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  • 户外环境照明设计中的功效学 2007/11/30 11:59:00

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    不当的垂直面照度,产生轮廓效应。 恰当的垂直面照度,可看清细节。

    案件概况:

      摘要:在当今全国范围内进行户外环境照明设计的大环境下,如何提高环境照明的质量、真正达到照明的目的,是一个急需引起大家重视的研究课题。通过一段时间以来的设计实践,结合国际照明界的发展趋势,本文从照明的功效学角度出发,提出了在进行户外景观照明设计时,怎样才能既会处理好广场、步行街道、道路、商业区、建筑物的照明功能,又会统筹合理地通过对灯具光线的控制,来增加城市美感、减少光污染、提高安全性,等等。

      关键词:照明设计 光污染 眩光

      随着社会的进步和发展,人们在户外的活动时间从白天向夜晚延续为此对户外环境提出了更高的要求。当夜幕降临,首先要保证户外活动的安全,不论在大城市还是在小城镇、街道、购物区、步行街、休闲区等各个场所都需要照明;同时,在部分场合,为了装饰的目的,突出某一个主题、促进商业的需要、体现某种精神、取得公众的认可,也非常需要环境景观照明。当然,在这种户外环境照明的设计、实施时,也出现了一些问题。如:为了把建筑物立面照明,大量投光灯把城市的天空照得太亮,造成城市光的污染(Sky Glow),从图1可以看到我国及周边地区的夜间城市上空的亮度情况,我们再也无法如儿童时代那样,遥望天空,数着星星。另外,大量的路灯灯光侵入居民家里,影响居民的休息入睡;过分的绿化环境灯光影响植物本身的生物时钟;大量的照明消耗着宝贵的能源,等等。所以说,环境是人类生活着的环境,我们所做的照明,也应该是为人类活动需要出发,以满足人们的需要为前提,综合考虑。从设计开始,制造厂商、贸易伙伴、采购部门、决策机关及相应的部门统筹兼顾,营造出一个符合人类真正所需的照明环境。

      为此,在实施户外环境照明设计时,我们应遵循如下的基本原则:

      1,首先应从宏观出发,了解城市规划、商业街、住宅区、城市交通主干道规划:将总体的夜景照明与整个城市和谐与统一地进行规划,反映城市的轮廓线。根据需要,把整个城市的夜景照明细分为:交通主干道、城市街道、商业区、广场、建筑物立面等等,针对每一个场合在服从整体照明规划的前提下,深入细化。

      2,把道路、建筑物、街景等作为统一整体来考虑,把城市道路照明与道路旁照明一起加以设计,利用大型街灯的功能与形式,既为道路提供照明,又为周边的环境提供照明。要注重垂直面照度。一般不单独为路边绿化再添加过多的灯具,把功能与形式进一步统一起来。

      道路照明,首先要满足交通安全的需要,包括两个方面,行人的安全及移动车辆的安全。除了需要一定的水平面照度以外,要考虑垂直面空间的照度、亮度,以满足安全的需要,避免产生移动物体的轮廓效应,看不清细节。应严格遵循CIE(国际照明委员会)、IES(北美照明学会)有关城市道路分类及相应的照明要求标准。在此前提下,考虑灯具形式与周围环境的融合。结合环境的定位,恰当选择灯具的造型,使之和谐统一。

      不当的垂直面照度,产生轮廓效应。 恰当的垂直面照度,可看清细节。

      有关建筑物的照明,应该从城市轮廓线、区域定位、个体特征统筹考虑。在建筑物的中部不应该过分强调,主要利用街景余光或室内透光及隐藏于建筑中的灯具来作照明。灯具上造型与功能的统一,在造型与周围环境相协调的基础上,采用科学的设计和计算。避免在建筑物表面安装过多的灯具,破坏建筑物的立面。特别注意眩光的产生,包括天空光污染、用户的光侵入等等。

      3,大型广场、主要交通枢纽地带的的高杆照明系统:

    高杆照明系统有效地解决了传统照明的局限,提出了新的照明方案,减少了设备,降低了维护费用,扩大了视觉范围,等等。但目前的高杆照明还应进一步改进,用专业的高杆照明灯具代替传统的投光灯具,在以下几方面可获得进一步的改进:

      A,降低眩光。

      B,获得足够的垂直面照度和水平面照度。

      C,均匀度控制在一定的范围之内。

      D,稳定的运行,有效延长照明系统的寿命。

      E,便于维护,延长维护周期。

      间接明了的广场照明

      4,经典景观道路照明:

      具有一定历史传统的道路,照明灯具既要融合到周围环境中去,同时,在不同的季节,提供足够的道路照明和环境照明。当夏天来临,应考虑道路两旁的树木及绿叶会遮挡住目前的灯具,影响照明。如能改变目前这种照明方式,降低灯杆高度及安装位置:灯杆高度控制在4米-5米,位置位于两颗树中间,再安装具有玻璃棱镜照明系统的灯具,采用TYPE3(3类配光曲线),既在道路上获得一定的水平照度、垂直照度和均匀度;在道路的人行道上,也获得相应的照明条件。

      5,商业街城市横跨道路的广告照明:

    应统一照明方式,从灯具的形式确定、安装位置、色彩确定灯方面统筹考虑。灯具的形式尽量简单、以便融合到环境中去。同时,明确照明方面的指标:如照度、均匀度、光色等。

      6,动态变化:

      把舞台照明中的变化概念运用到城市环境照明之中。在部分地区,除了霓虹灯一类照明系统所产生闪烁跳跃的变化以外,还要有整个建筑、环境的的照明颜色动态的变化。它的寓意在于:把整个城市夜景比作一个舞台,用照明来反映主体活动的变化,等等。

      在城市户外环境照明的设计实施时,如何和谐统筹考虑,从人的功效学出发,避免天空光污染、光侵入,在全球范围内引起了重视。为此,在北美成立了IDA (International Dark Sky Association),即国际暗天空组织。在实施户外环境照明设计时, 在选择照明的方式时,严格按照4种灯具的分类标准,即完全截光、截光、半截光和非截光。了解他们的优点、缺点,恰当的运用好。

      完全截光:90o以上无光通量,80o—90o任何位置的光强在数值上不超过灯具内光源光通量的10%。

      截光:90o以上任何位置的光强在数值上不超过灯具内光源光通量的2.5%。80o—90o任何位 置的光强在数值上不超过灯具内光源光通量的10%。

      半截光:90o以上任何位置的光强在数值上不超过灯具内光源光通量的5%。80o—90o任何位 置的光强在数值上不超过灯具内光源光通量的20%。

      所以说,我们在进行户外环境照明设计时,应从人的功效出发,避免走两个极端,即:过分的功能主义:只讲究照度、亮度,忽略照明的美观;以及过分的形式主义:追求美观,忽略照明的科学性。我们应记住这样一局话:”Light to see, light to be seen”。即把功能与形式做到完美的统一,以体现出人的需求。
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