建筑物理光学调研报告

建筑物理光学调研报告

调研对象：新型照明技术在建筑环境照明中的应用

调研时间：2012年3月

教学单位：武汉理工大学土建学院

专业班级：建筑节能1001

学生姓名：

学生学号：0121006230103

【摘要】：本文通过对汉街建筑环境照明、景观灯，汉街烟波桥LED彩灯以及晴川阁，首义门轮廓彩灯的调查与研究，阐述新型照明技术在建筑环境照明中的应用。

【abstract】：This article will talk about the use of new light in the build surrounding by discuss han’street, bridge yanbo and qingchuan’ge.

【关键词】：武汉汉街建筑照明，烟波桥LED景观灯，新型照明技术，建筑环境照明应用

【main word】：wuhan han’street building, LED using at bridge yanbo, new light, build surrounding.

【正文】：

I、概述

1．1、建筑物环境照明

建筑物的夜景照明，最常用的有泛光照明、轮廓照明、内透光照明等。

建筑立面的泛光照明就是用投光(泛光)灯按设计计算的一定角度直接照射建筑物立面，重塑建筑物的夜间的形象。其效果不仅能显现建筑物的全貌，而且能将建筑物的造型，立体感，饰石材料和材料质感，乃至装饰细部处理都能有效地表现出来。

泛光照明不是简单地重现建筑物的白天形象，而是利用投光照明的光、色、影的手段，重塑建筑物在夜间更加动人、俏丽、雄伟壮观的形象。

建筑轮廓照明就是用线光源(串灯、霓虹灯、美耐灯、导光管、LED光条、通体发光光纤等)直接勾画建筑轮廓。用窄光束光照射建筑物边缘也可起到勾勒轮廓的作用。

泛光照明轮廓照明

内透光照明就是利用室内光或装置在特殊位置的灯具从建筑物内部向外透射光线，形成玲珑剔透的夜景照明效果。

内透光照明

1.2、道路桥梁照明

现代的大桥多系现代化的钢索斜拉桥，有双塔斜拉、单塔斜拉。斜拉桥的外形特色在于拉索。大桥的照明将以重点突出这一特色为主，用不同的灯具及匠心

独具的艺术手法，一架硕大的竖琴屹立在大江、大河之上。

为了烘托大桥的节日气氛的整体效果，在桥上两旁沿马路，每4-5米可以放置1个艺术灯具，使之链成一条闪光的珍珠项链。

武汉长江大桥

武汉长江二桥

1.3、新型照明技术

目前，新型照明技术主要包括LED光源，半导体光源等新型、节能灯具的照明。在照明效果，节能等方面拥有明显的优势。

II、实例分析

1、武汉楚河·汉街建筑物环境照明

建筑物立面泛光照明是使用投光器等照射到建筑物的立面，使其亮度大于周围环境亮度，以充分显示建筑特色的一种照明方式，简称泛光照明或立面照明。大型公共建筑纪念碑、门、塔、大桥等均可依赖于泛光照明来塑造它们的夜间彤象。泛光照明艺术效果奇特，它一般可比传统的彩色灯串节电约50 上。搞好建筑物泛光照明，不仅可美化夜景，且能促进经济发展，繁荣旅游事业。

一般来说，建筑夜景照明中使用的光色可分为白光和彩光（色光），其中白光又包括6000K左右的冷白色调的光（如日光色荧光灯、高压汞灯等发出的光），4000K左右的暖白色调的光（如金卤灯等发出的光）和2000～3000K的暖黄色调的

光（如白炽灯、高压钠灯等发出的光）；彩色光则包括通过使用彩色光源或彩色滤光片而获得的各种色相的彩色光。

通过对武汉楚河汉街建筑的调研及相关资料的整理发现，建筑物泛光立面照明的设计应该遵循以下几点：

①、体现建筑物功能

成功的投光照明在一定程度上取决于对环境场所与被照物的特征研究。要懂得“藏拙”，将有缺陷处尽可任其黑暗而不露。选用白光还是彩光，采用白光中的高色温还是低色温，通常要考虑到周边环境乃至城市夜景的大效果。白色光具有相当强的表现力，能够有效的提示建筑物的形象特点，表现建筑物自身的风格。对于商场、步行街、游乐场等商业或文化娱乐建筑往往使用彩光或局部彩光照明来创造繁华、活跃、热闹、兴奋的色彩氛围，充分吸引人们的注意力。例如汉街的各商业门面房，多采用高色温的彩色光营造繁荣的商业气息，体现武汉中央文化区的内涵所在。

这两栋商业建筑采用彩色的泛光照明技，不仅体现了独有的建筑风格，从一定程度上突出了自己的特色却又避免了立面上的施工缺陷（如图1）。在氛围上，与周边的商业环境相辅相成，将游客的眼光充分的集中到自己的身上。

②、合理地使用色光

色光照明能创造热闹、活跃的气氛，也可以营造宁静、安详的氛围。这不仅与光色的选择有关，也与照明方式有关。若使用合理，则可以收到无色光照明所难以达到的照明效果。否则，美感一定会大打折扣，甚至破坏景物的风格。“灯红酒绿”式的“豪华”所追求的点缀，往往是缺少文化品位和独特情趣的表现。通常情况下，建筑表面所使用的颜色不超过4～5种，通常以偏暖色调如橙色、黄色比较常见，且效果良好。此外，也有若干较艳丽的色彩如浅绿、淡蓝、粉红等。若选用冷色调如白色、蓝色，则应提高照度，其中蓝色光尤应慎用，用得不好会造成昏暗压抑、死气沉沉甚至阴森恐怖的不良效果。当然，不同的色光建筑本身的立面颜色相适应，免得造成对比度大等“四不像”的尴尬局面。

在我看来汉街的大部分建筑在色光的选择上都是比较合理的。汉街的主要建筑形式是仿古武汉建筑，在外立面上大部分为黄色涂料或者清水混凝土。黄色的，白色的以及部分暖色调的泛光灯在建筑的夜景景观照明上体现出了不能代替的功能。

但是从另一方面来说，汉街众多的商业建筑基本全部采用了立面泛光照明的技术手段，这就造成了整体效果上的不协调、不成熟。这种灯红酒绿或许提高了商业步行街的品味，但是作为武汉中央文化区的定位，却显得有些美中不足。

③、注意建筑材料的光学性质

由于建筑物原来材料的色彩（即固有色）与投射的色光会有叠加效应，因此要慎重使用色光的投射，避免近似补色光的投光。如对红砖墙投以绿光会变得暗黑，对偏蓝、绿的外墙投以黄橙色光会变得灰浊，对偏冷色的墙面投以白光会变得明亮、清爽。所以在选用颜色投光时，对色光的颜色要选用得当，事先作一

些光色试验。

一般说来，建筑在夜间照明中的形象与白天相比有很大的不同，这是人工照明条件与自然光照明条件的差异造成的。在光线的投射方向上和强度上，夜间投射光的方向和强度一般是固定不变的，白天太阳光的方向在变化；在投射光的颜色上，夜间投射的色光与建筑物原来的色彩产生叠加效应，白天太阳光则不产生此类效应；在投射的客体上，夜间照明的客体是特定的，白天太阳光照射的客体是普遍的。为了使夜景照明取得理想的艺术效果，要十分注意投光的角度、建筑物表面的粗糙程度。因此在建筑立面的泛光照明技术应用中要做好采光灯照度以及建筑物立面材料反光照度的相互协调与配合试验，以求最好的效果。

2、武汉楚河烟波桥LED采光灯

“楚河”贯穿楚河汉街项目的东西，宾客泛舟河上，可一览“两岸灯火阑珊、楼光树影璀璨”的美景。楚河之上建有四座跨河桥，沿楚河自东向西形成“时间轴”，分别表达古典、近代、现代及超现代风格。其中，最西边靠近沙湖的烟霞桥正是代表未来的“光之桥”。

烟霞桥的LED夜景照明采用了世博轴阳光谷使用的LED景观星光灯和LED 智能控制系统。是目前武汉市LED景观照明中应用领先技术最多、技术难度最大、且使用LED景观灯具和智能控制数量最多的项目，代表了行业领域内的世界领先水平。

【图：武汉楚河汉街烟霞桥夜景效果图-流光溢彩】

烟霞桥的造型比较独特，桥身上方不规则的扭曲造型营造出无限延伸的空间感和未来感，而为了在夜晚也体现出该桥代表未来的建筑特征与内涵，其夜间形象的表达采用突显未来感的超现实艺术效果，点缀桥身的LED星光灯在夜间形成巨幅扭转屏幕，变幻出各种色彩和图案，极具魔幻般的艺术表现力，并与周围的商业气氛交相呼应，流光溢彩绽放未来之光。在艺术场景效果制作中，难点在于扭曲凹凸的异形表面不同于普通平面，如果异形表面直接播放艺术场景，会产生视觉变形。然而使用科艺华LED智能场景编辑系统，可以在桥体的逼真三维布灯图上设计效果，轻松校正扭曲和变形，实现全角度的三维预览，其后将制作生成的效果文件导入控制系统，便能让烟霞桥如愿呈现出动态流畅的炫彩变幻效果，如烟如霞，给大家带来视觉震撼和享受。

烟霞桥使用的LED景观星光灯PE01：造型简洁优雅、小巧精致;铝合金灯体表面做了氟碳喷涂处理，具有耐盐雾抗腐蚀的作用;一体化的散热结构设计，确保了LED发光效率和使用寿命;进口的RGB三合一LED，色彩纯正，内置控制芯片，实时控制渐变、闪耀、文字、丰富的图像效果;由于星光灯体积小，配合先进的植钉工艺技术，使得灯具与钢结构融为一体，便于施工及维护，并保证了建筑整体的美观性。

（烟波桥LED灯光实景）

光之韵，跨越历史，绽放未来，光之桥，始于现在，通向希望。这座烟波桥，如同武汉这座城市，沉淀文化，孕育繁华，而其中从古至今走向璀璨未来的桥梁，象征着武汉经历历史的蜕变，不断脱胎换骨，迎来崭新的明天!

3、武汉晴川阁轮廓照明

如今在中国的很多城市，著名的古建筑已经成为一个城市标志性建筑，然而古建筑夜景照明的质量直接影响着其对该城市历史文化内涵的展示，直接关系着当地旅游业和商业的发展。以武汉晴川阁为实例，简要介绍现代新型照明技术在古建筑夜景照明中得应用。

晴川阁，又名晴川楼，位于武汉市汉阳区晴川街，坐落在长江北岸、龟山东麓的禹功矶上，北临汉水，东濒长江，与黄鹤楼夹江相望，江南江北，楼阁对峙，互为衬托，蔚为壮观，有“三楚胜景”之称。晴川阁所处地理位置独特，位于武汉“两江四岸”景观灯光的核心区，与蛇山上黄鹤楼隔江相望，与晴川饭店和龟山上的电视塔相邻;武汉长江大桥雄踞其中，成为连接晴川阁和黄鹤楼的重要纽带，这组建筑交相辉映，使江城凭添一道举世无双的自然和人文景观长廊。因其观赏角度多变，在照明的需求上就显得尤为重要。

晴川阁的主要美感源自其错落有序并层次分明的造型和丰富的细部结构，这就决定了必须作具体到位的细部刻画。

由于建筑本身的丰富色彩，因此在夜景照明设计上应慎用彩色光, 以保证尽可能突出原有建筑的色彩, 避免由于色光而增加过多其它色彩。本项目屋面采用白色光，与黄鹤楼形成金银色搭配，屋面以下选用暖白色光，以展现建筑原貌。因此，经过充分的论证，晴川阁采用了现在的这个照明方案。就是采用直视照明法解决屋面照明的难点，就是把LED作为直视发光体应用在屋面上，将若干颗小功率LED芯片嵌装在异形灯具——瓦片灯内，并成批安装于屋面结构上。

完工后的晴川阁夜景照明效果与原设计效果预想基本一致，不仅展现了古建筑丰富的形态特征，更完美诠释了古建筑独特的结构特点。灯具与建筑的完美隐蔽与融合，对白天的建筑景象基本毫无影响。夜幕下的晴川阁巍峨壮观，气势不凡，与对岸金碧辉煌的黄鹤楼遥相呼应，相互映衬，共同构筑了龟蛇景观长廊，成为令人向往的标志景观。

（晴川阁夜景，轮廓照明实景）

III、总结

新型照明技术采用泛光照明等方式让建筑物立面亮起来，是创造和美化城市夜景的重要方式之一。这种照明方式不仅仅可照亮建筑物的立面，同时通过照明设计师的精心设计，还可创造出比白天更诱惑的感人效果，层次分明，强调和突出建筑物的个性。

新型灯具的色温可以在很大范围之间灵活选择，显像指数较高，发光颜色更接近于自然光。新型灯具光源利用率高，发光角度同灯具的发光角度可保持一致，因此灯具大部分的光是直接照射到指定区域，只有很少一部分是通过反射，因此光源利用率高。因此，新型照明技术在建筑物环境照明中体现了越来越重要的关系，并且也将引领着另一个照明时代的到来。

【参考文献】：

1.中国设计师网

2.华鼎光电

3.阿拉丁照明网

4.《建筑照明设计标准》

5.《现代建筑照明》