基于外立面特征的现代办公建筑照明设计——以北京华能大厦照明设计为例

冯天成

(北京清华同衡规划设计研究院有限公司，北京 100085)

引言

根据《办公建筑设计规范》(JGJ 67—2016)的定义：“办公建筑为供机关、团体和企事业单位办理行政事务和从事业务活动的建筑物。”办公建筑作为城市建筑的重要组成类型，聚集了众多的使用人群，既承载了人们日常的办公、活动需求，也承担了文化宣传作用，因此办公建筑外立面照明设计与商业建筑展现夜间活力相比，需要更加关注建筑自身所带来的商务形象展示[1-6]。本文研究的重点在于现代办公建筑外立面特征与照明设计的关系，历史或仿历史建筑不在本次的研究范围之内，根据办公建筑的外立面特色，总结与其相适宜的照明手法，并以北京华能大厦进行实例分析，探讨办公建筑外立面照明设计的方式方法。

1 现代办公建筑外立面照明存在的问题

1)与城市照明规划或设计不符。办公建筑是城市的重要组成部分，往往是城市的核心办公区或形象主干道内的地标型建筑，因此此类建筑在夜间有很强的地标展现、文化宣传需求。由于很多城市缺少对夜景照明的规划性与监管性，经常出现单体建筑“亮度攀比”、“光色乱用”等现象，破坏了建筑原有的特色，使之失去了固有个性和内涵，影响了城市夜间的整体形象。

2)无法体现建筑外立面特色。建筑外观效果在白天与夜间同样需要具备艺术性，照明设计需要在建筑外观特征的基础上进行优化，在尊重建筑特色的基础上体现文化特色与城市内涵。如今部门建筑照明仅看重照明的“亮化”，而忽视了“美化”，忽略了人的使用需求与心理感受，主要表现在：第一、亮度、光色层次缺乏主次；第二、照明手法单一，不能根据建筑的体块关系、立面材质、装饰元素因地制宜地加以照明处理。

3)建筑照明设计相对滞后，影响建筑外观，不利于日后维护。目前建筑外观照明设计主要可分为两种类型：一是照明设计在建筑设计阶段介入；另一种是在已建成的建筑上进行照明改造。前者是最为理想状态，照明设计成为建筑设计任务的一部分，照明理念与建筑设计理念将达到高度统一，灯具安装方式在多次图纸提资过程中与建筑结构高度融合，具有良好的视觉效果。后者的情况较为常见，在建筑已建成的情况下增设照明，很难体现建筑师的构思创意和建筑物的特征，造成管线与灯具外露，破坏白天建筑效果，这种情况也不利于办公建筑的日常维护与建筑外观效果。

2 现代办公建筑外立面特征与照明设计

2.1 根据视看条件明确照明基调与主次关系

在夜间，大部分建筑轮廓被消隐掉，视看效果对照明设计有着先导性影响。在视看条件较好的前提下，根据视看距离的不同可分为远、中、近三个层次，设计师需根据不同距离的视看效果，对建筑照明的层次关系进行合理的划分：远观视角需从城市的尺度把握建筑整体照明感受，根据上位规划及建筑外观合理布局照明的亮度、光色关系，在城市上空形成具有地标性的印象感受；中距离视角易观察到建筑立面细节与材质，设计师需在远观的基础上明确建筑哪一部分立面需要重点表现，结合建筑外立面特征形成舒适且具有艺术性的灯光节奏；近距离视角需要满足近人尺度的氛围营造，保证照明的舒适性。

2.2 外立面特征与照明设计

针对办公建筑外立面特征，照明设计分为均质式与体块式两种照明方式，根据点、线、面三种构成要素及材质的不同搭配，均质式可分为点均值、线均质、面均值，体块式可分为体块组合与材质组合。两种照明方式并非独立存在，在实际案例中往往呈现相结合的形态。本文将总结每种方式的照明规律，在实际应用中根据载体外立面情况予以融合、搭配(表1)。

表1 外立面特征、照明方式及照明效果

1)均质式。此类建筑外立面的结构、材质均有一定的分布规律，根据排列布局的不同可分为点均值、线均质、面均值三种。点均值多为以点状元素进行规律排布，如窗间墙、窗洞等结构，具有统一的装饰元素构件。根据建筑外立面的安装条件及夜间表现需求，对点状元素本身进行重点照明，强调点状元素本身，可更好的展现建筑细节，后期可通过控制改变其分布节奏，形成更为丰富的照明变化；为表现建筑整体性，照明设计可采用泛光或内透，强调装饰元素背景，形成剪影效果。

线均质多以线性元素的排布分列为主，根据线性方向可采用不同的照明策略。针对横向结构元素或窗间墙等结构，可强调建筑横向延展性，在此基础上可通过控制丰富横向变化；针对具有竖向结构件、立柱、装饰元素等外立面，可用窄光束投光灯的照明手法强调竖向挺拔效果，也可根据竖向结构采用洗墙手法均匀洗亮。

面均质多以玻璃幕墙结构为主，立面完整，结构元素不明显。此类建筑外立面可采用内透或局部点光装饰等手法，内透照明将提升建筑的通透形象，点光源根据建筑外立面结构特征等距或疏密有致的分布，使照明效果更具虚实变化。

2)体块式。此类型建筑外立面根据体块关系与材质的不同，可分为体块组合型与材质组合型。体块组合型多以相同或近似材质体块穿插变化，可根据体块之间的转折与变化合理分布光的亮度与色温，例如具有明显顶部结构的建筑，采用顶部高亮度的手法与立面亮度产生差异，再加上光色的差别。使夜间形象更加生动。在照明手法上，也可通过整体投光与局部装饰照明形成差异化对比，在夜间呈现丰富的体量变化。材质组合型由两种或多种材质组合，材质反射率或通透性有明显差异，如实体墙面与玻璃幕墙结合。根据不同材质的反射率制定不同的照明策略，如实墙的完整性与玻璃的通透性产生对比，并在光色与亮度上加以区分，形成虚实变化。

2.3 根据外观结构合理安装

“见光不见灯”是照明中最常提及的标准，在办公建筑照明中，合理的安装方式一方面能够不影响人在白天与夜晚的使用，另一方面不会影响建筑原有的设计形态。首先，是对灯具光束角与遮光效果的有效控制，尽可能实现精准投光，以保证在满足灯光效果的同时避免对使用人群产生影响，避免光污染。其次，在满足灯光效果的前提下，灯具尺寸需要尽可能小，减少对安装空间的占用。再次，是灯具外形与颜色需要尽可能与被照面贴合，可通过遮光板等装饰手段对灯具进行包裹隐藏，遮光板的材质与颜色需要与安装表面一致来减少对建筑外观的影响。最后是灯具安装的稳固，需要根据建筑结构找到合理的安装位置，并且需要明确建筑结构能否承受灯具以及管线的重量。

3 华能大厦在基于外立面特征的照明实践

3.1 依据上位规划明确亮度、光色等级

北京华能大厦是中国华能集团的公司总部办公大楼，建筑由美国KPF建筑事务所设计，该建筑从体量、区位，再到建筑设计都十分重要。《长安街<建国门至复兴门>景观照明提升改造规划方案》已对长安街沿线建筑做了较为详细的要求，规定华能大厦所在区域建筑光色要以4 000 K为主，正立面平均亮度为15 cd/m2，侧立面平均亮度为11.2 cd/m2。

与长安街大多数强调体量、严肃的建筑不同，华能大厦运用现代的建筑材料，通过竖向陶土翼与玻璃翼，形成连贯的建筑界面(图1)。因此在上位规划的基础上，新的照明方案在设计之初便以尊重建筑原本设计理念为出发点，强调建筑的竖向韵律，兼顾车行与人行视角观赏，形成上强、下弱、入口强的照明节奏(图2)。

图1 华能大厦日景照片Fig.1 Day view of Huaneng building

图2 华能大厦夜景照明改造后Fig.2 Night view effect of Huaneng building after transformation

3.2 总结建筑外立面特征，制定照明策略

华能大厦建筑整体具有如下特点：第一，整体外立面造型较为方正，在玻璃幕墙之外，沿长安街立面以竖向的陶土翼作为装饰阵列排布，具有很强的规律性。第二，除正立面外，其他立面以玻璃装饰翼阵列排布为主，主立面低反射率陶土翼与其他立面的高折射率玻璃翼形成材质上“实”与“虚”的体块组合关系。第三，建筑中央结构柱高于建筑主体，形成视觉中心点，进一步丰富了竖向层次。第四，首层近人尺度的柱廊空间极大丰富了内部空间的开放性。基于以上四点外立面特征，最终确定了照明方式强调竖向线性均质为主，展现材质组合差异为辅，兼顾顶部远视角视看与近距离行人尺度。

1)竖向线性均质为主——照明突出主立面竖向结构。华能大厦沿长安街立面为陶土翼装饰，独特的竖向结构装饰使得行人在不同的角度观察拥有不同的视觉效果，因此方案经过光学计算与现场试灯(图3)，采用4 000 K窄光束投光的方式着重对陶土翼内侧进行照明，此种方式不仅方便日后更换维护，也不影响此区域的消防开窗。极窄光束有效的避免了灯光对室内人员的影响，即使是走在建筑周边，良好的灯具控光也不会对行人产生影响。

图3 灯光试验与灯具隐藏Fig.3 Light test and lamp concealment

为不影响建筑白天效果，灯具采用“抽屉式”安装方式，将灯具隐藏于装饰板内，固定于陶土翼支撑结构处，既能有效地控制眩光，也不影响白天的建筑外立面效果。

2)材质组合表现为辅——展现主立面与侧立面材质差异。华能大厦东西立面为磨砂玻璃装饰翼，因折射率较高，不宜采用上下对投的照明方式，为在夜间呈现陶土翼与玻璃翼的“实”与“虚”体块关系，方案采用侧投光方式，将小型线型灯隐藏安装于建筑竖向明龙骨处，通过精准投光将对侧玻璃翼均匀照亮，并通过灯光控制降低照明辉度，使侧立面平均亮度低于主立面照明。

3)兼顾顶部远视角视看与近距离行人尺度。除竖向结构之外，建筑立面以中央结构柱为核心向两侧延展，犹如展翅之翼。为突出建筑入口空间以及中央结构，新方案对入口增设雨棚照明，光色以3 000 K为主，并改善顶部结构柱的照明方式，使得照明效果更加统一完整。为烘托建筑整体氛围，方案对景观树木进行补充照明，使得建筑前广场层次感更加分明，空间气氛更加亲和。充满韵律的陶土翼照明沿着长安街向两侧延展，在不同角度，能够感知到不同的照明效果。在符合长安街整体照明规划的大背景下，华能大厦如轻盈的羽翼，展现出包容、开放、现代的企业集团文脉，形成具有自身特色的夜景形象。

图4 单侧磨砂玻璃翼精准投光Fig.4 One side frosted glass wing precise lighting

图5 华能大厦夜景照明改造后Fig.5 Night view effect of Huaneng building after transformation

4 结语

建筑外观效果在白天与夜间都具有很高的艺术价值与使用价值，正确合理的建筑照明能够提升城市夜环境的艺术效果。本文通过对城市中的办公建筑外立面特征进行分类，并结合北京华能大厦照明设计进行实践分析，意在总结出现代办公建筑合理的照明方式，以便准确地传达设计理念信息，并引发观赏者共鸣，使建筑成为夜间的地标和独特风景。

笔者认为好的办公建筑夜景照明应该处理好如下几个方面：其一，以人为本，从人的观赏与使用角度出发，做到照明合理化；其二，根据建筑自身的外观特色进行照明设计，照明设计应是锦上添花，在夜间传播建筑特色与企业文化，尊重建筑本身成为建筑照明表达的一部分；其三，紧密与技术结合，采用新的工艺与照明手段，减少对建筑外观的破坏，达到照明设计与建筑设计的高度融合。