园林夜景照明规划设计要素与方法

段 然，杨春宇，向奕妍

(重庆大学a.建筑城规学院;b.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)

0 引言

园林夜景照明在景观照明的基础上发展而来，在进行规划和设计时，需要满足园林夜景的功能性和艺术性，还需要考虑到技术性及科学性。植物是园林景观中不能移动的有生命要素，是白天景观形成的基础，也是表现力极强的夜间标志，最能增强园林在夜间的可识别性。在园林夜景照明中，植物成了人工光源的重要载体，夜景照明每天延长的3 小时光照量，打破了植物原本的生物节律，造成了园林植物生理生化指标紊乱甚至枯萎死亡。园林植物自身的艺术魅力无法展现，同时增大了园林维护的经济投入。目前对园林规划设计方面的研究较多，但缺乏园林夜景照明方面的研究。

目前园林植物夜景营造方式单一，对人工光源与植物生长之间的关系缺少研究。人工光源光照强度、光谱能量分布及光照时间都会对园林植物的生理生化指标产生影响。本文结合园林植物夜景照明实际情况，从人工光源光谱能量分布、光照强度及光照周期三方面分析对植物的影响，为园林夜景照明设计提供理论基础。

1 园林植物夜景照明规划设计要素

园林植物是风景园林中重要的景观组成要素之一，与园林中的地形、水体、建筑等要素共同构成丰富多彩的园林景观。在遵循景观生态学的基础上，总结已有研究成果，借鉴实践经验，探索性地提出园林植物夜景照明规划设计的要素。以人工光源光谱能量分布、光照强度及光照周期为主要因素进行分析，得出园林夜景照明的技术参数与设计方法。

1.1 人工光源光谱要素

经过调研，园林夜景照明的人工光源主要为金属卤化物灯、高压钠灯以及LED 灯等，进行实验室光谱能量测量，得出光源光谱能量分布图(图1—图4)。荧光灯光谱能量分布在较宽的波长范围内，常应用于草坪的功能照明，应用范围较小。金属卤化物灯显色性高，是目前园林照明的主要光源之一，主要应用于乔木及灌木的照明。高压钠灯光谱分布呈线性分布，且色温较低，在园林照明应用中具有局限性。白光LED 光谱较纯，且使用寿命长，发光效率高，发热少，是目前园林照明中较为偏重的光源。

图1 D65 荧光灯光谱能量分布

图2 金属卤化物灯光谱能量分布

图3 高压钠灯光谱能量分布图

图4 白光LED(6 500k)光谱能量分布

人工光源的光谱能量分布、光照强度及光照周期都会影响园林植物的生长。植物光合有效辐射的波长范围为400～700nm(图5)。植物只能接收一定量特定波长的光谱能量进行光合作用，其他波长和过量的特定波长的光对植物生长并没有明显影响。

因此，在园林植物夜景设计中，降低对植物干扰，可选择对植物生长影响较小的人工光源光谱进行照明，如高压钠灯及金卤灯。如需要对园林植物形态、颜色及生长周期进行诱导，可选择白光LED 灯，或配光后的LED 光源。

图5 植物光合有效辐射图谱(PAR)示意图

1.2 人工光源光强要素

植物根据光照强度不同调节自身适应性。由于植物对光照强度的需求量不同，将植物划分为阳性植物、阴性植物和中性植物。处于强光环境，植物产生一系列生化反应对抗过量光能的耗散，过剩光能会引发植物的光抑反应，如植物在正午的强光环境出现“午休"现象，影响了植物的生长和发育。当光强过弱时，植物降低对光能的需求、呼吸速率和光补偿点，保存能量。夜景照明应遵循植物需光特性选择光源强度，不同需光能力植物的光饱和点与光补偿点不同，在植物学领域，研究工作者常采用光合测定系统测定植物的光响应曲线。根据光响应曲线，读出植物生理作用所需光强值。

1883年v德国J.赖因克发现阳性植物的光饱和点在20 000～25 000 lx，而阴性植物约在5 000～10 000 lx 达到光饱和。阳性植物和向阳叶的补偿点是1 000～2 000 lx，阴性植物和向阴叶的补偿点是100～500 lx。国内研究者李农等指出阳生植物的夜景照明上限应控制在3 000 lx 左右，中性植物的光照强度控制在2 000～1 000 lx 左右，阴生植物控制在300 lx 左右。人工光源进行植物照明，需降低对植物生理生化影响时，可将光照强度控制在光补偿点以下，不启动植物光合作用，如阳性植物控制光照强度1 000 lx 以下，阴性植物300 lx 以下;需对植物进行生理调控时，可将光照强度控制在光补偿点与光饱和点之间，激发植物光合作用，如阳性植物光照强度应控制在2 000～20 000 lx 之间，阴性植物光照强度控制在500～5 000 lx之间。

1.3 人工光源光周期要素

光照周期方面，长时间的光线照射刺激光敏色素传导信号，诱导相关基因的表达，会影响植物的生长。植物叶片通过感知黑夜的长短来适应季节的变化，这也是诱发植物进行落叶和冬眠的信号。延长光照时数会促进植物的生长或延长生长期，影响植物的生理生化指标，扰乱其生物节律，目前的研究中，多由光周期来控制植物开花。光是植物的昼夜周期、季节周期的信号。

光照时间可根据园林植物种类、天气状况、地理条件等进行人工调控。对日照条件较差而破坏园林植物造型的地区，在进行园林夜景设计时，可利用园林夜景照明进行人工光源的光合补光。由于暗期过长而影响园林植物生长形态时，可延长夜景照明人工光照时间，对园林植物进行光周期补光。对于赏花类植物，可根据植物的光周期，进行植物光周期的诱导及调控。参考农作物周期补光，光照强度需求量较低，一般为22 lx 左右。打破原有固定的园林夜景照明时间，更科学灵活地调控园林夜景照明。

2 园林夜景照明的设计方法

根据植物株型进行园林夜景照明划分，园林夜景照明主要分为乔木照明、灌木照明以及草本花卉的照明。

2.1 乔木夜景照明设计方法

乔木是园林空间的主要景观，多以孤植，群植和丛植的形式展现。在夜景照明中是纵向垂直照明的重要载体。在夜景照明规划设计中，在灯具选择上可选择LED 地埋灯，重点突出乔木的夜景纵向形态。目前，大多由多颗LED 灯珠组合成投光灯，光源呈面装向上投射，光线过度集中，产生严重的眩光，光源无法均匀分布。对现有园林照明灯具进行优化，将灯具条状弯曲，单颗灯珠均匀分布(图6)，安装于乔木周围进行夜间纵向照明，改善眩光等问题。

在设计过程中，根据夜景照明技术参数，分析植物生理性质，确定照明目的，选择光源类型及光照强度。向光性过于明显的乔木，可针对改变树冠形态进行照明设计，选择诱导性强的光源进行照明，遵循植物的需光特性，确定光源强度范围。对于不适合夜景照明的园林植物，可更换植物类型，或改变照明方案。

图6 乔木纵向照明LED 地埋灯具示意图

图7 泛光灯(投光灯)灯具灯槽设计示意

2.2 灌木夜景照明设计方法

灌木是地面植被的主体，多栽种于树丛、绿篱、栏杆、绿地边缘、道路两旁及建筑物前，是同种花卉的大面积种植，强调植物的色彩面积感。以带状自然式栽种，根据一定的图案设计栽种于特定规则式或自然式的苗床内，发挥群体美。在夜景照明中灌木承担着重要角色，是夜景照明的重要面光载体，使园林夜景更富有生命力。照明多选择泛光灯灯具与投光灯，此类灯具普遍偏大，造型生硬，破坏园林造景氛围，灯具表面产生的热量直接散发到植物体，干扰园林生态环境，白天灯具裸露，破坏园林造型，在进行植物照明时，可在植物地面下设计灯槽，将灯具掩藏于灯槽内部，同时解决炫光与散热问题(图7)。

根据夜景照明技术参数，分析植物生理性质，确定照明目的，选择光源类型及光照强度。照明会破坏彩叶灌木色彩协调，在进行夜景设计时，需根据园林夜景技术参数，控制光源光谱及照射强度，保持光源照度均匀度。对于色彩不满足园林艺术需求的植物，可进行人工光源色彩的诱导。植物不适合夜景照明时，可更换植物类型。

2.3 草本花卉夜景照明设计方法

草本花卉木质部不发达支持力弱，多数在生长季节完成后其整体或部分死亡，按其生育期长短不同，又可分为一年生、二年生和多年生几种，多用于布置花坛、花境，是园林景观中常见植物种类。草本花卉生命周期短，目前针对草本花卉的夜景照明没有重点开展，仅在节庆日进行专门的设计。可通过人工光源补光调节草本植物花期，延长开花时间，提高园林植物观赏价值。设计过程需根据植物喜光特性选择光源，控制光照强度，降低光源热辐射以免灼伤植物。

3 小 结

科学园林夜景照明规划和设计具有重要的经济意义和生态意义。在园林夜景规划时，需根据植物的生理特性进行亮度等级划分。对于“保护植物”选择适当的光谱进行照明并减少照射强度和时间。位于重要夜景节点及景观视线内的植物，如不能进行夜景照明，应进行植物更换。在设计过程中，扩大灯具的选择范围，应用泛光灯及投光灯灯具时，可将灯具隐藏于地下灯槽内部，或重新选择利于园林夜景形态展现及日间和谐美观的灯具。本文为园林夜景照明规划与设计提供了科学的技术参数及方法，可以直接应用于园林植物夜景的实践中。

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