LED 在建筑物夜景照明中的应用探讨

向奕妍，杨春宇，赵 雯

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

0 引言

随着LED 照明技术的提高，LED 照明被广泛应用于建筑物夜景照明中。LED 光源具有光效高、色彩丰富、反应快和体积小等特点，和传统光源相比，解决了传统光源灯具影响建筑立面白天观感、能耗大和动感较少等问题。LED 光源灯具给建筑物带来了丰富、动态的光色和图案变化，为城市夜间风貌增添了新的活力。但同时，由于设计不当，亮度过高、光色滥用和动感变化过于剧烈等诸多问题，在一定程度上影响了城市夜景效果。为在建筑物夜景照明设计中更好地运用LED 照明，笔者讨论了建筑物LED 景观照明的发展趋势，分析了建筑物LED 照明应用中产生的问题及其原因，为城市夜景照明设计中LED 照明的应用提出了几点设计建议。

1 LED 照明在建筑物夜景照明中的应用趋势

相比传统照明技术，LED 具有寿命长、体积小、色彩丰富、反应快、光效高、绿色节能等优点，解决了传统照明技术存在的部分问题，给建筑物夜景照明带来了一些新的发展趋势。

1.1 动感活力，色彩变幻

LED 光源可利用红、绿、蓝三基色，在建筑照明智能控制系统下使三种颜色任意混合，产生几乎涵盖所有可见光波段的光色，即全彩色。且光源反应时间短，控制系统可自由切换光色、亮度，甚至可以通过计算机编程配合音乐、视频等实现丰富的色彩变化，形成不同光色的组合，产生不同动态变化效果，使原本静态的城市夜生活发生了动态的改变，呈现缤纷多彩的视觉艺术效果(图1)。

图1 重庆解放碑的夜景照明

1.2 媒体信息化

LED 灯具体积尺寸灵活，可以根据使用需求调节。因此将LED 灯具标准模块化后按一定的规律排列就可以做成LED 显示屏，在过去的十年，LED 显示屏作为商业广告的新型工具广泛应用于城市建筑立面上，为建筑夜景照明带来了新的元素。

随着LED 技术的深入发展，LED 显示屏开始尝试与建筑表皮相结合，做一体化设计，形成一种全新的建筑形式。这样做的好处是，建筑表皮能实现多功能化。不仅是装饰性的夜景照明，还能与广告、LED、全息投影等媒体设备结合，有助于整合建筑立面元素，形成具有高附加值的表皮信息系统。一般在商业建筑中应用较为广泛。例如:东京银座步行街上Chanel 旗舰店(图2)建筑立面设计中，设计师用7 000个可变图案的LED 灯与液态水晶玻璃组成建筑表皮，既可以提供超大面积的动态图像，又不影响建筑的使用功能。

图2 香奈尔位于日本东京银座的旗舰店

1.3 与建筑材料结合做装饰性表皮

随着新型建筑材料的运用，为建筑立面提供了丰富可能性的同时，也使LED 照明的优势得以充分发挥。例如:水立方游泳馆(图3)将建筑表皮与灯光相结合，使科技和艺术和谐统一，形成一种全新的建筑形式，使水立方成为北京奥运会标志性建筑物之一。

水立方的外立面由3 层ETFE 膜组成，这种材料半透明，对各种波长光的透射效果都较好，但同时，也由于光反射性较差，传统的夜景照明方式难以达到理想效果。设计师采用了“空腔内透光”的照明方式，将LED 灯具安装在3 层膜结构形成的两个气枕空间的下侧钢结构框上，向上投射，这样就不会看到光斑。这种“边布灯单向投射”的方式，不仅有效将灯具隐藏在建筑结构中，同时还避免了LED 灯具亮度过高影响夜间室内照明的问题。

1.4 为建筑化照明提供新的可能

建筑化照明是指将照明光源或灯具与建筑立面的墙、柱、檐、窗或墙角等建筑结构融为一体的夜景照明方法。这种方法巧妙地将光、色和影与建筑融为一体，藏灯照景，见光不见灯，日景和夜景双优，具有很强的艺术性。因此，成为近几年和未来建筑物夜景照明的发展趋势。

图3 背景水立方旅游馆夜景照明

而相比传统光源，LED 在建筑化照明的应用上拥有十分杰出的优势。LED 光源体积小巧，更容易隐藏在建筑构件之中，让灯具更符合建筑空间的需要。LED 光源寿命相对较长，理论上可达10 万小时，这一特点使灯具在较长时间内不用维护。LED 使用的电源为6～24 V，融入建筑构件当中具有安全性。因此，LED 照明技术的应用与建筑化照明更加契合。

常用的几种建筑化照明的方式如下:

嵌入建筑表面。这种方式常与砖、石等外墙材料相结合，在外立面上以点光源的形式作景观照明，这种方式能很好地与建筑立面结合在一起(图4)。嵌入式的方式，必须考虑建筑面的尺寸、色彩和材质。灯具的尺寸、材质和色彩均应和建筑相称，保证灯具与建筑的整体协调性。

构件化。这种方式常常跟玻璃幕墙、金属、木材等外立面材料结合使用。以玻璃幕墙为例，常常将LED 灯具与玻璃幕墙的窗框结合。例如:重庆解放碑时代广场的商业立面设计。将灯具放置在玻璃幕墙的明框内部，并向内投射，柔和的光线通过建筑表皮的反射照射出玻璃幕墙上的雕花纹路，白天不影响建筑外观，夜间还能形成良好的艺术效果和商业效果(图5)。

图4 嵌入式LED 照明

图5 重庆市解放碑时代广场商业立面夜景

2 LED 照明在建筑物夜景照明中存在的问题

LED 照明为建筑物夜景照明增添了很多活力。但由于缺乏整体的规化和设计，在建筑上大面积的滥用LED 灯具，使城市人居生活、城市夜间风貌等都受到了不同程度的影响。概括起来包括以下几个方面。

(1)缺乏整体的规划设计，在建筑物上盲目使用LED 照明。一些城市在设计建筑物夜景照明之前并没有进行城市夜景的整体规划。最常采用的方法就是直接进行单体建筑的夜景设计，各自为阵，不考虑建筑之间的相互关系，不区分建筑类型，在建筑物上大量使用LED 灯具。导致部分居民建筑夜间亮度过大，影响居民的睡眠，并造成严重的光污染。同时产生昂贵的成本，造成巨大的浪费。

(2)彩色光、动态光滥用，造成“光怪陆离”的城市夜景风貌。LED 光色丰富，反应灵活，动态控制方便。因此，一些建筑物夜景照明设计时盲目追求视觉上的刺激，滥用彩色光和动态效果，降低了夜景文化品位，造成城市夜景“光怪陆离”的混乱效果(图6)。

图6 “光怪陆离”的城市夜景

(3)建筑物夜景照明缺乏地域性特点，设计雷同。目前LED 灯具的产品仍旧比较单一，常见类型仅限于点光源、洗墙灯、投光灯和泛光灯等。在表现手法上，很多地方都是雷同地运用轮廓勾边、点线结合、颜色变化、横纵向布阵等简单的设计方法，导致建筑物夜景照明缺乏特色。许多原本十分具有地方特色的建筑在夜景照明的映衬下特色全无，缺乏通过建筑夜景照明延续城市地域性、展现城市文化等方面的思考。

3 LED 照明在建筑物夜景照明应用的几点思考

3.1 建筑物夜景照明应符合城市夜景整体规划

建筑物夜景照明属于城市夜景照明的一部分。因此，应结合城市夜景整体规划来做建筑物夜景照明设计。应根据城市的规划、建筑风格、历史文化、未来发展等，对城市夜景进行合理定位，从整体上把握城市亮度、夜景节点空间、夜景层次变化等。城市整体色彩基调应该统一，亮度按层次递减，整体层次分明。在这个基础上，选择合适的照明方式进行建筑物夜景照明，才能使建筑夜景照明效果与城市夜景效果和谐统一。

3.2 合理控制彩色光和动态光的使用

LED 照明亮度高、色彩丰富且能通过系统控制产生动态效果。因此，在建筑物夜景照明设计中应合理控制光色搭配和动态光的使用。

光色的搭配应该尊重城市规划的光环境基调，配合建筑色彩和城市色彩环境。一般类型的建筑如住宅楼，一般尽量限制彩色光，同时应考虑到光色与建筑自身的色彩协调。商业建筑为营造良好的商业氛围，常常使用彩色光，但光色也并非越多越好，应有组织地搭配使用。

使用动态灯光，要分建筑类型。医院建筑、住宅建筑、政府行政楼等不适宜使用过多的动态变化，而在商业建筑中使用动态光也必须控制好频率、节奏。最好采用渐变的方式，使夜景效果在视觉上更加舒适。

3.3 建筑物夜景照明应保持夜景地域性特点

建筑风格很大程度上延续了一个城市的底蕴和性格，因此，城市夜景设计想要延续一个城市的地域性，需要根据不同的建筑类型选择不同的照明方式以彰显建筑的风格和特色。

古典建筑的景观照明设计，投光照明和轮廓照明配合使用，既可充分体现古典建筑的结构美感，又可使灯光视觉更加舒适。而对设计艺术感较强的现代建筑，则综合使用点、线、面的照明手法，重在结合建筑的意境来创造照明艺术的意境。这样才能创造具有鲜明特色的城市夜景，展示城市的魅力与内涵，让公众体会到都市照明技术与灯光艺术相融的城市夜景效果。

［1］吴一禹.城市夜景中LED 照明应用存在的问题探讨［J］.中国照明，2008:262～288

［2］王帝.商业建筑立面与LED 照明一体化设计探讨［J］.灯与照明，2015(3):49～54

［3］李兴林，林若慈，李农.水立方LED 建筑物景观照明研究与工程［J］.智能建筑电气技术，2008(1):32～37

［4］肖辉乾，赵建平.LED 建筑化夜景照明的思考［J］.灯与照明，2010(4)

［5］黄珂，高明.LED 在城市照明中的应用［J］.灯与照明，2012(1):48～51

［6］李勋栋，郝洛西.建筑外立面LED 照明建筑化应用研究［J］.照明工程学报，2009(3):17～23

［7］马振，肖辉，朱平.基于中小城市特色的夜景照明规划初探［J］.照明工程学报，2013(1)