LED照明工程设计与施工-提升城市灯光环境质量

1.光文化理念

光文化已成为照明工程的延续、提升与升华，同时已成为景观照明规划、设计、施工终结的衡量标准。一个城市、一个地区灯光景观的好坏和成功与否，要看是否融入了光文化理念，要看是否创建了光文化。光文化理念研究的提出，标志着对城市景观照明发展规律的认知达到了新的高度。同时，光文化理念研究的提出，是自然科学与人文社会科学发展的结晶，是理论与科学实践研究相结合的新起点，对促进城市景观照明建设具有极大的推动作用和深远的历史意义。就城市景观照明而言，光文化的提出不仅是理念和实践创新的巨大进步，而且是标志城市景观照明灯光建设由简单照明功能的初始阶段经过亮、美的发展阶段提升到精神文明建设的高级阶段的必然结果。因此，在城市景观照明建设中融入光文化理念，是理论的创新、内涵的飞跃、外延的拓展、底蕴的挖掘、层次的提高、形式的转换，品位的升华，并赋予了城市景观照明建设与夜景环境与时俱进的理论品质、鲜活的灵魂和无限的生机。

光文化是光与文化的巧妙结合，通过照明手段，用光与影、光与色将地域人文景观和自然景观进行装扮，表现其建筑、桥梁等载体的形态、地域特征、结构、特点及个性特征，表现的是真、善、美，展现的是神韵、精华和灵气，创造的是精神的附着物，拓展的是新思维概念。光文化导入人才经济、创意力经济、注意力经济的新经济概念，使光文化与社会互动，与百姓互动，与媒体互动，使光文化理念产生无穷的价值。因此，光文化的内涵是利用光这样一种手段来表现文化。城市景观照明建设也就是表现优秀文化、新型文化和符合广大人民群众利益的文化，代表和反映社会主义现代化进程中的主流文化及民族、科学、大众、社会先进文化。

研究表明光文化理念是在推进现代化建设的进程中应运而生的，尤其是先进文化的前进方向。因此，光文化理念完全依托于先进文化的前进方向，而先进文化的前进方向，又是提出光文化理念的理论依据。

光文化理念内容十分丰富，涉及范围极为广阔，它作为物质的文化形态伴随着光、火、灯的产生及应用的发展过程与生俱来、源远流长、兼容并俱。既承袭了民族的光文化，又吸收了外来的优秀光文化，以城市景观照明物化的独特方式把人文历史、社会民俗、意识形态、思想感情渗透于城市景观建设的全过程。在传承历史光文化的同时，又创造了现代光文化。

作为城市景观照明实践活动的指导理念，把赋予创意的照明灯光作品融入光环境的物质属性和深层的文化内涵，产生震撼人心的夜景意象，使城市景观照明摆脱了单纯借助手段的机械运用与模仿，脱离了单一照明的功能性目标。同时，运用新光源、新灯具、新工艺、新技术、智能化控制等高新科技产品和现代节能措施与技能手段，把构景的光元素、光韵律、光生态、光意境、光绘画及照度、亮度、色温、视点、视角、点、线、面等综合因素有机结合起来，通过把握光影、明暗、主次、层次、轻重、整体、局部、比例、尺度、色彩搭配、协调统一，并贯穿于规划、创意、设计、施工、管理、维护的全过程，作用于建筑物、构筑物和市政公共设施等受光载体，赋予其深刻内涵，达到了灯光与文化、功能与观瞻、艺术与科学、美观与特色的和谐统一，营造了城市景观照明灯光建设的精品，提升灯光建设的社会、环境、经济的综合效益。通过光的语言加以刻画与表现，可以充分展现地域特色，形成独具特色的城市夜景观意象。

在城市景观照明中融入地域、文化、生态、绿色、哲学、历史、艺术、人文、民俗、社会学科领域的先进理念，导致了多学科新领域的综合。因此，光文化植根于城市景观照明灯光建设中，城市景观照明灯光建设是这一理念产生的实践基础。光文化理念是城市夜景照明发展到一定阶段的历史产物，城市夜景照明融入光文化理念，必须首先反映城市自己的个性特征。

景观照明是否有自己的特色，关键在于把握好城市的整体形象的基本特征。每个城市的自然景观和人文景观是不同的，地理位置、自然条件、特定环境形成了一个城市的自然特色，也构成了城市形象的基础。人为的建设活动又形成了城市形象的最活跃因素，其形象特征取决于城市的性质、规划布局和城市的主要功能。城市文化是客观存在的，但由于自然环境条件不同和千百年来的历史发展过程，赋予了它们独特的城市面貌，因而自然而然地产生了其特有的文化特征和社会氛围。

我国的城市除了具有人多地广、交通发达、经济繁荣、在政治上和经济生活中有重要地位等这些共性外，它们彼此间的城市形象、文化特征决不雷同，各自以其鲜明的城市文化而独立存在。北京作为历史名城，几百年作为国家政治中心，城市环境和文化面貌充满着首都、中心内涵。上海市由于具有独特的国际活动中心地位，必然弥漫强烈而震撼的金融、商业海派文化氛围。重庆市依山傍水，高低重叠，笼罩着山城文化气息。天津市地处环渤海湾地区，它的港口地位也铸就了热忱的内外交流，三江汇合处及海河沿岸六国租界古迹，九河下梢的商埠发展历史文化构成了自己的形象特征。

因此，研究光文化、解析光文化、创建光文化、提高城市夜景观的文化品位，就一定要了解城市，熟悉城市历史、地理、自然、风貌、人文、环境，还要梳理城市的轴线、肌理、天际线、边缘与入口、视野、道桥、中心景区、特色景区、滨水界面、夜景眺望点、标志性建筑、开放空间、节点、生态绿化、象征景观，解读城市的街道、公园绿地、建（构）筑物、历史古迹、公共艺术、导引系统、牌坊、广告、招牌等要素。只有这样，才能表现文化，突出特征，展现个性。

光文化厚重的内涵具有深邃的历史性、明显的地域性和明显的民族性，光文化广泛的外延也具有科学性、人文性、技术性、经济性。光文化力能派生光经济力、光精神力和光感染力。因此光文化是历史发展的必然产物，也是推动社会、经济向前发展的综合效力。进一步挖掘光文化深奥的内涵、拓展光文化广博的外延是长期研究和探索的课题。对光文化理念的研究还远没有完结，要在今后城市景观照明的科学实践中，不断开辟认识和应用光文化理念的道路。

光是艺术的生命，光是夜晚的建筑师，光环境的设计绝不应当局限于满足照度标准这个水平上。光具有明亮、舒适和具有艺术感染力三个层次，在每个层次上灯光设计都能发挥主导作用。为了优化创作，建筑设计和规划师应当主动地了解光、体察光、运用光，积极参与光环境的设计，从方案构思到施工图完成，全过程地把光融入到设计和规划的创作中，为城市景观照明增“光”添“彩”。

灯光由许多抽象的射线组成，因而灯光具有表现抽象派作品的天赋。目前，灯光的表现能力也得到了极大地丰富。灯光不仅能够表现抽象线条所组成的图案，而且还能够表现各种丰富多彩活动的人物和自然景观。研究灯光的美学表现手法，探索各种不同的光源对于不同环境和景物的照明艺术效果，对于科学合理地使用灯光，完美地把灯光和艺术结合起来，具有不可或缺的重要价值。

灯光环境工程的建设随着时代的发展而不断发展变化，新技术和新材料的发展是推动其发展的主要动力。随着新兴技术的不断发展和新材料的推广应用，给灯光环境提供的资源也越来越多。采用新技术和新材料不仅能够大大地减少能源消耗，还能够防止环境污染，使灯光工程建设能够更好地为广大民众服务。

灯光环境的思想是可持续发展战略在灯光照明领域的具体体现和进一步发展，灯光环境追求的是人与自然的和谐统一，并符合历史发展的潮流。只有坚持灯光照明与自然和社会环境紧密结合，才能真正设计出优秀的灯光工程。

随着城市建设的不断发展，城市灯光照明所带来的光污染问题也日益受到人们的重视。所谓光污染，就是不合理的灯光照明对人和环境产生的不良影响。对光污染产生的条件、表现形式、控制方法进行系统研究，是合理建设灯光环境的强有力的技术保障，是有效利用灯光环境美化居住环境的技术前提。

灯光环境的内涵很广，通常指的是由光（照度水平和分布，照明的形式）与颜色（色调、颜色分布、颜色显示）在环境空间建立与形状有关的生理和心理环境。它是由灯光载体、光源、灯具的有机结合，通过适当地控制而形成的光照环境。灯光环境的规划设计就是利用各种光源的不同发光特性、光源各种色彩的分布和灯具新颖适时的造型，运用灯光的扬抑、隐现、动静以及投光角的变化，建立光的造型、韵律和节奏等，达到亮化、美化城市的目的。

灯光对生态环境的影响直到20世纪中后期才开始受到人们的广泛关注，灯光不仅对许多昆虫具有强烈的光诱导性，而且对城市中的各种生物的生活习性也造成了严重的影响，并且这些影响随着光源光谱以及亮度的不同而变化显著。研究各种照明光源以及照明方式对生态环境的影响，从而在设计中能够在最大限度上减少灯光照明工程对自然生态的破坏，使灯光照明工程能够更好地为人们和社会服务。此外，研究灯具材料本身对环境的影响也是光环境研究的重要内容。

2.灯光的物理特性

灯光的物理特性包括灯光的光谱、色温、亮度、强度、衰减等方面，它是进行灯光工程建设的技术基础，也直接关系到灯光对环境的不同影响。实践表明，不同的灯光在空气中具有不同的穿透性。这实际上是由于不同的灯光具有不同的光谱波长，而短波长的光线在空气中的衰减比长波长的光线要大很多。此外，不同波长的光线对不同的昆虫也具有不同的影响。可见，进行灯光的物理特性研究，具有重要的现实意义。

（1）灯光的人体工学

灯光人体工学的研究主要包括灯光对人的生理和心理的影响，这项研究是灯光工程实现“以人为本”的医学和技术基础。众所周知，不同的人对于不同强度、不同颜色的灯光会产生不同的生理和心理反应。进行灯光人体工学的研究能够根据不同的场合和不同的需要安排合理的灯具。采用主观评测和生理指标（心率、血压、激素水平等）检测相结合的方法，为灯光与人的生理和心理的研究打下坚实的基础。

（2）灯光的美学

美好的氛围由光而来，无论是浩夜当空的夜晚，还是紧张、繁忙的白天，各种造型的花灯在大自然环境映照下，可展示一幅繁荣昌盛的景象。目前，随着LED照明技术的迅猛发展，灯光的表现能力也得到了极大地丰富。灯光不仅能够表现抽象线条所组成的图案，而且还能够表现各种丰富多彩的自然景观和活动的人物。研究灯光的美学表现手法，探索各种不同的光源对于不同环境和景物的照明艺术效果，对于科学合理地使用灯光，完美地把灯光和艺术结合起来具有重要价值。(www.xing528.com)

（3）灯光的社区功能

灯光是自然环境的一种特殊物质，它以光感和色感作用于城市的物质环境。科学合理的景观照明规划设计可对城市夜环境起到重塑、装饰和美化的作用。由于灯光并不像其他物质一样占有固定的空间，所以人们对其物质属性及其他的正面作用和负面影响的认识需要有一个过程。城市发展社区化和社区功能细化是城市发展的趋势。不同的社区功能要求不同的灯光配置。商业街区要求灯光热烈、活泼、富丽堂皇，而住宅则要求宁静、安详。研究不同社区功能灯光设置原则和方法，对于繁荣城市经济、提升城市文明程度、丰富居民的生活具有十分重要的作用。

（4）灯光的节能

在灯光工程的建设中，灯光效果与经济永远是一对矛盾。为了减少灯光工程的运行成本，节约能源，采用高效光源和节能灯具以及节能运行方式是节省经费的重要方式。同时，在采用节能措施时，必须考虑各方面的因素，例如光衰、交通状况等。研究开发新型的高效光源和节能灯具是灯光环境工程的重点课题。

灯光工程节能是一项推动照明技术全面发展和进步的系统工程，其意义重大而深远。在21世纪里要以节约能源、保护环境、促进健康为宗旨，积极推广绿色照明，大力加强照明节约用电，切实提高照明能效，建立优质高效、经济舒适、安全可靠、生态环保的城市灯光环境，促进照明健康发展，努力改善城市人居环境。只有这样，城市景观照明才能达到高效、节能、环保、健康的目标，才能尽快实现节能型的城市灯光工程体系，以适应和服务于我国的社会进步和现代化进程。

（5）光污染的控制

防治光污染已成为当前我国发展城市灯光工程亟须解决的重要问题，目前应参照国际照明委员会（CIE）有关规定和标准来进行防治。同时，强调城市灯光环境工程要严格按城市灯光环境工程规划的规范和设计标准规定进行设计，审查设计方案时，对光污染超标的设计方案不应批准实施。设计时，根据灯光环境工程的对象特征和照明要求，正确选择和使用照明灯具，通过灯位、照射角度、照射距离和遮光措施的科学设计，将照明的光线严格控制在被照区域内，消除灯具产生的干扰光。此外，还要将防止光污染的规定、措施和技术指标落实到工程上，严格限制光污染的产生。

3.灯光是城市景观照明的灵魂

城市景观照明已从照得亮发展到照得美，具有了艺术品位且融入光文化理念，并要具有安全、节能和环保。如今城市灯光环境已不仅停留在用灯光来美化城市，同时还开始以文化视野来营造和评估整个城市的灯光布局。依据自然的、人文的、历史的、经济的、现代的特定环境，实施艺术化、科技化照明手段，梳理构景元素，把握光与影，光与色的适度关系，用光语言、光绘画、光韵律、光雕刻进行艺术编辑，把蕴含着的寓意表现出来，这就是城市景观照明的内涵和宏观上的定位。用光的语言，解读建筑艺术的灵魂，述说建筑设计理念和艺术追求；用光的色彩赋予光环境情感意识；用光的节奏展现动静变化；用光的功能特性塑造形象、构建空间、强化明暗对比、突出重点、表现细节，构画一幅幅生动的画面，使自然亲和、激情活力的现代生活情趣展示得淋漓尽致，使城市个性、文化特色、艺术风格、人文景观展示得明明白白，使人们的情操在潜移默化之中得到陶冶与升华。

在夜间用灯光将具有重要历史价值和高层艺术品位的建筑物照亮，能集中地展现一个城市的文化风貌，令城市居民引以为自豪，给旅游者美好深刻的印象。在商业区五光十色、变幻流动的彩灯广告，耀眼生辉的橱窗照明与映照建筑立面的夜景灯光交织在一起，强烈地吸引顾客并激发他们的购物热情。园林里的亭台楼阁用灯光精心装点起来，不但创造出了赏心悦目的艺术景观，也延长并扩大了游人夜晚休息娱乐的时间和空间。景观照明的这些重要作用已使它成为城市建筑设施不可缺少的组成部分，因而也是城市规划、建筑设计中必须考虑的一项工作内容。灯光在景观照明中的表现力表现在以下几个方面：

①光塑造形象。物的形象只有在光的作用下才能被视觉感知，正确地布光（指光量，光的性质和方向）能加强建筑造型的三维立体感，提升艺术效果。

②光构建的空间。明和暗的差异可自然地形成不同空间划分的心理暗示。光的微妙强弱变化即可造就空间的层次感。

③光渲染气氛。晴日当空，阴雨连绵，雷鸣闪电带会给人们不同的心情，这其中光的变故起着重要作用。光渲染的气氛对人的心理状态和光环境的艺术感染力有着决定性的影响。

④光突出重点。没有重点就没有艺术而落入平庸，强化光的明暗对比能把表现的艺术形象或细节实现出来，形成抢眼的视觉中心。极高的对比产生的艺术效果，能够令人激动。

⑤光演现色彩。显色性好的人工光源可以像自然光一样真实地演现环境、人和物的缤纷色彩；显色性差的灯则造成颜色变异，丧失环境色彩的魅力。彩色灯光赋于光环境情感意识，使一些颜色明亮，但也会使一些颜色受到扭曲。

⑥光装饰环境。光和影可编织图案，光洁材料反射光和折射光可产生的晶莹光辉，光有节奏地动态变化，灯具的优美造型都是装饰环境的元素和引人入胜的艺术焦点。随着灯光装饰照明层次的提高，对不断提升景观灯光的品位、创新灯光艺术感召力的探索是永无止境的。这其中要正确把握好以下几种装饰照明：

●灯光雕塑。它通过灯光材料的堆砌并做成一定的艺术造型，使之在夜晚从内部发出光线，形成特有的白天所不可能获得的灯光造型，成为发光的艺术作品。

●雕塑照明。它利用外部设置在不同位置的灯具发出的光线获得亮度，通过光线的分布和反射光的强弱，反映雕塑作品的材质纹理并勾勒外形，从而获得艺术的效果。当然，其基础是具有艺术内涵的雕塑作品是必不可少的载体。

●灯光墙幕。通过在一段围墙上采用光源刻画的图案内容并配以特定主题。在一条走廊的围墙上设置艺术作品并配以射灯照明，可形成一条伴有一定主题内容和艺术表现的灯光走廊。

●都市驿站。它通过在文化广场、文化街区或步行商业街设置的艺术庭院灯，为行人提供购物观光即时小憩，繁忙中见宁静的气氛。

●灯光广告作为推介商品的一种表现手法，已被当代社会广为采用。灯光广告以绚丽多彩、生动逼真的形态，耀眼夺目的照明为夜幕下的街市营造了繁华，增添了情趣。它已成为现代化城市商业繁荣的标志之一。

广告灯光应是亮和动的最佳组合，只有这样才能达到吸引人注意和美化环境的双重作用。常用的光源有白炽灯、卤钨灯、荧光灯、霓虹灯等，户外大型广告牌通常用金卤投光灯将版面高强度均匀照亮，形成高亮的震撼效果。广告箱一般用白炽灯或荧光灯装设内部，成为内照式广告牌；霓虹灯广告牌是以霓虹灯作为广告的装饰光源，用霓虹灯管构成文字和图案，通过管内所用的气体及灯管颜色不同，使霓虹灯发出不同颜色的光，借助控制系统使广告牌时通时断，闪烁发光，变换各种图案，达到广告效果。

未来户外广告标识市场，LED技术会与霓虹灯相互补充，LED光源以其节能、寿命长等显著优点，在户外广告照明中充当越来越重要的角色。内置LED光源的立体发光字具有极佳的视觉感染力，并且其色彩柔和、动感效果丰富。同时LED采用低电压运行，安全可靠，在使用寿命和维护成本方面，相对于霓虹灯等其他光源来说具有无可比拟的优势。因此，可以预见节能、长寿、低维护成本的LED光源将会成为广告照明的主流光源。