汉街商业街建筑外立面灯光照明设计调查研究

廖博靖

(埃因霍温理工大学，荷兰 北班布拉邦埃因霍温 5600 MB)

引言

商业街照明是伴随着对光学技术的运用，人为创造的一道美化建筑环境的极富表现力的工程[1]。建筑作为商业街的主体构成物，无疑是这一工程的重点表现对象，这也使得商业街主体建筑的外立面在夜间享有了特殊的建筑艺术的表现形式。

从20世纪20年代开始，建筑照明主要用于宣传目的，这种方法至今仍在使用，有时被滥用，以期引起人们的注意，但无法忽略的是照明装置的安装应忠诚于建筑的美学价值，不管其目的是广告宣传还是展现建筑的风采[2]。对于建筑物的照明，最佳的方案是与建筑结构进行紧密结合。从都市景观的角度来看，照亮的建筑有助于形成城市地标；从行人的尺度来说，对建筑的照明有助于找到入口[3]。通过使用人工灯光对建筑外立面营造出来的照明环境决定了观看者感知场所的方式，光和阴影、色彩和动作的通用组合设计能够在某种程度上唤起观者(顾客)产生与照明内容相同的情愫[4]。

然而，在我国，商业街建筑外立面的照明由于涵盖范围广、涉及相关利益方的复杂多元，因而经常出现灯光混杂、破坏景观的难堪局面[5]。因此，本文对武汉市楚河汉街的主体街区建筑外立面灯光照明设计的现状进行调查与研究的主要目的为：1)分析其主要的设计方式与表现手法；2)分析目前所存在的问题，在此基础上提出一些理论上的解决方法，希望能为未来的此类设计提供一些建议。

1 调研内容与研究方法

1.1 调研内容

调研地点为武汉市万达中央文化区商业步行街(楚河汉街)，该街区分为三个街区(第一街区、第二街区、第三街区)，主要采用民国时期的仿欧式和折衷主义的建筑样式并融入了现代主义所常用的玻璃幕墙等技术和材料，其鲜明的建筑特色使其成为了武汉地标式的商业街。因而，其建筑立面的照明作为商业街夜间照明的主要方式之一，应该既能满足照明功能的需求，又考虑其景观艺术效果[6]。

本文基于商业街功能照明和装饰照明的需求对该商业步行街进行了调研。功能照明的调研包括照明的灯具类型、照明的光源类型以及照明方式；装饰照明的调研则包括组成建筑装饰照明艺术表现形式的照明颜色与照明手法。

1.2 研究方法

基于调研的内容，本文主要采取三种方法来进行研究与分析。

1)统计分析法(1)巴比泽奇社会学. 2002. 社会研究方法基础. 华夏出版社。：对调研收集的样本根据不同的需求进行分类编码统计，基于一些显性的内容来对一些隐性的内容进行合理的推断与分析。比如不同的光源类型、灯具类型与照明方式的组合可能会产生各种不同的影响。

2)比较分析法：对调研地点的三个街区的照明情况进行分类(功能和装饰)对比分析，利用单因素方差分析来检验它们之间是否存在显著差异性。通过两两比对来讨论三个街区之间功能照明和装饰照明的异同。

3)归纳分析法：综合统计分析和比较分析的结果来进行讨论，并总结该商业街建筑外立面照明设计的主要特点以及存在的问题。由此得出本文对该商业街建筑立面照明设计分析的结论。

2 功能照明的调研分析

照明效果创造出来的环境包含了简单的光的特征，它们组合成一个可识别的系统[7]。这一可识别的系统从商业功能使用的立场来说可分为照明材料和照明项目两个部分。照明材料包括灯具和光源两个方面，照明项目则包括照度、能见水平、明视度、设计和方式等五个方面。因此，从功能照明的角度出发，对汉街的三个街区商业建筑外立面灯光照明设计所进行的调研也主要是基于上述所说的这些方面。通过现场的观察记录，本文收集到了关于照明材料以及照明项目中设计和方式等方面的信息；而利用法国建筑照明设计师Louis Clair所提供的照度对比图示表(2)法国建筑照明师Louis Clair在《建筑与城市的照明环境》一书中利用三个嵌套的正方形作为照度对比符号来可视化不同的照度强度。三个正方形分别代表背景(环境)、被照明的物体(建筑外立面)以及被照明物体可见的表面开口(如建筑物的窗户等)，其照明程度用中间填充的白、灰色或黑色方块来表示。(图1)则能够得出关于照明项目中照度、能见水平和明视度等其他方面的信息。

图1 不同照度的对比图示表Fig.1 The comparison chart of different illuminances

从第一街区的建筑分布示意图(图2)中可以得知，这一部分的建筑群依据地块中央广场可以清晰的分为两大块。根据建筑独栋连接的特性，对其用数字加字母的组合方式进行编码，可以得到1-A～1-H八个依次排列的编码。同时，根据商业街建筑照明分类的方法(3)李文华在《建筑与景观照明设计》一书中将商业街照明的分层设计分为了地面层照明、上层建筑及标识照明、户外显示屏照明和顶层店名及大型广告照明四类照明设计。由于在汉街的整体商业照明中并未出现大型广告照明和大型户外显示屏照明，因此，本文只针对前两种分层设计方式(地面层照明和上层建筑及标识照明)进行分类调研。，本文对汉街第一街区商业建筑外立面的地面层照明和上层建筑及标识照明两个层次分别进行了调查，并对调查结果进行了分类统计。依此，对第二街区的建筑编码得到2-A～2-I九个编码(图3)，对第三街区的建筑群编码得到3-A～3-H八个编码(图4)，并依次分类统计得出调研结果。

图2 第一街区建筑分布示意图(图片来源：武汉市武昌区人民政府网)Fig.2 The building distribution of the first street block

图3 第二街区建筑分布示意图(图片来源：武汉市武昌区人民政府网)Fig.3 The building distribution of the second street block

图4 第三街区建筑分布示意图(图片来源：武汉市武昌区人民政府网)Fig.4 The building distribution of the third street block

调研对象功能照明的构成元素主要包含了广告灯箱照明、显示屏照明、店面橱窗照明、建筑轮廓灯饰照明、商店门口店名及标识照明等方面，因此，该段商业街立面功能性照明大致分为三个方面：1)建筑物立面照明；2)建筑物底部的橱窗照明；3)建筑物中部的商家标牌门面照明。由于调研对象主要为建筑外立面，因而未对景观设施及过渡空间中的广场照明等公共设施与公共空间照明情况进行调查。

依据调查的结果，灯具类型主要包括：地灯、灯箱、壁灯、灯柱、投光灯、显示屏、筒灯、灯带、聚光灯等类型；光源类型包含：卤钨灯、LED、白炽灯等类型；照度水平根据照度对比图分类主要有：强烈和中等两等；依据照度水平得出能见度水平和明度分类均为：高、中、低(或弱)三等；设计类型包括：灯、灯+地灯、灯+灯柱、灯+投影、灯+显示屏、单独投影、灯+投影+显示屏等类型；照明方式则有内发光、直接照明、半间接照明、向上投射、向下投射等方式类型，并根据组合方式数量的多少分为单一方式(1种)、简单组合方式(2种)和复合方式(3种及以上)三种照明组合方式。

据此，本文对调查结果进行了分类统计。从灯具类型统计表的结果来看(表1)，三个街区的灯具类型主要集中于灯箱(32.4%、40%、27.7%)、壁灯(18.9%、14.5%、16.6%)以及投光灯(24.3%、20%、13.8%)；光源类型统计表(表2)表明主要光源为LED光源(41.9%、45.1%、55.5%)和白炽灯光源(41.9%、38.7%、44.5%)两种；照度水平(表3)在地面层和上层建筑照明两个层面均倾向于中等照度(62.5%、66.7%、75%；87.5%、88.9%、87.5%)；能见度水平(表4)在地面层主要表现为高(62.5%、44.4%、37.5%)和中(37.5%、33.3%、37.5%)两个层次，上层建筑主要表现为中(25%、50%、25%)和低或弱(50%、37.5%、62.5%)两个层次；明视度(表4)在地面层主要表现为高(50%、44.4%、25%)和中(50%、44.4%、50%)两个层级，上层建筑主要表现为中(62.5%、50%、25%)和低或弱(25%、37.5%、62.5%)两个层次；设计类型(表5)在地面层主要集中在灯(37.5%、55.5%、75%)和灯+投影(12.5%、11.2%、25%)，上层建筑主要集中在灯+投影(37.5%、62.5%、25%)等类型；照明方式(表6)在地面层和上层建筑均主要集中在简单组合方式中(50%、55.5%、62.5%；50%、75%、37.5%)。

表1 灯具类型统计表

表2 光源类型统计表

表3 照度统计表

表4 能见水平与明视度统计表

表5 设计类型统计表

表6 照明方式统计表

3 装饰照明的调研分析

都市里数量庞大的人造光改变了夜晚的都市形态和形象，同质性的霓虹灯无视于规则秩序的递变，吊挂在现代都会的建筑上[8]，除却功能质性外，也从视觉装饰美学的角度上改变着人们对于都市夜景的认知。

通常来说，有几种方法可以对建筑外部进行装饰性的照明[9]，例如掠射灯照明、泛光照明、内透光照明及勾边照明(4)M·戴维·埃甘和维克多·欧尔焦伊在《建筑照明》一书中指出，掠射灯能够有效突出建筑物的细节；泛光照明可以为大面积的表面提供均匀的照明；自内而外的重点照明可以利用现有的窗户和天窗来照亮外部立面元素，在商业街建筑中主要表现为各式橱窗；勾边照明利用像霓虹灯或光纤这样的发光的线光源，凸显建筑物的边缘，从而展示出建筑的主体。。在商业街建筑外立面的照明中，上述几种方法被经常使用，并根据不同的建筑形式与商业环境营造出不同的灯光效果[10]。在汉街的商业建筑立面照明中，主要使用了以下几种装饰性的照明手法来改变空间的视觉环境。

1)引导方向：利用光的连续性使流线和方向更具辨识度。在该案例中，主要表现为在建筑立面之下设置等距的地灯，引导行人往前行进，并凸显引导地的光亮程度。

2)创造韵律：利用光源本身和反射材料的排列，改变空间的节奏快慢和随意性。在案例中，设计者在墙面上沿窗户等距设置投光灯，用向上投射的方式，让光有节奏的重复产生出较强的韵律感，并借助建筑材料本身的特性来柔和光线。

3)强调流线：利用光来从视觉上转换分出路径的方法，有效提高引导效果。在汉街的建筑立面中，主要利用灯带来进行勾边照明，使建筑的轮廓在夜间清晰展现，具有良好的延展性，并从横向上强化对行人的引导。

4)明示入口：在建筑入口处设置照明，具有引导指示，确保行走效率和提高安全性以及迎宾作用。案例中大多数建筑入口利用内部的照明来明示入口，或设置过渡性的入口的空间用光线来强化空间来起到迎宾的功能。

5)表示宣传：提高文字信息和符号的视觉认知性，将广告与建筑结合使建筑和构筑物看起来更美。文字灯箱是汉街商业建筑立面信息宣传的最主要手段，各商店的入口都有着属于自己独特的艺术化文字灯箱来强化自身的可识别性和认知性。

6)视觉繁华：用光源外露的霓虹灯具和极具装饰性的枝形吊灯来营造出美丽繁复的灯光效果。该案例中在一些建筑外立面的阳台或窗台处利用霓虹灯的密集排列与散布来对建筑的造型进行强化，给人直观的视觉刺激，创造出与日常不同的视觉空间效果。

依据上述的照明手法，对三个街区的建筑立面从照明手法的特点、表现形式和颜色倾向进行了装饰性照明手法的统计分析(表7)。从统计分析的结果可知：用于引导方向的等距排列式地灯主要用于第二街区(2-D、2-I)；创造韵律的节奏性光源也主要位于第二街区(2-A、2-B)；强调流线的引导和延展性光源主要分布于第三街区(3-A、3-B、3-C、3-D、3-F、3-G)；视觉繁华的繁复性灯光效果则集中在第一街区(1-A、1-E、1-F)；明示入口和表示宣传的照明手法则是在三个街区都呈现均匀分布的特点。从颜色倾向来看，除却无法统计的明示入口和表示宣传两种手法，其他照明手法所用颜色主要倾向于黄色和橙色两种颜色，并少量的结合了其他的颜色，如蓝色、红色等。

表7 装饰性照明手法统计表

4 照明设计的调研结果分析与讨论

4.1 调研结果分析

从功能调研分析的结果来看，三个街区在灯具类型、光源类型、照度水平、能见度、明度、设计类型和照明方式等方面都有着明显的倾向，如表8所示，每一列特征在各自街区都占着主要的倾向比例。这里对三个街区每一项占主要比例的指标进行了统计，在有分类的细化指标中，占主要倾向比例的相加之和均大于50%，以此说明其主要的特征。同时，对20列主要项的倾向进行按序从灯具类型到照明方式进行了列1至列20的编码，并对其进行单因素方差分析来检验三个街区在功能性照明设计中是否存在显著性差异。在单因素方差分析表中(表9)，结果式中P-value=7.44279>0.05，从显著性概率看，P值>0.05，说明各组的方差在a=0.05水平上没有显著性差异，即方差具有齐次性，也就是表明，三个街区在功能性照明设计中不存在显著性差异。

表8 功能调研结果统计表

表9 单因素方差分析表

从装饰性分析结果来看，视觉繁华的照明手法集中于第一街区，营造出繁复的视觉效果来吸引行人，符合第一街区作为汉街商业街主入口空间的特征，即用密集绚丽的灯光效果来在夜间营造出夺人眼球的入口空间灯光环境；引导方向和创造韵律的照明手法主要集中于第二街区，符合第二街区作为中间段商业繁华聚集区的特征，以灯光的引导性和节奏感使游客愿意在此长时间进行停留；强调流线的照明手法主要集中于第三街区，也符合第三街区作为最后一个街区对游客进行引导出街的功能特点，同时也在一定程度上用光线的横向流线型来代表空间在夜间的延展性。这一结果特征表明汉街商业街区的照明手法设计在整体程度上符合了整个商业街空间布局的走向与规律。

4.2 调研结果的讨论

综合功能性分析与装饰性分析的结果来看，汉街商业街建筑立面的整体灯光设计从灯具类型、光源类型等功能性照明的角度方面存在较高的相似性，ANOVA的统计分析结果也表明了这一点；而从装饰性的角度来说，三个街区除在明示入口与表现宣传这两种视觉装饰手法上存在较高的相似度以外，在其他部分都有着各自不同的主要倾向，这一定程度上与整个街区的规划和布局是相类似的。因此，在这整个过程中，通过建立因果变量模型(图5)可以清晰的看到每一单项在整个灯光设计中所起的作用：功能性照明中的灯具类型和光源类型与装饰性照明手法作为自变量交替组合在一起影响了灯光设计的照度水平、能见度、明度水平和设计类型、照明方式；同时灯具类型和光源类型又影响了装饰性照明手法的实现。而后，照度水平、能见度、明度水平和设计类型、照明方式一起影响了汉街商业街建筑立面的灯光色彩、灯光形态、光照效果、灯光布局和灯光环境等方面，并最终对整个的灯光照明设计产生影响。

图5 因果关系变量模型图Fig.5 The casual model of variables

4.3 调研结果中发现的问题

综合上述的分析结果以及各表的统计分析数据，并结合摄影图片的观察分析，楚河汉街商业街建筑外立面的灯光照明设计存在以下几个方面的问题：

1)功能性照明的统计结果表明，三个街区过度集中于单一形式的照明灯具与光源类型，从而使得设计类型与照明方式受限而缺乏变化，从区分性角度来说显得三个街区在夜间的灯光环境中可区分性相对较低；

2)装饰照明的分析统计结果则表明，除却第三街区较多使用了强调流线这一手法，从整体28个建筑体来看，两三种照明手法的集中使用显得过于乏味；虽然在一定程度上迎合了空间布局，却未能从整体上对整个灯光设计做出整体的布局与规划，未能使灯光设计体现出街区布局变化的特点；

3)从现场调研的照片情况来看，各个独立建筑外立面的灯光设计都具备着一些基本的照明功能，但没有能够与建筑的外立面的装饰风格进行搭配与融合，显得有些盲目攀比亮度，使各种光源照明功能之间形成了一定程度上的相互干扰，产生了强烈的溢散光(图6)和干扰光(图7)。

图6 建筑立面照明的溢散光Fig.6 Excessive astigmatism of building facade lighting

图7 建筑立面照明的干扰光Fig.7 Interfering light for facade lighting

5 结论

综合以上的分析与结果可知，灯光照明设计在商业街建筑外立面照明的构成中除了满足功能性照明之外，其装饰性与多样性的作用一直被低估[11]。但是实际上，照明设计这两方面的作用却不小。各种照明的形态、方式、强度、位置、色彩等不仅仅只是作用于心里，也能直接作用于人的行为，即满足现实中的人为物质需求[12]。同时，灯光设计作为夜间辅助建筑外立面可见性的一种延续手段，应该同时服务于受众与建筑本身，使建筑本身的特点能够更好的体现，从规划层面来说，也应该在夜间体现出街区空间整体规划布局的特色。但是从本案例的照明设计分析结果看来，商家与设计师均未能很好的对灯光进行精细的设计，未能打动人心并展现出照明设计的多样性来，从而使得整个街区的建筑外立面照明缺乏有效统一的规划与布局。照明设计作为设计师必须承担的一部分，应能够去理解照明与空间行为的关联性，让人们更加信服、更加舒服的享受灯光带给他们的艺术观感与实用功能。