化和消除阴影。

五、选择照明灯具及光源

投光灯具的主要参数有额定光通，最大光强，光束角。灯具的最大光强大小，主要取决于光源。光束角不同，有利的瞄准点也不同，窄光束角的瞄准点远，光束利用率高，适用于远距离，大面积的照明；宽光束角的瞄准点达到一定距离后，光强便减弱了，只适用于近距离，小范围的照明。设计者可结合自己要表现的对象，照度水平，表现手法，布灯位置来选择灯具。

由于夜景照明的灯具大多设置于室外，环境条件较差，所以选择夜景照明灯具时，在满足灯具的光技术特性的前提下，多选择密闭型灯具，密闭性应达到IP55以上，具有良好的防腐性，能在风霜雨雪的恶劣气候条年下保持正常工作，并具有灵活，准确的双向调节瞄准机械和牢固的锁紧装置，便于安装，调试，维护。

表1 CIE/TC5-06技术委员会对室外装饰照明的照度建议值表面材料照度修正系数

环境明暗程度光源类型表面条件

低中高汞灯

卤钨灯高、低压钠灯清洁脏很脏

淡色材料、白色大理石 20 30 60 1.0 0.9 3 5 10

中等颜色石材、水泥、浅色大理石 40 60 120 1.1 1.0 2.5 5 8

深色石材、灰色花岗石、深色大理石 100 150 300 1.0 1.1 2 3 5

浅、黄、砖 30 50 100 1.2 0.9 2.5 5 8

浅、棕、色、砖 40 60 120 1.2 0.9 2 4 7

深棕色砖、粉红色花岗石 55 80 160 1.3 1.0 2 4 6

红砖 100 150 300 1.3

深色砖 120 180 360 1.3 1.2 1.5 2 3

装饰混凝土 60 100 200 1.3 16.2 1.5 2 3

油漆面层、彩色挂板 200 300 600 1.2 1.0 1.5 2 2.5 光泽表面 60～70%

红—棕—黄—蓝—绿

120 180 360 1.3

1.0 1.0

1.3

1.5 2

2.5

光泽表面 60～70%

红—棕—黄—蓝—绿 40 60 120 1.2

1.0 1.0

1.2 2 2 7

光泽表面 60～70%

红—棕—黄—蓝—绿 20 30 60 1.1

1.1 3 5 10

表2 荷兰飞利浦照明手册照度推荐值建筑物表面照度（lx）

环境

材料类型条件不亮较亮很亮

白砖相当清洁 20 40 80

大理石相当清洁 25 50 100

亮颜色的水泥或石头相当清洁 75 150 300

黄砖相当清洁 75 100 200

音颜色的水泥和石头相当清洁 75 150 300

红砖相当清洁 100 150 300

花岗岩相当清洁 100 200 400

红砖脏 150 300 ——

水泥很脏 150 300 ——

六、确定灯具数量，进行照度计算

计算分两步进行

(一)用流明计算法，估算投光灯台数

一般常用的计算公式是：

N=E·A/UF·K·F

式中：E—水平平均照度Lx；

A—被照面积m2；

UF—所用灯具的利用系数，

通常取0.3～0.5；

K—减光系数，一般取0.5～0.8；

F—灯具的光通量Lm；

N—投光灯台数。

(二)用逐点计算法来核算照度：

逐点法的原理，是利用反平方定律，En=Iαβ/D2；从而求得

En=Iαβ·Χ/D3；

Er=Iαβ·

D=

α=θ－ψ

ψ=arctg(Z/X)

β=arctg(Y·cosψ/X)

D—投光灯至计算点的距离；

θ—光轴与地面夹角，其值等于灯具仰角；ψ—P点在X—Z坐标系的投影与地面夹角；X—计算点的横坐标至原点的距离；

Y—计算点的纵坐标至原点的距离；

Z—计算点距灯具的净高；

α—计算点光线与光轴的纵向夹角；

β—计算点光线与光轴的横向夹角；

Iαβ—投光灯射向计算点的光强Icd；En—P点的法线照度；

Eh—P点的水平面照度；

Ev—P点的垂直面照度。

在夜景照明的技术设计和施工设计中必须用逐点法进行计算，由于逐点法要处理的数据量极大，所以多采用CAD设计。

在3DS空间中建立建筑立面的模型，并确定灯位及仰角后，当设计者要求核算某灯具在建筑立面上某一点的照度时，计算机可根据该点在3DS空间所处的坐标，自动确定X，Y，Z；并算出α，β，ψ值，设计者可根据此α，β值在自己选择的该灯型的等光曲线上，找出投光灯射向该点的光强，从而算出该点的水平照度Eh。同理，也可算出其它灯具在该点的水平照度Eh。经统计后乘减光补偿系数K，得出的值，即为该点的实际照度，用此法也可求出此立面上其它各点的照度。经设计者审核后，若照度不均或不能满足设计者要求，可通过调整灯位及仰角，增减或改换灯具及光源的方法修改设计。以达到满意效果。

七、设计电气施工图

以上是我对建筑夜景照明设计的一些粗浅之见，若有不足之处，只做抛砖引玉，欢迎大家批评指正。

参考文献

1.李铁楠《建筑夜景照明》1994年6月。

2.温德智《投光灯照明设计与应用》1997年5月。