商业建筑立面与LED 照明一体化设计探讨

王 帝

(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

近年来，消费文化蓬勃发展，随之而来的是各种不同类型的商业建筑层出不穷。新业态的商业建筑不断变换着人们的审美情趣，审美泛化成为大众购物活动的心理欲求之一。当代商业建筑的立面在视觉体验、集聚人流、激发欲求方面有着至关重要的作用。建构技术的提高以及新材料、新技术的发展和应用使当代商业建筑的立面纷繁多样，因此商业建筑立面也直接参与到了人们的视觉消费当中。

同时，随着LED 照明技术的提高与LED 产业的发展，LED 的应用范围越来越广。LED 光源的特点满足了当代商业建筑立面照明的要求，因此广泛地应用在商业建筑的立面照明中，但是可以看到其在实际应用中仍然存在着一些问题。从建筑设计与一体化设计的角度来看，灯具尺寸与建筑模数不匹配，灯具表面材料选择不当，亮度过高等问题都导致了照明效果不理想，从而影响了商业建筑的“夜间立面”。文章通过分析国内外最新的商业建筑立面照明方案，总结LED 在商业建筑照明的应用趋势，对新兴商业建筑与旧商业建筑立面改造过程中LED 照明一体化设计方法进行了探讨。

1 LED 在商业建筑照明中的应用趋势

1.1 与高科技材料的结合

第一个趋势是高科技材料在商业建筑立面上的运用。商业建筑的立面材料多种多样，从天然材料到现代精加工的材料，逐步发展到如今的各种新型材料。新材料的运用为商业建筑立面提供了丰富的可能性，同时给照明设计提出了新的挑战。例如，位于新加坡维多利亚大街的Iluma 商业综合体。其以独特的造型和鲜亮的外立面引人注目，红色的线性体块与曲面的非线性体块形成了鲜明对比。设计师采用水晶网格作为建筑外立面的主题，水晶体以棋盘式和模数化的方式进行排列。多媒体与LED 照明技术的使用让原本静止的建筑立面成为动态的视觉艺术，营造出充满活力的商业氛围。

六边形立体水晶织网的面积超过5 000 m2，由3 000 个耐冲击的聚碳酸酯纤维材质的模块壳体组成。建筑立面采用LED 作为照明设备，在6 069 个壳体内嵌有可独立控制的36 W LED 灯管，双重光源交互运用。可控的光源穿透壳体像闪耀的水晶，形成一个按模数编排的水晶织网。水晶媒体墙立面被建筑师处理成堆叠的、波浪起伏的条带，根据主体需要，商场建筑外体呈现不同的色彩和造型，成为夜里具有主题性的视觉焦点，新颖的立面造型与LED 照明的结合设计使该建筑具有前沿的科技感(见图1、图2)。

图1 新加坡Iluma 购物中心立面细部——聚碳酸酯纤维材质壳体

图2 新加坡Iluma 购物中心日景及夜景

1.2 媒体立面的介入

商业建筑本身作为商品活动的载体，也是联系商业活动与人的媒介，而建筑立面的媒体系统不仅是对商业建筑功能的外部宣传，也是消费文化下强调大众体验、信息交流的反映。从商业立面设计角度来看，与广告、LED、全息投影等媒体设备的结合，有助于整合商业建筑立面元素，形成具有高附加值的表皮信息系统，并有助于形成更加良好的商业氛围。

例如:位于东京银座步行街上的Chanel 旗舰店(图3)，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，又对建筑的使用功能毫无影响，具有丰富的信息量与象征含义。

图3 日本东京银座香奈儿旗舰店日景及夜景

2 商业建筑立面与LED 照明一体化设计的方法

2.1 LED 与建筑构件的整合

商业建筑立面照明通常需要在建筑立面上相对均质地安装数目众多的照明灯具。为了避免灯具对建筑日间景观的影响，必须充分考虑灯具与建筑构件结合的方式。照明灯具与商业建筑立面一体化设计的方法大致可以分为两种。

(1)将LED 灯具直接安装在建筑表皮上。因为直接安装于建筑立面上，灯具会被直接视看，所以必须考虑灯具与建筑立面构件的结合。在越来越多的媒体立面手法被建筑设计师使用的今天，许多建筑在立面设计时，便通过一体化的设计，直接结合LED 设计生产出建筑立面的成品构件。这些构件可直接安装在建筑立面外侧，形成清晰的媒体立面图像，并仍能保证室内视线的通透，成为简单快速实现媒体立面的有效手段，如新加坡Iluma 购物中心。

(2)将LED 灯具安装于立面材质的后方、正下方或侧下方等不容易被直接看见的部分。如果将照明灯具与建筑表皮脱开，可将其安装于立面板材的后方或下方进行投光，这样可以较好地隐蔽LED 照明灯具，对建筑外观的影响较小，设计一体化程度也更高。如位于台湾高雄的大立精品馆，照明设计师将LED 安装在立面幕墙外侧的玻璃构件正下方，通过LED 投光，玻璃通透性在夜间也淋漓尽致地展现了出来(见图4、图5)。同时因为安装的隐蔽性，LED 在白天不会被看见，保证了其建筑立面的完整性。

图4 高雄大立精品馆将LED 灯具安装方式

图5 高雄大立精品馆夜景

重庆观音桥商圈的嘉年华大厦是一幢位于核心商业区的商业建筑。嘉年华大厦在建筑设计时，吸取了川剧变脸艺术的构思，引入了广告看板的幕墙概念。其建成的玻璃幕墙——单面约5 000 m2的三面翻的广告看板，兼具商业与艺术气息，现代感十足。在该大厦的主楼照明设计中，为了和裙楼的立面协调一致，营造出通透雅致的建筑夜景(图6)，设计师将LED 洗墙灯隐藏于每层楼的吊顶上，均匀洗亮安装在吊顶上的反射板。反射板采用铝合金材料制成，表面刷有白色亚光烤漆，光线通过反光板反射，透出玻璃幕墙，达到了理想的内透光效果。此照明方案巧妙将LED 灯具隐藏于楼板结构中(图7)，在不影响室内空间正常使用的前提下，通过浅蓝色的发光带营造出浓烈的商业氛围。

LED 与建筑构件整合的方法有很多，需要设计师根据实际情况，充分利用不同建筑构件的特性以及LED 的特点，通过不同的整合方式来达到理想的照明效果。

图6 重庆观音桥商圈嘉年华大厦夜景

图7 重庆观音桥商圈嘉年华大厦LED 灯具安装示意图

2.2 LED 与建筑立面材料的整合

随着材料科学的发展，各种新型建筑材料都被大胆地运用于商业建筑立面上，创造出形态各异的商业建筑表皮。金属或玻璃、透明或半透明的各种立面材质都给建筑的夜景照明带来了更多的可能性，商业建筑表皮中的立面材质与光线结合后呈现出更丰富多变的视觉效果。

以材料的透光性而言，LED 灯具放置在透明材料之后，其本身的光学效果基本不会改变，近距离仍旧能看到清晰的发光表面，因此适合中远尺度的视看。半透明材质对LED 发光点能起到漫射柔化的作用，可将一个或多个LED 进行混光。视觉效果更加柔和，由于立面材料的遮挡以及立面材料本身光学效果的叠加，使视觉效果更富艺术感。随着建筑材料技术的发展，镀膜玻璃、印刷玻璃等和LED 结合应用，建筑呈现出不拘一格的形象。如银座Chanel 大厦采用的特制玻璃在白天为透明效果，入夜后就能变为半透明效果，隐藏在后面的LED 灯在玻璃立面上形成柔和的黑白像素(图3)。

半透明的立面材质相对于透明的材质更利于商业建筑立面的表现，一方面，它很好地隐藏了LED 灯具，对建筑日间景观没有影响;另一方面，半透明材料本身的质感和色彩与LED 叠加后能创造更丰富的视觉效果。

就材料的种类而言，现代商业建筑立面除了较多地使用玻璃材质外，也有许多商业建筑选用金属作为立面材料。与玻璃幕墙相比，金属材料优良的加工性能，能完全满足各种复杂的设计，营造各种曲线线条，满足了现代商业建筑视觉消费的需求，因此备受建筑师的青睐。由于金属本身的材质特性，其不适合进行直接的投光照明。金属材质的商业建筑立面照明，通常采用金属幕墙与LED 一体化设计成建筑构件的方式进行处理。

如武汉万达广场，其外立面由4 万多个金属球体组成，通过不同尺寸的球体切割方式，在幕墙上有机组合排布，形成建筑表面的肌理变化(图8)。

图8 武汉万达广场LED 像素球灯拼装成的九宫格单元模块

作为像素点的不锈钢球内装有发光元器件，使用成品RGB 三合一LED 光源模组。LED 灯珠贴片封装在定制铝基板上，投光在半透明玻璃上，羽化像素光斑。球体正面采用夹胶云纹玻璃，具有较好的混光性能。幕墙表面选用了反射率较低的铝板作为球体背后载光的介质。最后组装时，将9 个不锈钢球灯与铝板结构拼装成一个“九宫格”的单元模块，然后进行幕墙安装作业。

图9 武汉万达广场夜景

武汉万达广场通过立面的水珠造型、参数化曲面设计、LED 媒体立面的运用，使建筑夜景呈现出新锐的设计风格和华丽时尚的商业主张(图9)。

在新兴商业综合体不断出现的同时，大量的旧商业建筑也在进行立面改造。如何在旧商业建筑进行立面改造的同时进行照明设计，使改造后的立面与LED 灯具有机统一，实现建筑立面与LED 照明设计一体化的目标，是照明设计在旧建筑立面改造中的重点。

位于重庆观音桥商圈的北部大厦，其在2010年v立面改造后，裙房部分采用了铝塑板外包的双层表皮。若采用LED 洗墙灯连续洗亮铝板，造价高且能耗大，用投光灯照明则易对室内产生光污染。为此，结合裙房竖向分隔线条，设计师开发出可自由组合的特款竹叶灯，将其安装在双层皮之间，解决了双层皮之间传统投光灯具安装困难、投射距离短等难题，同时也创造出独特的抽象竹叶图案(图10)。

照明方案使用了3 种规格的LED 特制竹叶灯，通过图面排列组合形成了一幅抽象的竹林图案(图11)。LED 排布巧妙地避开了“内层皮”上可开启的窗扇，不影响窗户的开启。在“外层皮”穿孔铝板的掩映下，呈现出疏密有致的竹林夜景景象。

匠心独具的设计以及具有地方特色的照明为该大厦裙楼部分的连锁酒店及小型商铺吸引了大量消费者。

图10 重庆观音桥商圈北部大厦夜景

图11 LED 特制竹叶灯设计安装方案

新建商业建筑在设计的过程中往往同时考虑了建筑的夜间效果，即建筑设计的同时进行建筑照明设计。而旧商业建筑的立面改造过程中，两者往往不能同步进行。这就要求照明设计者结合改造的建筑立面，在保持与周围建筑夜景环境协调一致的同时，寻找符合建筑个性的照明方式。同时运用新的LED 技术，准确控光，提升照明的品质。在解决新旧商业建筑夜景和谐共生的矛盾过程中，探寻城市更新进程中新的照明设计理念。

无论是新建筑的立面设计，还是旧建筑立面改造，立面材料都是商业建筑立面采用何种照明方式的决定因素，其构成、色彩、肌理、透明度等将直接影响建筑立面最终的表现，进行商业立面与LED 照明一体化设计时必须充分考虑立面的材质，实现光与材质的有机结合，取长补短才能得到良好的夜间照明效果。

3 小 结

LED 的诸多特点使其在商业建筑立面照明上具有明显的技术优势，被越来越多地应用到商业建筑中。杰出的商业建筑立面设计中，LED 照明成为这些项目中有机组成的部分。在现代商业建筑的立面设计中，照明技术、图像显示技术以及照明与建筑一体化设计直接影响了立面的夜间效果，对商业建筑的互动性和城市价值产生重要影响。LED 与商业建筑立面的一体化设计对繁荣建筑及城市文化，推动城市的现代化智能发展，带动相关产业链的发展有着非常重要的作用。

目前大多新建商业建筑立面大多使用石材、玻璃等作为立面材质，而旧商业建筑立面改造时多采用金属作为立面材料，在进行立面照明设计时，不仅要考虑具体的照明技术，还需要从视觉消费的角度出发考虑立面照明的亮度、色彩等诸多要素。同时，从建筑设计角度对LED 照明灯具与建筑构件、建筑材质的结合以及表象内容和互动形式进行建筑一体化设计。如果商业建筑采用媒体立面的形式，则媒体内容应该传达建筑物所要表达的信息，表象效果反映建筑物的特点，这样才能做到吸引消费者。

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