設(shè)計在建筑中應(yīng)用的必要性與問題分析

鄭琪　耿濤

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，城市夜間生活的日益豐富以及人民大眾文化品位的提高，城市及建筑物的光設(shè)計正日益受到人們的重視。但是目前由于技術(shù)和理論的局限性，這一領(lǐng)域正處于一個由無序到系統(tǒng)化的過渡階段，而建筑光設(shè)計領(lǐng)域也缺乏有力的理論指導(dǎo)，導(dǎo)致城市建筑光應(yīng)用出現(xiàn)了很多問題。本文具體分析了光設(shè)計在現(xiàn)階段的建筑應(yīng)用中存在的具體問題，并從多種角度闡述了建筑中的光環(huán)境應(yīng)用的必要性與價值體現(xiàn)，介紹了建筑應(yīng)用中應(yīng)該遵循的光設(shè)計的功能性、美學(xué)性和綠色性原則，并期待未來建筑中光設(shè)計領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光設(shè)計 建筑 必要性 問題分析

中圖分類號：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2019）08-0090-03

一、光設(shè)計在建筑中應(yīng)用的必要性與問題研究

（一）現(xiàn)階段建筑應(yīng)用中照明設(shè)計的多樣性

自托馬斯·阿爾瓦·愛迪生1879年發(fā)明了電燈以后，人類對于物理照明的應(yīng)用進(jìn)行了不斷的探究，“光設(shè)計”不僅僅只運用于室內(nèi)的基本生活照明，也逐步發(fā)展向室外的建筑照明設(shè)計。21世紀(jì)由于社會的融合與創(chuàng)新，計算機科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，使得現(xiàn)階段建筑應(yīng)用中的照明設(shè)計在觀念、形式、功能上都產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)變。

1.觀念上的轉(zhuǎn)變

科學(xué)進(jìn)步，城市發(fā)展，建筑應(yīng)用中的照明設(shè)計已經(jīng)發(fā)展為一種“非物質(zhì)”的觀念。實現(xiàn)了生活的物質(zhì)基礎(chǔ)后，人們對非物質(zhì)的精神層面的追求越來越高，建筑的燈光設(shè)計更多的是表現(xiàn)建筑的文化內(nèi)涵，表達(dá)其某種個性。而在對建筑“光設(shè)計”的過程中，現(xiàn)代科技的發(fā)展也推動照明系統(tǒng)的實現(xiàn)。建立在計算機的媒介上，“光設(shè)計”初期可以跨越物質(zhì)層面對其后期預(yù)想的效果進(jìn)行模型建立，通過多次模擬實驗，以求得合理且經(jīng)濟(jì)的照明系統(tǒng)，這使得建筑室內(nèi)外照明系統(tǒng)的搭建減少巨大的利益成本。

2.形式上的轉(zhuǎn)變

建筑照明的形式上，以材料與照明方式的改變最為突出。通過改變照明的角度、光通量、顯色性和材質(zhì)等物理量，結(jié)合建筑本身的文化特征，創(chuàng)造出建筑室內(nèi)外不同的“光設(shè)計”效果。相比于以往的建筑光設(shè)計形式，現(xiàn)代的光設(shè)計形式在很大程度上進(jìn)行了改進(jìn)，燈具的造型、光源的選擇、以及現(xiàn)代建筑材料的對比上都有了更多的選擇性。

3.功能上的轉(zhuǎn)變

建筑的“光設(shè)計”是現(xiàn)代城市商業(yè)化的產(chǎn)物，建筑物理照明已經(jīng)從最初的基本照明轉(zhuǎn)化為更加融合于城市環(huán)境的氛圍照明，不僅滿足于夜環(huán)境的指引作用，更是突出了燈光的藝術(shù)氛圍的創(chuàng)造，突出建筑的形式感和層次感，已達(dá)到建筑文化與人們精神的結(jié)合，在夜間傳達(dá)著建筑本身的個性特征。而建筑的層次感可以通過改變照明方式、調(diào)整照明角度、合理搭配燈光顏色等方法獲得。

（二）光設(shè)計在建筑應(yīng)用中的現(xiàn)狀與問題分析

現(xiàn)階段城市建筑應(yīng)用中的“光設(shè)計”應(yīng)用廣泛，國內(nèi)外的發(fā)展也十分迅速。但作為一個新的領(lǐng)域，在發(fā)展的過程中也難免出現(xiàn)很多問題，諸如因為對可再生能源的利用不充分而產(chǎn)生的物理光源的利用不全面、因為技術(shù)的局限性而產(chǎn)生照明的整體系統(tǒng)不夠完整、因為對照明系統(tǒng)的不合理利用而產(chǎn)生的光污染現(xiàn)象和因為城市基礎(chǔ)不平衡而出現(xiàn)的地域性等問題。從多層次分析問題如以下幾點：

1.從設(shè)計層面分析

由于建筑設(shè)計與后期的照明設(shè)計是不同的兩個領(lǐng)域，很容易造成設(shè)計的脫節(jié)，也因此導(dǎo)致了現(xiàn)在的建筑風(fēng)格和照明風(fēng)格不統(tǒng)一的現(xiàn)象。與國外的照明技術(shù)相比，我國的照明系統(tǒng)更多的建立在照明的理論技術(shù)上的，僅僅通過調(diào)整照明的燈具、照度、光源等參數(shù)化來研究人得視覺感受，并沒有成為一種設(shè)計方法，一種藝術(shù)的、美學(xué)方面的體驗。與此同時，建筑的理論與技術(shù)的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)和材料上也很大的改變，這需要建筑的“光設(shè)計”在多方面的與建筑的形式、結(jié)構(gòu)和文化方面同步。

2.從技術(shù)層面分析

隨著科技的不斷突破，不同形式的光源解放了燈具在造型上的限制，但在實質(zhì)性施工階段，由于建筑立面的材料的不同，燈具的造型和安裝的形式不能與建筑的表面不能貼合，打破了原本的完整性。例如在建筑中采用大量的透明或半透明材質(zhì)，這時燈具的形式就得考慮隱蔽性較高的燈具，安裝的方式可以用燈架外露或者遮蔽物內(nèi)藏的方法，在不打破建筑物表面完整性的同時給到適度的照明。

3.從“光環(huán)境”的整體創(chuàng)造層面分析

建筑是城市的建筑，建筑的照明設(shè)計也應(yīng)該是城市的，是構(gòu)成城市夜景的一個主要的組成部分。在考慮建筑照明的同時，更應(yīng)該關(guān)注的是建筑本身與其周圍環(huán)境的某種互動性，達(dá)到與城市的協(xié)調(diào)性，在整體環(huán)境中表現(xiàn)出建筑本身的特色，而不是將建筑作為一個單一的部分。

（三）光設(shè)計在建筑中應(yīng)用的必要性與價值體現(xiàn)

隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，建筑群體的大量衍生，建筑的“光設(shè)計”越來越受到重視，不僅僅作為城市夜景的基本構(gòu)成元素，更在某種層面上表達(dá)建筑本身的魅力和文化。當(dāng)建筑處于一種黑暗的環(huán)境中，我們不能夠看到建筑本身，更無法對其做出回應(yīng)，建筑中照明設(shè)計的應(yīng)用塑造了建筑的空間感受和文化意涵。

圖1、2為島嶼由紐約當(dāng)代藝術(shù)建筑師Vito-Acconci所設(shè)計，是一座位于河中央的水上劇場，它是格拉茲成為2003歐洲文化之都其中一個項目。夜晚，在燈光的營造下，咖啡吧頓時變成了氣氛迷離的酒吧。劇場和咖啡吧之間，也就是正反兩碗的銜接處，是由斜坡所組成，像是迷宮一樣的過渡空間。

光是世界萬物的一種獨特形態(tài)，是非物質(zhì)的遺存，在現(xiàn)實感官上來說，光是沒有形體科研的，但在照明設(shè)計中，卻是一種可控的、有規(guī)律可循的物質(zhì)形態(tài)。在建筑空間應(yīng)用中，它表達(dá)著一種積極向上的態(tài)度，不僅為人類提供工作面的基礎(chǔ)照明，而且通過技術(shù)對光的控制，我們實現(xiàn)了對光的再設(shè)計，在城市環(huán)境中傳達(dá)建筑本體的魅力，并通過與周圍環(huán)境的融合，形成完整的建筑光環(huán)境。

二、光設(shè)計在建筑中應(yīng)用的設(shè)計原則

（一）功能性應(yīng)用原則

關(guān)于“光設(shè)計”探索的過程中，功能性是第一原則。建筑大師密斯.凡.德羅提出的“少即是多”的理念即使在人類物質(zhì)豐富、計算機科技發(fā)達(dá)的現(xiàn)代仍然是基本的原則，“少”不是簡單，而是對于設(shè)計提出的一個態(tài)度，一個基于功能性上的簡約美學(xué)追求。對于“光”的設(shè)計，我們更多的是去探求一個合理且合適的“度”，避免過多的裝飾性而失去建筑本身的作用，例如在建筑光設(shè)計上大量使用光通量較大和色溫較高的照明系統(tǒng)就會產(chǎn)生夜晚如白晝的現(xiàn)象，甚至使人產(chǎn)生眩光的視覺刺激，造成影響建筑本身功能性的使用。

（二）美學(xué)性設(shè)計原則

在滿足建筑應(yīng)用中照明系統(tǒng)的功能性的同時，我們也要考慮“光”的美學(xué)原則，即形式與功能的統(tǒng)一。但也是由建筑最終所到達(dá)到的目的而定，例如在世界各地舉辦的燈光節(jié)，如圖3、4所示。更關(guān)注場景氛圍的創(chuàng)造，通過對燈的光通量、色溫、顯色性等控制，打造層次豐富的藝術(shù)光環(huán)境。

不同的建筑有其獨特的建筑美學(xué)魅力，而建筑的“光”設(shè)計可以通過照明方式和不同材質(zhì)的物理照明來達(dá)到突出建筑的作用。勒?？虏嘉饕砟暝谒挠斡浿刑岬健疤K萊曼清真寺四個尖塔上的燈鏈，勾勒出該寺那謎一樣的外形”，利用條形燈光勾勒稱呼建筑的外形，以此來烘托寺廟的神秘，和彰顯人們對寺廟的景仰之心。建筑應(yīng)用中光的運用不僅塑造了建筑夜間照明的三維空間，更是賦予了建筑以精神內(nèi)涵。

（三）綠色可持續(xù)原則

建筑“光環(huán)境”的綠色原則即綠色照明原則，綠色照明就是通過科學(xué)的照明設(shè)計，采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品（電光源、燈用電器附件見、燈具、配線器材以及調(diào)光控制和控光器材），改善人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境，充分體現(xiàn)現(xiàn)狀文明的照明。

隨著科技的發(fā)展生活的進(jìn)步，人類對精神世界的不斷追求，燈光的作用也從基本的環(huán)境照明發(fā)展到對精神層面的表達(dá)，對美的感知。在此背景下的建筑照明對于電能使用是十分巨大的，而電能的利用不充分和過度使用而造成“光污染”。

“光污染”出現(xiàn)于上世紀(jì)初期，主要是由于城市夜間用電的不當(dāng)和建筑的照明系統(tǒng)的浪費，而且隨著玻璃建筑幕墻的出現(xiàn)，過度的晝夜光源反射對城市造成光影泛濫，影響市民的正常生活。為了響應(yīng)十八大“美麗中國”的概念，在建筑的光環(huán)境設(shè)計上，設(shè)計師們應(yīng)該掌握好照明工具的照度，了解建筑室內(nèi)外材料的反射系數(shù)，盡量避免不必要的光污染。

三、光設(shè)計在建筑中體現(xiàn)和創(chuàng)造藝術(shù)形式的方法

（一）照明方式創(chuàng)造建筑光設(shè)計的美學(xué)藝術(shù)表現(xiàn)

建筑的“光設(shè)計”以光為媒介，以建筑本身為載體，在建筑的夜景照明中起著關(guān)鍵作用，通過不同的照明方式來體現(xiàn)設(shè)計中的美學(xué)藝術(shù)是創(chuàng)造建筑光環(huán)境的重要手法。在實際的照明工程中，根據(jù)建筑的主題和內(nèi)容，光設(shè)計通常會以某個層次作為照明的主要方式，使其變得具有獨特的美學(xué)形式，在照明層次的劃分中需要考慮以下幾點：

1.主次分明，突出重點

在整體運用建筑面的大面積環(huán)境照明的前提下，確定建筑局部的重點照明（建筑入口、標(biāo)志、裝飾結(jié)構(gòu)、細(xì)節(jié)表現(xiàn)等），使得建筑并不是完全整體的、完全平均的發(fā)光，而是有細(xì)節(jié)、有主次、有節(jié)奏的整體照明系統(tǒng)。

2.照射角度合理，照度適中

建筑照明中的燈具走位很多時候要根據(jù)建筑材質(zhì)和結(jié)構(gòu)而定，照射角度不能垂直于照面，照度要根據(jù)建筑照射面材質(zhì)的反射度調(diào)整適中的光通量，在設(shè)計前期應(yīng)該進(jìn)行多次照射模擬，確定最終方案設(shè)定，選擇出合理的照射方式及角度，盡量照出建筑面原有的質(zhì)感和特點，并利用好燈光對建筑進(jìn)行美化。

3.色彩明快，色溫合理

光的顏色主要是由光源的溫度決定的，色溫越高，光色越冷，一般在實際運用時應(yīng)該與建筑的文化性格相結(jié)合。不同的光源有不同的顏色，其所產(chǎn)生的藝術(shù)美學(xué)效果也是不同的。同時，有色光的表現(xiàn)力很強，所以在表現(xiàn)特殊建筑體系時還要考慮周邊光環(huán)境的因素，盡量避免眩光和光污染現(xiàn)象，減小對周圍環(huán)境和人們生活的影響。

（二）建筑結(jié)構(gòu)照明創(chuàng)造藝術(shù)光設(shè)計構(gòu)圖形式

隨著異形結(jié)構(gòu)建筑的產(chǎn)生，建筑的結(jié)構(gòu)形式也決定了其照明設(shè)計的構(gòu)圖形式。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)在照明設(shè)計中我們可以在相對秩序化的載體上采用規(guī)律性的構(gòu)圖方式，但在異形結(jié)構(gòu)的建筑中，這種規(guī)律性就得根據(jù)建筑的材質(zhì)、三維空間和建筑文化進(jìn)行再排序，以求得一個相對規(guī)律可循的系統(tǒng)參數(shù)。異形建筑的結(jié)構(gòu)在很大程度上與裝飾的美學(xué)形式有關(guān)，這也將改變其“光設(shè)計”的藝術(shù)形式，附著于建筑結(jié)構(gòu)的燈光，勾勒出建筑的骨架，通過照明手法的處理，賦予建筑夜景以色彩、肌理和空間效果。

對于現(xiàn)在大量的建筑來說，其主要的構(gòu)圖方式與以往的建筑形式不同，更多偏向于一種三維的構(gòu)圖方式，照明工程師通過對燈光的控制，通過燈光的對比、漸變、放射等方式實現(xiàn)建筑“光環(huán)境”的處理。

（三）照明技法創(chuàng)造多樣的建筑光設(shè)計感官體驗

在建筑的“光設(shè)計”中，以建筑本體為載體，形成三維空間的圍合，通過照明設(shè)計產(chǎn)生的光環(huán)境，將實體建筑與虛擬的燈光空間結(jié)合起來，形成一個飽滿完整的感知體驗。燈光可以與音樂、流水等結(jié)合，實現(xiàn)“光”的視覺、聽覺和觸覺的感官體驗。

如圖4、5，通過新型照明技法，對燈具的防水和顯色性都作以改進(jìn)，控制燈光的色溫，改變燈光的色彩，參考水的流動性和透光性，實現(xiàn)燈光與流水的結(jié)合。

總結(jié)

對于建筑“光”的設(shè)計，我們更多的體會是建立在城市發(fā)展的大環(huán)境的基礎(chǔ)上，也正是因為經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對非物質(zhì)性的精神層面的追求，推動這建筑照明事業(yè)的發(fā)展。照明系統(tǒng)的設(shè)計從功能上、形式上都堅持以人為本的原則，遵循綠色環(huán)保設(shè)計的理念，以營造符合建筑本體文化且適于周圍環(huán)境共生存的光環(huán)境氛圍為目標(biāo)，樹立良好的城市建筑夜間形象，推動城市商業(yè)化的發(fā)展?？萍荚谶M(jìn)步，社會在發(fā)展，照明設(shè)計這一行業(yè)正蓬勃發(fā)展，建筑的“光設(shè)計”領(lǐng)域還有很大的進(jìn)步空間。