城市景观照明设计方法与原则研究

1.研究背景

1.研究背景美丽的景观照明是城市现代化的重要标志和城市繁荣的特征,开发城市的夜晚景观,是展示城市特色、促进商业和旅游业的繁荣和迈向国际化都市的“硬件”条件之一。2009年3月20日,“2009第三届中国郑州城市照明、园林景观技术及户外用品设施展览会”开幕。展会主题――“发展节能照明、搞好城市亮化、净化空气,美化家园”。展览范围涵盖:城市公共照明技术及市政亮化工程、照明节电技术和产品;专业户外照明灯具、照明节电备、管理和测量系统;照明生产设备、检测仪器,背光源、显示屏、交通指示灯、高频无极灯、霓虹灯等各类光源产品、照明电器附件;太阳能路灯、太阳能信号灯、草坪灯、庭院灯、节能灯、光伏电源、控制器;户外广告;城市景观设计、绿化工程;户外设施及景观配套产品;养护;建筑设计。从展览范围可看出,节能减排、保护环境的绿色照明是社会发展的新要求,也是市场的需求。

2. 城市照明设计方法研究

2.1光源及其选择

景观照明电光源按照工作原理可分成两大类:第一类是固体发光光源,主要是白炽灯、卤钨灯。第二类是气体放电光源,气体放电光源又分弧光放电光源和辉光放电光源。其中弧光放电光源种类较多,低压(灯内气压在大气压左右)的有低压汞灯、荧光灯、低压钠灯,高压(灯内气压在1-5个大气压之间)的有高压汞灯、高压钠灯、氙灯、金属卤化物灯等,而辉光放电光源只有霓虹灯和氖灯两种。

选择光源应从实用性、可靠性、经济性三方面考虑,选择光效高、寿命长、显色性好的光源。下面列举一些常用光源的特性、电耗及费用进行比较,见表1。

                  表1 景观照明常用电光源的光电特性

 

种类

光效

色温

显色指数

平均寿命

启动时间

特性

适用范围

白炽

12

2900

95

1000

瞬时

安装及使用容
易,立即启动成
本低

轮廓照明,喷水
照明,庭院照
明,灯光瀑布,
建筑物立面、雕塑、广告投光照

卤钨灯

25

2800

<95

2500

瞬时

体积小,亮度
�{,光色较内,

安装容易

建筑物立面、雕
塑、广告投光照
明、喷不照明

荧光灯

80

6600

70 – 80

6500

几秒

光色种类多,高照度并兼顾经济性

轮廓照明,广告
照明,庭院照明

低压
钠灯

200

1900

20

16000

8-10min

效率高,寿命极
长,显色性差为
单色光

道路、广场照明

高压
汞灯

60

5500

30―40

20000

<6min

效率高,寿命
长,有适当的显
色性

建筑物立面、道
路、广场、树木、
草坪、喷水水池
投光照明

高压
钠灯

120

2100

30

24000

<20min

效率极高,寿命特长,显色性尚

褐色、红色或黄
色的建筑物立
面投光照明,道路、广场照明

氙灯

25

6000

94

1000

瞬时

对环环要求不
高,光谱分布与
日光接近

探照灯照明

金属卤化
物灯

100

5500

60-95

10000

15min

效率高,寿命
长,显色性佳

用于显色要求
较高的投光照

霓虹灯

10

 

 

15000
以上

瞬时

造型丰富,色彩
绚丽,一次性造型,安装工艺复
杂,易碎

轮廓照明,负轮
廓照明,招牌、
广告

说明

1.光效(lm/W) 2.色温(K) 3.平均寿命(h)

 

注:灯光瀑布就是:把小功率、超低电压型(6V、12V)的白炽灯串接在一起,挂在建筑物立面上,装上闪控制电路,就会产生瀑布的效果,随着控制电路的改变,瀑布的形状也会改变。

2.2 建筑物景观照明设计方法

2.2.1  室内内透光照明

室内内透光照明,适用于玻璃幕墙办公楼等,柔和的光线有规律地从内往外透射,极具灯光效果,具有特征突出的特点。这种景观照明方式主要优点是能够利用室内的照明器,而且维修简便。

2.2.2  建筑物轮廓照明

建筑筑轮廓照明有轮廓照明和负轮廓照明两种。轮廓照明,是用灯连成线条,刻画出建筑物的轮脚、门
和窗的框架、屋脊和屋顶的线条。常用于较大型的建筑物,强调整个建筑物形状,忽略某些局部细节。轮廓照明不能用于小的建筑物,因为发光线条靠得太近,在一定距离内会造成视觉混淆。负轮廓照明,将光线投射在物体的背面,或者通过亮的背景来创造负轮廓的照明称为负轮廓照明。负轮廓照明可将主体结构和其细节区分开来,比较适用于非主题的建筑构成,如柱廊、建筑物上的圆齿状突出、装饰构件等。对这些部位的负轮廓照明处理再配合主建筑的投光照明等方式,能产生美妙的光效果。

2.3户外广告景观照明设计方法

(1)投光灯照明。投光灯照明是泛光照明的一种应用,它是利用投光灯照射广告牌,使其照度比周围环境照度明显高,起到突出广告内容的作用。投光照明包含稳态投光照明和动感投光照明两种。广告牌的投光照明一般是稳态投光照明。

(2)霓虹灯广告。霓虹灯是一种冷阴极辉光放电管,其辐射光谱具有极强的穿透大气的能力,色彩鲜艳绚丽、多姿,发光效率明显优于普通的白炽灯,它的线条结构表现力丰富,可以加工成任何几何形状,满足设计要求,通过电子程序控制,可变幻色彩的图案和文字,受到人们的欢迎。

(3)灯箱广告照明。灯箱广告照明通常是指柔性灯箱、磨砂玻璃灯箱、漫透射有机玻璃灯箱、胶片灯箱和铁皮灯箱中的一种。其中柔性灯箱目前使用较为广泛,原因是与其他灯箱广告相比,具有以下突出优点:布料漫透光性能好、布料柔软强度高、运输安全方便、方便维护、寿命长。

(4)大屏幕显示屏广告。一种完全不同于霓虹灯广告的大屏幕显示屏广告,利用单个发光器件作单元组合而成的大面积矩阵视频显示系统。这种系统用于广告显示,不仅画面亮度高、对比度大,色彩鲜艳,而且和电视一样可显示其动态画面和文字。显示屏随使用发光器件的不同,它的种类很多,主要有发光二极管(LED)显示屏、阴极射线管、荧光放电管,白炽灯泡显示屏和液晶显示屏。

(5)混合照明广告。它是几种照明方式的组合,发挥各种照明方式的优点,取长补短。如采用霓虹灯和投光灯的组合便用,能够极大地弥补霓虹灯广告牌日间效果差,投光灯照明广告缺乏生气的弊病。

2.4   城市绿地条观照明设计

随着近年来城市居民作息方式的变化和人们对城市绿地需求的不断提高,人们不仅希望在白天,而且更希望在夜晚能欣赏到优美的植物景观。它要求设计人员不仅能熟练运用现代照明科技知识,更要具备深厚的艺术修养,精确地把握光、色彩、质感交融的视觉效果,用光来描绘植物,创造一种优雅而自然的感觉。

上射照明:是植物景观照明中最常用的一种方式,是指灯具将光线向上投射而照亮物体,可以用来表现树木的雕塑质感。灯具可固定在地面上或安装在地面下。一些埋在地面中使用的灯具,如埋地灯,由于调整不便,通常用来对大树进行照明;而那些安装在地面上的插入式定向照明灯具,则可用来对小树照明,因为它们比较容易根据植物的生长和季节变化进行移动和调节。

下射照明:与上射照明相反,主要突出植物的表面或某一特征,同时与采用上射照明的其他特征形成对比。下射照明适合于盛开的花朵,因为绝大多数的花朵是向上开放的。安装在花架、墙面和乔木上的下射灯均可满足这一要求。

轮廓照明:即通过光源本身将照明对象的轮廓线突显出来。在园林植物景观照明中主要利用串灯,它的装饰作用是挂在除了树冠浓密的针叶树之外的乔木上突出树体轮廓。它比较适用于落叶树的照明,尤其是冬天效果会更好。背光照明:又称剪影照明,是使树木处于黑暗之中,而树后的墙体被均匀、柔和的光线照亮,从而形成一种光影的对比。比较适合于姿态优美的小树和几何形植物。如竹子是非常适合采用背光照明的植物,墙前背光衬托下摇曳的翠竹枝叶就犹如一幅中国传统的水墨画。

月光效果照明:将灯具安装在树上合适位置,部分向下照明以产生斑驳图案,另一部分向上照明,将树叶照亮,这样产生一种月影斑驳的效果,好像皓月照明一样。

3  城市景观照明设计原则
3.1
效原则

城市景观照明设计应选用效率高、寿命长、节能、低损耗的照明器具,以质胜量,发挥光源的最大效益,避免光源浪费。

一般情况下,可逐步用气体放电光源替代热辐射电光源,并尽可能选用光效高的气体放电光源。其次,照度是灯光环境设计的重要问题。在满足标准照度的条件下,为节约电力,应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。尤其是植物群落照明时,当一种光源不能满足显色性要求时,可采用两种以上光源混合照的方式,这样既提高光效,又改善了显色性。

3.2安全原则

景观照明灯具大多是人手可以直接触及的,例如休憩绿地花坛中的低矮照明灯具、主景植物照明、主题雕塑所使用的地面投射照明灯具,灯具选择则应考虑到人为的破坏性及安全性能。因此,必须选用较高防护等级的室外灯具。可根据周边景观环境选择造型及非标型装饰灯,即能起到照明效果又可达到艺术小品的观赏要求,兼具观赏性和安全性。

3.3生态原则

生态原则的本意,是要求照明设计师要更多地了解生物,认识到所有自然环境下的生物互相依赖的生存方式,将各个生物的生存环境彼此连接在一起。这实际上要求我们具有整体的意识,小心谨慎地对待生物、环境,反对孤立的、盲目的夜间光环境的整治行为。此外,生态学原则要求我们尊重自然,以自然为师,研究自然的演变规律;要顺应自然,减少盲目的人工改造环境,减低城市景观的养护管理成本。

3.4人性化原则

“人”是光环境中的第一主角,因为所有的景观照明都是为了让“人”观看、体验的。所以我们在从事设计时,应该时时以“人”的观点出发,希望“人”身处在这样的光环境,会是怎样的感受?希望“人”由远处看这个光环境会有怎样的感受?希望这样的光环境会让“人”有什么样的想法?希望表达什么样的讯息给“人”呢?如果能够兼顾以上所列的因素,相信这样一个空间的照明就已经与“人”产生了关联。

灯光设计应以人为本,由人的生理、心理需求出发,选择适宜的光源、光色,确定合理的用光量和照度,既能充分满足照明功能需求,表现出城市的夜间观赏性,又不为了表现繁华绚烂景象过多使用装饰照明而设计过度。

3.5城市文化特色原则

每个城市文化都有其鲜明的历史痕迹,传统的历史文化影响着当地人民的审美心理与审美喜好。因此,城市景观照明的规划、设计、营造必须首先充分考虑本地市民的生活习惯和欣赏习俗,例如,有调查显示,北方人比南方人更喜亮。也许是因为北方夜长些或南方天气较热的缘故,例如在南方园林里很多幽暗微亮处使人感到优雅轻快,反而更吸引人。在西方国家,尤其是比较“保守“的所谓“绅士风度”的地方,很多市民更喜欢低照度、单色调的夜间照明。例如英国中小城市,德国北部许多城市、也包括巴黎很多地区,那儿的城市夜景灯光往往不以高强灯光直射或跳跃多彩为特长,反而更加重视街道构筑物、设施、地坪的低照度轮廓照明,以及周边建筑群落与之相呼应的内透光设计,少见明亮多彩的建筑外体及植物群落照明。

所以,照明设计应立足于地方文化,发挥灯光的表现力,选择不同的灯型、光源、光色和艺术照明手法,充分展现城市夜景的地方特色。

 

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