基于工程实践的建筑外观照明设计探讨

钟承霞

(雅克设计有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000)

基于工程实践的建筑外观照明设计探讨

钟承霞

(雅克设计有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000)

针对城市建筑外观照明设计普遍存在的忽视建筑原创立意、特色和内涵的现状，重点结合个人的工程实践和部分他人的案例，从设计构思到具体技术对策的主要方面进行了梳理，试图表达基于实践的设计规律和心得(包括理念和技术措施等方面的要义)，期望有助于设计师更好地把握建筑照明设计的整体效果。

整体观；特色与内涵；材料特性；构造设计；工程实践；建筑外观照明；设计

引言

我国城市建筑的夜间照明工程目前正处于蓬勃发展的时期，政府对此十分重视，业主往往热衷于通过“灯光秀”为自己的大楼做宣传。但不少照明设计一味求炫求亮求奇和过于商业化，忽略了建筑原本的特点和内涵，使得夜幕下的建筑形象脱离了建筑原来的功能和立面特点[1-12]。对此，建筑师难免“望灯兴叹”，并开始积极寻求与照明设计师合作、完善设计对策，以期建筑外观照明设计能理性和准确地表达建筑的原创特点和内涵。基于工程实践，笔者将探讨建筑外观的照明设计。

1 整体观

建筑的外观照明设计是通过灯光表达建筑特色、在夜幕下创造出与白天有所不同却一脉相承的建筑形象。因此，同一建筑在白天和夜晚所呈现的外观特征必须是统一的，并且与周边的城市夜景是和谐的。要做到这一点，设计师对环境、文化和建筑特色的认识“整体观”是照明设计的第一要义。

所谓整体观，首先是从城市层面来考虑：建筑的外观照明是城市夜间景观形态的一部分，有助构建城市夜晚的整体形象和可识别性。因此，建筑师和照明师首先须收集基地及周边的规划或城市设计资料、了解当地的相关规定；然后，双方应就该建筑的设计意图和特色进行充分交流以明确表现重点、探讨表现手法的多种可能性；接下来，设计师应踏勘现场，观察相邻建筑的外观照明现状、基地周边环境和夜空背景亮度关系等，这一过程通常需要借助仪器进行测试。设计师根据掌握的资料来确定基准亮度和色温色调、主要的观赏点、观赏面、视距和表现的重点，并分析确定展示界面和亮度的不同分级，使建筑既能凸显自身特色又能融入夜晚的城市环境。

此阶段建筑师需对照明的色温色调的特定氛围有所了解。如酒店和住宅，多以温暖柔和的黄色或暖白色调灯光(色温3 000 K左右)营造温馨迎宾的氛围(图1～图3、图16)，办公多以纯净内敛的中性白或纯白的色光(色温4 000～5 000 K左右)营造高效理性的特色(图13～图15)，文化娱乐、商业项目和节庆场合往往以绚烂华丽、张扬个性的彩色光来营造活跃、繁华气氛(图10～图12)等。

外墙材料的吸收与反射性能也会影响到照明效果，故建筑师还需尽可能多地考察采用同类外墙材料的建筑外观照明效果，以便对材料性能与可能的效果做到心中有数。

厦门悦海湾国际酒店(图1)位于福建厦门思明区环岛路，西侧紧邻300 m高的世茂海峡双子楼,与鼓浪屿隔海相望。由于建筑高度比近邻世茂双子塔低近100 m，建筑师要求照明设计强调“动”感和采用单纯的白色调与世茂大厦的彩色和厦大校区的暖色调相区别。照明设计师按观赏面的重要性和重要视点的视距确定分级展示面和亮度(鼓浪屿、环岛路、演武路三方向分别为1级、2级、3级展示面；屋顶、裙房、主楼分别为1、2、3级亮度)，并以动态冷白色泛光作为酒店外观主基调，从整体观角度以高雅的色调与周边光环境形成对比(图2、图3)，从而“脱颖而出”。

图1 厦门悦海湾国际酒店区位总平面图Fig.1 Key Map of Yuehaiwan Hotel’s Project site

图2 厦门悦海湾国际酒店西北立面效果图Fig.2 Northwest Perspective of Yuehaiwan Hotel at Night

图3 厦门悦海湾国际酒店东南立面效果图Fig.3 Southeast Perspective of Yuehaiwan Hotel at Night

2 特色与内涵

外观照明设计不是简单的“亮化”，而是为了表现建筑。因此，设计的第二个要义是建筑特色和内涵的表达。建筑师与照明师应充分沟通并明确以下问题：

1)本建筑立面设计的立意和特色是什么？表达的重点是什么？以怎样的手法表现较为合适？

2)选择多少色温的光源和灯具比较符合建筑原创的内涵和意境？

杭州铁路新客站改造工程(图4、图5)的立面照明需要凸现江南历史文化名城的气质和城市“大门”的理念。除了大楼中央“门洞”与广厅坡顶的重点照明较为明亮外，主楼以静态的暖白色光自下而上均匀“洗墙”，对于建筑上部的斜面玻璃幕墙基本不施“笔墨”，仅由广场的两处高杆灯照明，建筑顶部檐口及两端以泛光打亮水平栏杆等予以“收形”。方案用光简洁克制、不求张扬而又精到，体现了江南建筑朴素含蓄、典雅精致的特点。

图4 杭州铁路新客站白天实景Fig.4 Daytime View of Hangzhou New Railway Station Project

图5 杭州铁路新客站夜晚实景Fig.5 Night View of Hangzhou New Railway Station Project

宁波高教园区图书信息中心(图6)外观富有雕塑感，阅览室丰富的建筑体块被统一在百米见方、高达6 m的水平向檐口梁下。檐口梁的四角以寥寥数根扁柱将厚重的屋顶轻轻托起，这一“举重若轻”的效果在图书馆主入口平台处尤显震撼，此处因而成为照明表现的重点。设计师以冷白色灯光重点表现大跨度格构梁精巧的细部和与柱子的交接关系，阅览室体块(除了入口中庭)则隐退在夜色中不予表现。这种有主有次的照明方式，使入口空间和建筑造型具有极强的视觉冲击力和“知识殿堂”的仪式感。

厦门悦海湾国际酒店(图2、图3)造型富有浪漫情调，照明设计便重点刻画其柔美上升的天际线、弧形的板楼形体和极富特色的屋顶。板楼表面竖向LED灯槽线条灯在幕墙表面构成徐徐“流动”的蓝白色调曲面，与琴键般“跌落”的屋顶栏板、白鹭羽毛般“飘动”的屋脊、“闪动”的“鹭眼”等 “特写”配合，整体动态泛光以明暗、方向的不断变换，展示白鹭展翅的原创立意和灵动意境(图7)。

图6 宁波高教园区图书信息中心主立面夜晚实景Fig.6 Night View of Ningbo Library and Information Center,University Zone of Ningbo (NLIC)

图7 厦门悦海湾国际酒店大楼顶部局部夜景透视图Fig.7 Roof Perspective on top of the building of Yuehaiwan Hotel at night

近年曲线和非线性造型的建筑多有出现。对于该类建筑的照明设计着重在体现完整的形体特点和体量感。

李叔同纪念馆*厦门悦海湾国际酒店、阜阳市科技文化中心、杭州铁路新客站改造工程、宁波高教园区图书信息中心、李叔同纪念馆的主创建筑师均为程泰宁院士，笔者为前四项工程的建筑设计主要合作者和设计负责人之一。其中，厦门悦海湾国际酒店、阜阳市科技文化中心的夜间照明设计由上海麦索照明设计咨询有限公司承担。(图8)凌波而出的“水中清莲”形象传达着弘一法师清高脱俗的人格与追求。照明设计采用单纯的白色泛光由下而上“洗”出完整饱满的形体、精致的细节和空灵幽远的意境。

图8 李叔同纪念馆夜晚实景Fig.8 Night View of Li Shutong Memorial

图9 阜阳市科技文化中心日景鸟瞰效果图Fig.9 Bird’s-eye View of Fuyang Science and Technology Culture Center(daytime)

图10 阜阳市科技文化中心主立面夜景效果图Fig.10 Perspective of Fuyang Science and Technology Culture Center at night

图11 苏州科技文化中心夜晚实景Fig.11 Night View of Suzhou Science and Technology Culture Center at night

图12 大连国际会议中心夜晚实景Fig.12 Night View of Dalian International Conference center

阜阳市科技文化中心(图9、图10)功能复合，内有科技馆、文化馆(含剧场)等五家使用单位。为整合立面，采用非线性设计方式生成不规则曲面形态的穿孔铝板幕墙，其遒劲的造型源自对当地文化元素的抽象(书法、剪纸等)。由于基地红线紧贴建筑，采用近距离外投光在铝板上较易形成光斑和眩光，设计师决定采用卡扣式LED灯珠按一定间距均布嵌入穿孔铝板幕墙，以电脑数控系统控制不同密度的灯珠和不同范围的彩色，组合成星光闪烁等多种如梦如幻的动态模式进行演泽，很贴合造型特色和功能特点。

采用类似幕墙材料的工程还有如苏州科技文化中心(图11)*图11、图13、图14、图15由上海麦索照明设计咨询有限公司金珠女士提供。、大连国际会议中心(图12)。后者因基地较宽敞，在路边设置成排的投光灯，每杆灯柱上安装多个经计算的不同角度的投光灯，不断变换着投向建筑的泛光色彩，美轮美奂。

与文化建筑的活跃多彩不同，简洁、高效和理性的外观照明更符合人们心目中的办公建筑印象。如漕河泾现代服务业集聚区(图13)、广州利通大厦(图14)、上海虹桥凌空SOHO(图15)等的夜间照明就是纯白光为主、以简洁清新的风格紧扣立面特征设计的。

图13 漕河泾现代服务业集聚区夜晚实景Fig.13 Night View of Caohejing Cluster of Modern Service Industry

图14 广州利通大厦夜晚实景Fig.14 Night View of Guangzhou Litong High-rise Building

图15 上海虹桥淩空SOHO夜晚实景Fig.15 Night View of Guangzhou Shanghai Hongqiao SKY SOHO

3 远整体、中细节、近层次

具备层次的灯光才能如具备细节的建筑一般经得起时间的检验，“远整体、中细节、近层次”是建筑外观照明设计的第三要义。在确定整体照明基调后，远观须从城市尺度和整体感上表现建筑最具地标性的特征，中观则从街道尺度侧重表现立面细节和材料质感，而近观需注重刻画灯光和空间的层次并营造氛围。

厦门悦海湾国际酒店远看有着勾勒轮廓和形体的动态泛光曲面；中观展示了颇具特色的立面飘板和屋面等造型；近观则是裙房(图16)立面穿孔花纹铝板之后和不锈钢管之间透出的LED动态灯光图案，以及大堂空间富有层次的内透灯光所显示的建筑细节和温馨舒适的氛围。即使是理性的办公建筑，反映建筑细节特征的照明设计也更为耐看和不至于过于冷峻(图17)。

图16 厦门悦海湾酒店主入口效果图Fig.16 Perspective of the Main Entrance from Podium of the Yuehaiwan Hotel at night

图17 大楼顶部局部细节夜景Fig.17 Detailed View of the Building at night

4 材料特性与构造设计

不同的灯具具有不同的配光特性。如有的投光灯光线分布角度较大、有的较小；广角类灯具效果较均匀，但不适合做远距投射;窄角类灯具较适合做远距离投射等。灯具不同的入射角度也会影响最终效果和被照材料的表面特性。配光特性由照明设计师负责(包括灯具的外型、材质、防尘、防水等级等)，建筑师需要大致了解并配合寻找匹配的布置和构造方式。

比如，材料表面的反射与透射特性等会影响光线入射角度的选择和最终的泛光效果。一般来说，抛光不锈钢的镜面反射就易形成光斑和眩光，拉毛铝板则可能是漫反射或混合反射。又如，对于粗糙表面的混凝土板或陶板，设计师可以通过调整灯光入射角度来强调或弱化材料的质感特征(图18)，避免眩光和减少光资源的浪费。

此外，材料的色彩明度也影响着照明设计的效果。在同样的照明条件下，浅色与深色墙面上的光斑效果差异明显(图19)。

图18 弱化质感与正面的光线(a)、强化质感与侧面的光线(b)Fig.18 The Light from the Front to Weaken the Texture of Material (a)The Light from the Side to Strengthen the Texture of Material (b)

图19 浅灰墙面上的光斑(a)、深灰墙面上的光斑(b)Fig.19 The Light Spot Effect on the Pale Gray walls and the Dark One

很多时候，设计师需要借助现场灯光实验来确定照明方案。阜阳市科技文化中心外墙的穿孔铝板孔径13、孔距20、穿孔率38.3%。在选择采用定制LED灯珠嵌入式照明方案后，设计师先是对类似孔径和孔距的铝板幕墙建成效果进行考察，又结合基地观赏视点分别对150 m、150～500 m、500～720 m的不同视距(图20)进行样板实验(图21)以确定最佳的灯距。选定布灯孔距后，照明设计师又对LED灯的安装固定方式进行比较选择(如卡扣式固定、拉钢丝固定、胶粘固定)。最终在综合造价和耐久性等因素后确定采用嵌入铝板加胶粘式固定方式(图22)，尤其是透明的线路对室内外望的观感影响极小。

图20 基地视距分析图Fig.20 Range of Visibility Diagrams in the Site

图21 样板实验照片Fig.21 Photos of Aluminum plate model test on light hole distance

图22 LED灯具安装固定方式研究Fig.22 Study on Installation and Fixation of LED Lamps

玻璃幕墙的泛光构造方式较多，如常见高层主楼顶部檐口的幕墙渐变背透光，常采用在玻璃幕墙和背衬穿孔铝板之间安装灯具(图23)，铝板的穿孔率配合泛光的渐变效果。如阜阳市科技文化中心的科技馆挑台区域斜面玻璃幕墙需要将灯具隐藏在幕墙后又能达到自下而上由亮渐暗的效果，于是设计师在玻璃表面施以渐变彩釉(图24)。否则，不仅达不到预想的渐变效果，还可能因强光造成眩光干扰。

图23 玻璃幕墙后背衬铝板前安灯Fig.23 Install lamps on the back of the glass curtain wall and the front of the backing aluminum plate to achieve the gradient effect

图24 彩釉玻璃幕墙后安灯Fig.24 Install lamps on the back of the glaze glass curtain wall to achieve the gradient effect

图25 玻璃幕墙铝质装饰飘板构造节点图Fig.25 Construction details of the decorative floating board of the hotel’s curtain wall

又如厦门悦海湾国际酒店主立面(图2)的装饰飘板照明构造节点，需要同时满足建筑外观艺术效果、避免室内的眩光影响和符合防水构造要求(图25)。

由此可见，照明的构造设计必须与土建和幕墙专业配合，因此建筑师与照明设计师合作的时间点十分重要。从本人实践经验出发，笔者倾向认为以初步设计为最佳介入点，最迟不得晚于施工图中期幕墙方案确定之前。否则，后补的照明设施在白天就可能露明而成败笔。

5 结语

总之，照明设计师在进行建筑外观照明设计时，一定要从整体出发，为表现建筑而设计照明，避免为“亮化”而“亮化”。但愿在建筑师和照明设计师的共同努力下，城市建筑的夜景照明会更加美好。

[1] 面出薰.都市与建筑的照明.大连：大连理工大学出版社，2013.

[2] M·戴维·埃甘，维克多·欧尔焦伊.建筑照明.第2版.北京：中国建筑工业出版社，2006.

[3] 城市夜景照明设计规范：JGJ/T 163—2008.

[4] 城市建筑泛光照明设计.https://wenku.baidu.com/view/0731a268f46527d3240ce0fe.html?qq-pf-to=pcqq.c2c.

[5] 建筑物外观夜间照明设计步骤.https://wenku.baidu.com/view/cc026c1fcfc789eb172dc83d.html?from=search.

[6] 张露.建筑物立面照明的设计介绍.https://wenku.baidu.com/view/d6e16d0652ea551811a68702.html.

[7] 建筑室外灯光艺术设计.https://wenku.baidu.com/view/e70e1035e2bd960590c677ff.html?from=search.

[8] 建筑照明设计的文化表意.http://www.docin.com/p-1291978405.html.

[9] 常见的建筑照明设计步骤及要点.http://www.jiwu.com/news/2627651.html.

[10] 写字楼外墙泛光照明设计.https://wenku.baidu.com/view/78ee434b6c175f0e7cd137bb.html?from=search.

[11] 地标建筑亮化设计——南京紫峰大厦亮化.http://blog.zhulong.com/u10704727/blogdetail7699968.html.

[12] 关于城市规划中亮化工程建设的探究.https://wenku.baidu.com/view/a78930737ed5360cba1aa8114431b90d6c85897 a.html?from=search.

DiscussiononArchitecturalExteriorLightingDesignBasedonEngineeringPractice

ZHONG Chengxia
(YARKArchitecturePlanningConsultantsEngineeringDesignGroup,HangzhouBranch,Hangzhou310000,China)

According to the present situation where the original conception, characteristics and meanings are neglected in view of exterior lighting design of urban architecture, focusing on personal engineering practice and some others’ project cases, the article presents main areas from conception to specific technical countermeasures and tries to express design regulations and experience which is based on the practice(including principles of ideas and technical measures), and expects to help designers control the overall presentation of architectural lighting design.

holistic view; characteristics and meanings; material properties; structural design; engineering practice; architectural exterior lighting; design

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2017.05.026