1.基础调研与设计构思
基础调研首先通过检索规划资料和实地考察了解基本情况,以形成景观照明的初步构思:
①设计对象在城市中所处的地理位置,与周围建筑、道路、桥梁、绿化的相对空间关系。
②建筑物是在山坡还是在平地,前面有没有广场、水面,还是临街而建,研究最佳视点的位置和视线方向。
③设计对象周围景观照明水平的高低及特色。
④分析照明对象的建筑风格和形象特征,根据建筑物的造型、饰面颜色和材料、装饰细部等特点,确定照明重点,形成夜景形象的初步构思。
对于一般城区,通过对景观照明区划分,建立从宏观到微观及空间的全覆盖的景观照明规划平台。按地块功能属性、空间形态和景观关系提出相应量化照明标准。对城市重要的轴线、路径、区域、节点等,进行梳理排序,合理选择,建立清晰的城市景观照明架构。架构的选择要兼顾空间形象和市民活动,突出展示城市轴线。对架构中的区域提出对应的景观照明规划要点,指导下一步设计方案的编制。
在对城市物质载体夜间形象进行规划时,也考虑人的夜间活动场所的分布、夜间游览路径及重大节日庆典场所的照明,以丰富城市景观照明体系。
以最少的资源实现在不降低景观质量和不破坏自然资源基础上的绿色照明。分区制定照明载体亮度水平及动态分布要求,防止光干扰,减少逸散光,防治光污染。分区制定合理的照明载体功率密度标准,以节约能源。
城市景观照明是艺术和技术的完美结合,其中技术是基础,艺术需要技术的支持,而艺术则是在完善的技术基础上的完美延伸。在景观照明设计过程中,应注意以下事项:
①景观照明的目标是使景观照明与景观协调,因景而宜,因建筑特色而宜,达到美化环境的目的。同时,要注意人性化和智能化。景观照明艺术必须通过光和照明,才能被赋予生命的活力。
②景观照明设计应该柔性化,做到白天美化,夜间艺术亮化。未来的景观亮化,势必跳出简单的勾边、跑动的俗套,将结合LED固态光源的优点,提供高质量、高品位的亮化工程和产品。对于通过发光体自身的亮度和位置来勾勒建筑外廓形体或装点建筑立面的照明方式,除了应考虑作为被照对象的建筑体量和风格是否适于采用这种照明方法之外,还应该让灯具的亮度与被照明对象的表面亮度保有一定的关系。也就是说,除了让人们看到有明亮的照明灯具构成的图案之外,还应让观赏者知晓建筑的大致形体和形态,而不能让一些孤零零的亮线或光点再莫名其妙地悬浮在空中或是呆板地把建筑立面统统照亮。
③通过附着在建筑物上的发光体的亮度和图案来构建夜景观时,应注意控制灯具表面亮度及灯具照明方向与观赏者视线的关系,因为建筑物夜景属于城市街道的尺度范畴,人们会从很多的位置和方向来观赏。也就是说,会有很多的观看距离和观景视线方向,因此,需要在灯具设计和灯具安装方面进行综合的考虑。选择光束十分集中的光源制成的灯具能在各种角度和距离都给人提供满意的景观。所以,在工程正式实施前进行照明效果试验,对于景观照明工程项目来说是非常必要的。
④应对景观照明工程中使用的照明产品进行有关经济性方面的论证,综合考虑技术先进性和可靠性、建设成本、维护管理等相关问题。照明灯具的散热、防水和防雷电也是关键问题,应特别予以重视,并应该将散热、防水和防雷电措施形成一个技术文件,作为设计方案的一个组成部分。
景观照明是一项技术性和艺术性完美结合的工程,需要照明电气工程师和景观照明设计师协同合作,从设计理念、创意抓起,并细化技术方案,使每一个景观照明都成为城市中一道美丽的风景。
2.城市景观照明方式
采用何种照明方式并无固定模式,最重要的是在分析被照对象的功能、特征、风格、周围景观条件、观看的最佳视点和视距的基础上,根据被照建筑物的景观元素的要点,结构形式,照明载体的形体特征、材质特性和所要表达的内涵、艺术特点、环境条件等科学合理地选择照明方式。在规划设计中主要采用泛光照明、轮廓照明、内透光照明,这几种照明方式的特点见表1-6。
表1-6 建筑物景观照明方式
设计中要慎用大面积泛光照明,合理使用内透光照明、轮廓照明等高效节电照明技术和方法。例如为了节能,玻璃幕墙以及外立面透光面积较大或表面反射比小于20%的建筑,不宜使用泛光照明,宜选用内透光照明或利用自发光材料照明。使用内透光照明应注意内透光和环境光的亮度和光色保持协调,防止内透光产生光污染。
3.照度标准
景观照明的照度值与建筑物外装材料、周围环境明暗程度、建筑物性质和特点等因素有关,应根据被照场所的功能、性质、环境区域亮度、表面装饰材料及所在城市的规模等,确定所需的照度或亮度的标准值。表1-7为《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16—2008)给出的参考值。
表1-7 城市景观照度参考值
另外,根据中华人民共和国建设部关于实施《节约能源——城市绿色照明示范工程》评价指标(建城[2004]97号)的要求,需注意以下两个方面:
①居住建筑窗户上的照度和室内直接看到发光体(光源或灯具)的光强不得超过表1-8中的规定值。
表1-8 住宅建筑控制干扰光的照度、光强和亮度规定值
②建筑或构筑物使用泛光照明灯具的上射光通量和总光通量比值(ULR)在风景区为零;城市低亮度(≤4cd/m2)区为5%;城填中等亮度(≤6cd/m2)区为15%;城市中心的亮度(12cd/m2)区为商业区等为25%。
4.光源、灯具的选择
(1)光源的选择
景观照明光源的质量和合理选用是保证其照明效果的首要条件,设计中通过光源的光效、色温、色调、显色性、寿命、光源功率等因素选用光源。光源的节能主要取决于它的发光效率,但又不能单纯地从光效出发,应以光效为主,综合考虑光色、寿命及价格等相关因素选用性能价格比高的光源。选用的光源应符合相应光源能效标准规定的能效限定值的产品。对照明光源的基本要求应满足以下几点:(www.xing528.com)
①光源的寿命。景观照明光源应充分考虑气候影响。另外,由于室外灯具安装场所的环境较复杂,维修维护比较困难,所以应选择长寿命光源。
②光源的效率。高光效光源有利于照明节能。
③光源的色温与显色性。光源的光色对于不同的地区、不同的被照物有不同的运用手法,一般热带地区光源宜采用偏低色温,寒冷地区宜采用偏高色温,在商铺的橱窗和被照物体需要逼真地显示某些部位时,对光源的显色性有较高要求。色温光色与气氛关系式:一般色温大于5000K(带蓝的白色)时有清凉冷的感觉;色温为3300~5000K(白)时有爽快的感觉;色温小于3300K(带红的白色)时有稳重温暖的感觉。
色温与亮度的关系是:在高色温光源照射下,如亮度不高则给人们有一种阴沉的气氛,低色温光源照射下,亮度过高会给人们有一种闷热的感觉。景观照明常用光源技术指标,见表1-9。
表1-9 常用光源技术指标
(2)灯具的选择
灯具是用来固定和保护光源的,并调整光源光线的投射方向,以使照明景观获得合理的光分布。灯具的质量和合理选用也是保证景观照明效果的关键。灯具性能对节能至关重要,这主要是指灯具效率和配光作用。灯具的主要特性有配光性能、灯具效率、防止眩光特性。虽采用高光效光源,但如果配光不合理,灯具效率低也不能充分利用光源所发出的光。因灯具最终所利用的光通量是随灯具的效率和利用系数而变化的,所以只有使用光效和利用系数高的灯具,才能充分利用光源发出的光通量,才能真正达到节能的目的。选择的标准是注重美学、功能和机械特性的统一。在选择灯具时需要考虑的问题是:每个灯具是否配备了合适功率的光源;每个灯具是否可以更换不同的光源;灯具的可调节性如何;灯具表面的眩光是否得到很好的控制;灯具是否易于安装等。对灯具的要求主要包括:光学特性、机械特性、电气性能。
①光学特性主要有:光束峰值光强、光束角度、截光角度、光束效率、光强分布曲线及光源的额定光通量。应根据被照物体的体形、被照面面积、要达到的效果及灯具安装位置、高度等选择合适的灯具。灯具的光束角表示光束照射的范围,窄光束照射的远,宽光束照射的近。表1-10说明了按光束角分类的灯具和应用范围。
表1-10 灯具分类
②灯具的机械特性主要有:应便于灯具在水平及垂直方向进行调节,并具有牢固可靠的锁紧装置;应具有良好的耐腐蚀性能,灯具的防尘、防水等级应不低IP55。
③灯具电气性能主要有:景观照明的灯具均安装在室外,并且高度较低,故灯具必须具有良好的防触电保护,使灯具与保护接地连接。
室外照明灯具的选择应遵守以下基本原则:
①除特殊要求外,一般应尽量采用定型产品,以便于维护更换。
②应采用效率高、品质好的灯具,使用寿命长,维护工作量小,有利节能的产品。
③根据照明目标的特点和照明设计要求来选择相适应的光束角。
④应慎用埋地灯,因埋地灯防护等级要求较高,价格较贵,维护较困难,且易产生眩光。大功率埋地灯由于灯具表面温度较高,容易烫伤人员,需采取防护措施。
⑤灯具应具有良好的防腐性能,特别是沿海和污染较严重的地区。
⑥为了保障人身安全,灯具所有带电部位必须采用绝缘材料加以隔离,做好防触电保护。灯具按防触电保护型式共分为四类,即0类灯具、Ⅰ类灯具、Ⅱ类灯具、Ⅲ类灯具。景观照明常用灯具类型及应用场合见表1-11。
表1-11 景观照明常用灯具类型及应用场合
在灯具选型方面,灯具安全性能应符合GB 7000.1—2007《灯具 第1部分:一般要求与试验》的规定。无论灯具安装在什么场所,均不得选用0类灯具(依靠基本绝缘作为防触电保护的灯具)。一般场所应选用Ⅰ类灯具,即防触电保护不仅依靠基本绝缘,而且还包括附加的安全措施,如将易触及的导电部件连接到线路的保护接地导线上,使易触及的导电部件在基本绝缘失效时不致带电。当现场条件所限实在没有或不能实施保护接地的措施时,应采用Ⅱ类及以上的灯具,即防触电保护不仅依靠基本绝缘,而且具有附加的安全措施,如双重绝缘或加强绝缘。安装在过街天桥、各种桥梁上人员可触及处、绿地、防护栏杆(墙)等上的灯具宜选用Ⅲ类灯具,即灯具的电源电压是安全的特低电压,若选用非Ⅲ类灯具则应有防意外触电的保护措施。戏水池内照明设备在水池内部只允许用12V及以下的隔离特低电压供电。
从整体的景观照明灯光考虑,需要使用表面照度不是很高的灯具做人行道的照明,所有灯具不能出现眩光,而且光效要与周围景观协调统一。室外灯具必须要保证使用安全,应选用低压灯具,而且应保证即使灯具破损也不会危及公众安全。灯具应根据使用场所的要求达到相应的防护等级,室外安装的灯具的防护等级应不低于IP55,在有遮挡的棚或檐下灯具可选用IP54;埋地灯具的防护等级应不低于IP67,水下灯具的防护等级应不低于IP68。
另外,灯具外形应美观,表面颜色要和景观协调,体积要小、重量要轻,以便于安装、维护和管理。在确保照明效果的前提下,应避免眩光的影响。尤其底层灯具,灯架可能较低或者落地安装,灯具的遮光角应保证不对行人或汽车驾驶员产生眩光影响。
(3)灯位的确定
灯具位置的确定主要取决于所选灯具的光学特性、观察点的相对位置、被照面到灯具的距离、被照物表面特性、景观环境情况以及预期的照明效果等。在CIE推荐的昏暗的、中等的和明亮的夜视景观中,建筑物主立面的平均亮度分别为4cd/m2、6cd/m2、12cd/m2。当整个被照面为平面时,要使被照面具有立体感,光线不应垂直照射在被照面上。光线应倾斜入射到表面上,入射角一般取60°~85°;当整个被照面有深凹部分时,光线入射角一般取0°~60°;如要着重表现上面的细部结构时,入射角应取80°~85°。
现场调查观察白天建筑物的形象和艺术效果,在现实景观中加深对设计对象的知觉和理解,寻找实际可行的布灯地点。根据光影造型要求和现场调查资料选定布灯地点。按理想布灯方式如有困难,只能从实际出发,采用相对合理的折中方案。
对于可延伸的LED灯具,要注意复核可延伸的最大数量,不可超量串接安装和使用,否则会烧毁控制器或灯具。根据灯具的不同规格,LED灯带最大串接长度为15~100m不等,LED轮廓灯最大串接数量为30~50套。
在安装LED灯具时,如果遇到玻璃等不可打孔的地方,切不可使用胶水等直接固定,必须架设铁架或铝合金架后用螺钉固定;螺钉固定时不可随意减少螺钉数量,应安装牢固可靠,不能有飘动、摆动和松脱等现象。切不可将灯具安装于易燃、易爆的环境中,并保证LED灯具有一定的散热空间。需要的灯具数及灯功率可按式(1-1)计算:
N=E×A/η×F×K(1-1)式中,N为灯具的数量(个);E为建筑物上面平均照度(lx);A为被照面面积;η为灯具的效率;F为光通量(lm);K为维护系数,一般取0.7~0.8。
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