建筑玻璃幕墻外立面LED照明建筑化設(shè)計應(yīng)用

陳慧學

[摘要] LED作為照明光源正被大量應(yīng)用到建筑物外觀照明之中，而照明與建筑的一體化設(shè)計也倍受關(guān)注，因此LED建筑化照明正成為夜景照明的應(yīng)用趨勢。而建筑外立面的材料和構(gòu)造形式的最新發(fā)展也對LED建筑化照明提出了更多的要求。本文對于當代常用建筑外立面材料及其構(gòu)造方式進行了分析，并探討了應(yīng)用于不同形式建筑外立面的LED建筑化照明方式。

[關(guān)鍵詞]建筑化照明;LED照明;一體化設(shè)計;立面照明 文章編號：2095-4085（2015）01-0025-02

近些年LED在照明工程中的應(yīng)用越來越廣泛，LED產(chǎn)業(yè)及市場規(guī)?？焖偬嵘?。數(shù)據(jù)顯示2014年中國僅景觀照明市場規(guī)模就超過7億元。雖然LED的應(yīng)用規(guī)模正在不斷提升，但是可以看到其在實際應(yīng)用中仍然存在著不少問題。從建筑設(shè)計與藝術(shù)的角度來看，燈具尺寸與建筑模數(shù)不匹配、燈具表面材料選擇不當、亮度過高、色彩變化過于劇烈等問題都導致了照明效果的差強人意。這些問題基本可以歸結(jié)為LED照明建筑化應(yīng)用程度低下，導致照明工程的結(jié)果不盡如人意。LED的發(fā)展不能只求數(shù)量而忽視其應(yīng)用的品質(zhì)。在LED高速發(fā)展的同時，仍然需要在制造、設(shè)計和施工維護各個環(huán)節(jié)注重品質(zhì)，以進一步提升工程質(zhì)量。因此LED照明建筑化設(shè)計應(yīng)成為照明工程的一項重要環(huán)節(jié)。

1 LED與建筑化照明

LED建筑化照明即將LED光源或燈具與建筑外立面、室內(nèi)空間、景觀元素構(gòu)件融為一體的夜景照明方法。LED在建筑化照明的應(yīng)用上擁有十分杰出的優(yōu)勢。首先LED光源由于其體積小巧，比其他光源更容易隱藏在建筑構(gòu)件之中，讓燈具更符合建筑空間的需要。其次LED光源壽命相對較長，可達5萬小時，這一特點保證了燈具能在較長時間內(nèi)可做到免維護。另外由于LED的輸入電壓為低壓電。LED光源便更容易直接融入到建筑構(gòu)件之中。使用LED光源不僅僅是要替換傳統(tǒng)光源，更利用其獨有的特點來創(chuàng)造出專屬于它本身的照明設(shè)計及構(gòu)造方案。

2 建筑立面LED照明建筑化的方式

LED在建筑室外照明中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在與建筑外墻的一體化應(yīng)用上。根據(jù)建筑物的外立面構(gòu)造形式和材料的不同，LED的建筑化照明應(yīng)用方式也會有所不同。一般對于建筑物來說外墻的材料有玻璃、金屬、石材、混凝土、木材、塑料、紙質(zhì)以及其他特殊材料。LED照明的結(jié)合部位往往在建筑表面的材料上與外表面形成一體或者在支撐外表面的骨架之上。

2.1玻璃材料

玻璃材料對于照明燈具隱藏性的要求比較高，而同時也更容易表現(xiàn)光。對于當今大量的玻璃幕墻建筑來說，建筑化照明的要求更為突出。對于玻璃幕墻來說，LED燈具在白天不能成為影響室內(nèi)人員觀景的阻礙因素。因此，玻璃幕墻的LED照明通?？梢詺w納為三種：燈具與玻璃明框結(jié)合;燈具與幕墻骨架結(jié)合，或與室內(nèi)構(gòu)件結(jié)合;LED燈具與半透明玻璃材質(zhì)的結(jié)合。

對于磨砂玻璃和鍍膜玻璃，利用其半透明的特性，可以直接在玻璃構(gòu)建之后安裝LED照明燈具，將外層玻璃作為光線的承載材料。半透明玻璃能將光線變得更為柔和，避免強烈眩光對人眼的刺激。也能將彩色光混合得更為均勻。玻璃在作為外立面圍護結(jié)構(gòu)的同時，也成為了發(fā)光的材料。其構(gòu)造方式可以在建筑結(jié)構(gòu)上安裝金屬構(gòu)架用以支撐玻璃圍護結(jié)構(gòu)，同時將LED燈具安裝在金屬構(gòu)架上。外層玻璃在白天可以用以遮擋燈具，在夜間則成為光線的承載體。

2.2磚、石材和混凝土外墻

對于磚、石材和混凝土外墻的建筑物來說，一般采用兩種照明方式。一種是嵌入式的LED燈具，這類燈具在外立面上，以點光源的形式作為景觀照明，這種方式能夠很好地與建筑立面結(jié)合在一起。

另一種常用于磚、石材和混凝土立面的照明方式是LED投光照明。LED燈具若要和石材里面有機結(jié)合，則需要隱藏在立面的細部構(gòu)件之后。比如建筑的挑檐、雨篷或其他裝飾或功能性的突出物。由于LED燈具小巧，更容易隱藏在這些構(gòu)件之后，比其他光源更容易實現(xiàn)建筑化照明。需要注意的是由于此類安裝方式，燈具距離建筑里面較近，需要特別設(shè)計燈具的配光，以保證光線能夠較為均勻地投向建筑，避免在近燈處形成強烈光斑，而較遠處則得不到照明。

2.3立面塑料

對于透明塑料表面的建筑物，常用的材料有PVC材料、聚酯、PTFE和ETFE材料等。一般的構(gòu)造形式有塑料薄板和鑲板、張拉結(jié)構(gòu)、充氣式結(jié)構(gòu)和篷式結(jié)構(gòu)等。透明塑料較高的透光性決定這類材料較適合于非投光照明的內(nèi)透光的照明方式。特別是半透明的塑料材料由于本身能夠承載光線，因此能夠創(chuàng)造出較為均勻的光線效果。由塑料材料的構(gòu)造方式可以看出，其支撐構(gòu)件往往能成為燈具的安裝部位?；蛘咧苯映蔀檎彰鲗ο?，透過外立面表現(xiàn)出來。

2.4金屬外立面

金屬建筑立面的構(gòu)造有金屬板、鉆孔金屬板以及金屬網(wǎng)等類型。常用材料包含了耐蝕鋼、青銅、鉛、鋁、黃銅以及鈦一鋅合金。由于金屬材料立面構(gòu)件通常通過預(yù)制加工的方式生產(chǎn)，因此尺寸可以精確控制。相比其他材料更易與照明器件結(jié)合形成體預(yù)制構(gòu)件而提高照明的建筑化程度。金屬面材和金屬骨架（梁、柱等）都可以成為建筑化照明的結(jié)合點。較高的可預(yù)制化程度允許金屬立面以不同的形式出現(xiàn)，如板、錢箱、百葉片形式等，也給了建筑化照明的實現(xiàn)提供了更多的可能性。一些特殊的金屬編制網(wǎng)為了照明的需要而織入整體光學纖維，將照明燈具和立面構(gòu)成材料結(jié)合成為同一構(gòu)件。

2.5木材外立面

木材可以通過加工被制造成大小各異的飾面材.料。這些飾面材料按照一定的順序排列往往能在立面上形成特殊的視覺效果。常用的木材和木制品的類型包括原木和圓構(gòu)件、膠合層壓木、異型板、木瓦和木塊板、層壓飾面木、結(jié)構(gòu)飾面木、碎屑板、木纖維板以及水泥纖維板等。木材相比其他材料更易于加工，其本身可以成為照明所表現(xiàn)的元素，也可以作為照明燈具所依附的結(jié)構(gòu)。木材立面的照明建筑化應(yīng)用更為靈活。條形木材可以開槽，將低功率LED燈具嵌入其中，也可以利用木百葉立面遮擋燈具，而同時照亮百葉后的立面，并透過百葉的空隙透出光，形成內(nèi)透光的效果。也可以在木材空隙之間利用LED小巧的特點進行照明。

3 結(jié)論

建筑立面的構(gòu)造方式多樣，所用的材料也各不相同。在考慮燈具安裝部位的時候，必須以最終照明效果為目標，對立面構(gòu)造方式進行分析。利用LED小巧的尺寸將燈具與建筑構(gòu)件結(jié)合為一體。可以選擇將半透明材料作為光的承載體，也可以利用建筑構(gòu)件反射光線，或者直接將燈具作為表現(xiàn)元素形成媒體立面。大致上LED建筑外立面建筑化照明的構(gòu)造方式可分為l立面材料嵌入方式，2立面材料投光方式，3雙層表皮內(nèi)透方式，4表現(xiàn)支撐構(gòu)件的方式等。另外，LED照明的建筑化應(yīng)用也要求照明設(shè)計師更早地介入到工程項目中，并配合建筑師共同實現(xiàn)高品質(zhì)的建筑設(shè)計和照明設(shè)計。對于大量應(yīng)用標準預(yù)制構(gòu)件進行建造的建筑來說，將景觀照明與構(gòu)件結(jié)合在一起，預(yù)先在工廠制作，在現(xiàn)場僅需簡單的組裝對這類建筑來說將會更精確、快速地完成建設(shè)。這也是未來LED建筑化照明方式研究一個重要方面。

參考文獻：

[1]肖輝.夜景照明的術(shù)語和定義[M].照明工程學報，2013 （15）：55-59.

[2]范西，城市照明設(shè)計[M].遼寧科學技術(shù)出版社，2013.