基于外立面特征的現(xiàn)代辦公建筑照明設(shè)計(jì)
——以北京華能大廈照明設(shè)計(jì)為例

馮天成

(北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100085)

引言

根據(jù)《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 67—2016)的定義：“辦公建筑為供機(jī)關(guān)、團(tuán)體和企事業(yè)單位辦理行政事務(wù)和從事業(yè)務(wù)活動(dòng)的建筑物。”辦公建筑作為城市建筑的重要組成類型，聚集了眾多的使用人群，既承載了人們?nèi)粘５霓k公、活動(dòng)需求，也承擔(dān)了文化宣傳作用，因此辦公建筑外立面照明設(shè)計(jì)與商業(yè)建筑展現(xiàn)夜間活力相比，需要更加關(guān)注建筑自身所帶來的商務(wù)形象展示[1-6]。本文研究的重點(diǎn)在于現(xiàn)代辦公建筑外立面特征與照明設(shè)計(jì)的關(guān)系，歷史或仿歷史建筑不在本次的研究范圍之內(nèi)，根據(jù)辦公建筑的外立面特色，總結(jié)與其相適宜的照明手法，并以北京華能大廈進(jìn)行實(shí)例分析，探討辦公建筑外立面照明設(shè)計(jì)的方式方法。

1 現(xiàn)代辦公建筑外立面照明存在的問題

1)與城市照明規(guī)劃或設(shè)計(jì)不符。辦公建筑是城市的重要組成部分，往往是城市的核心辦公區(qū)或形象主干道內(nèi)的地標(biāo)型建筑，因此此類建筑在夜間有很強(qiáng)的地標(biāo)展現(xiàn)、文化宣傳需求。由于很多城市缺少對(duì)夜景照明的規(guī)劃性與監(jiān)管性，經(jīng)常出現(xiàn)單體建筑“亮度攀比”、“光色亂用”等現(xiàn)象，破壞了建筑原有的特色，使之失去了固有個(gè)性和內(nèi)涵，影響了城市夜間的整體形象。

2)無法體現(xiàn)建筑外立面特色。建筑外觀效果在白天與夜間同樣需要具備藝術(shù)性，照明設(shè)計(jì)需要在建筑外觀特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，在尊重建筑特色的基礎(chǔ)上體現(xiàn)文化特色與城市內(nèi)涵。如今部門建筑照明僅看重照明的“亮化”，而忽視了“美化”，忽略了人的使用需求與心理感受，主要表現(xiàn)在：第一、亮度、光色層次缺乏主次；第二、照明手法單一，不能根據(jù)建筑的體塊關(guān)系、立面材質(zhì)、裝飾元素因地制宜地加以照明處理。

3)建筑照明設(shè)計(jì)相對(duì)滯后，影響建筑外觀，不利于日后維護(hù)。目前建筑外觀照明設(shè)計(jì)主要可分為兩種類型：一是照明設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)階段介入；另一種是在已建成的建筑上進(jìn)行照明改造。前者是最為理想狀態(tài)，照明設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)任務(wù)的一部分，照明理念與建筑設(shè)計(jì)理念將達(dá)到高度統(tǒng)一，燈具安裝方式在多次圖紙?zhí)豳Y過程中與建筑結(jié)構(gòu)高度融合，具有良好的視覺效果。后者的情況較為常見，在建筑已建成的情況下增設(shè)照明，很難體現(xiàn)建筑師的構(gòu)思創(chuàng)意和建筑物的特征，造成管線與燈具外露，破壞白天建筑效果，這種情況也不利于辦公建筑的日常維護(hù)與建筑外觀效果。

2 現(xiàn)代辦公建筑外立面特征與照明設(shè)計(jì)

2.1 根據(jù)視看條件明確照明基調(diào)與主次關(guān)系

在夜間，大部分建筑輪廓被消隱掉，視看效果對(duì)照明設(shè)計(jì)有著先導(dǎo)性影響。在視看條件較好的前提下，根據(jù)視看距離的不同可分為遠(yuǎn)、中、近三個(gè)層次，設(shè)計(jì)師需根據(jù)不同距離的視看效果，對(duì)建筑照明的層次關(guān)系進(jìn)行合理的劃分：遠(yuǎn)觀視角需從城市的尺度把握建筑整體照明感受，根據(jù)上位規(guī)劃及建筑外觀合理布局照明的亮度、光色關(guān)系，在城市上空形成具有地標(biāo)性的印象感受；中距離視角易觀察到建筑立面細(xì)節(jié)與材質(zhì)，設(shè)計(jì)師需在遠(yuǎn)觀的基礎(chǔ)上明確建筑哪一部分立面需要重點(diǎn)表現(xiàn)，結(jié)合建筑外立面特征形成舒適且具有藝術(shù)性的燈光節(jié)奏；近距離視角需要滿足近人尺度的氛圍營(yíng)造，保證照明的舒適性。

2.2 外立面特征與照明設(shè)計(jì)

針對(duì)辦公建筑外立面特征，照明設(shè)計(jì)分為均質(zhì)式與體塊式兩種照明方式，根據(jù)點(diǎn)、線、面三種構(gòu)成要素及材質(zhì)的不同搭配，均質(zhì)式可分為點(diǎn)均值、線均質(zhì)、面均值，體塊式可分為體塊組合與材質(zhì)組合。兩種照明方式并非獨(dú)立存在，在實(shí)際案例中往往呈現(xiàn)相結(jié)合的形態(tài)。本文將總結(jié)每種方式的照明規(guī)律，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)載體外立面情況予以融合、搭配(表1)。

表1 外立面特征、照明方式及照明效果

1)均質(zhì)式。此類建筑外立面的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)均有一定的分布規(guī)律，根據(jù)排列布局的不同可分為點(diǎn)均值、線均質(zhì)、面均值三種。點(diǎn)均值多為以點(diǎn)狀元素進(jìn)行規(guī)律排布，如窗間墻、窗洞等結(jié)構(gòu)，具有統(tǒng)一的裝飾元素構(gòu)件。根據(jù)建筑外立面的安裝條件及夜間表現(xiàn)需求，對(duì)點(diǎn)狀元素本身進(jìn)行重點(diǎn)照明，強(qiáng)調(diào)點(diǎn)狀元素本身，可更好的展現(xiàn)建筑細(xì)節(jié)，后期可通過控制改變其分布節(jié)奏，形成更為豐富的照明變化；為表現(xiàn)建筑整體性，照明設(shè)計(jì)可采用泛光或內(nèi)透，強(qiáng)調(diào)裝飾元素背景，形成剪影效果。

線均質(zhì)多以線性元素的排布分列為主，根據(jù)線性方向可采用不同的照明策略。針對(duì)橫向結(jié)構(gòu)元素或窗間墻等結(jié)構(gòu)，可強(qiáng)調(diào)建筑橫向延展性，在此基礎(chǔ)上可通過控制豐富橫向變化；針對(duì)具有豎向結(jié)構(gòu)件、立柱、裝飾元素等外立面，可用窄光束投光燈的照明手法強(qiáng)調(diào)豎向挺拔效果，也可根據(jù)豎向結(jié)構(gòu)采用洗墻手法均勻洗亮。

面均質(zhì)多以玻璃幕墻結(jié)構(gòu)為主，立面完整，結(jié)構(gòu)元素不明顯。此類建筑外立面可采用內(nèi)透或局部點(diǎn)光裝飾等手法，內(nèi)透照明將提升建筑的通透形象，點(diǎn)光源根據(jù)建筑外立面結(jié)構(gòu)特征等距或疏密有致的分布，使照明效果更具虛實(shí)變化。

2)體塊式。此類型建筑外立面根據(jù)體塊關(guān)系與材質(zhì)的不同，可分為體塊組合型與材質(zhì)組合型。體塊組合型多以相同或近似材質(zhì)體塊穿插變化，可根據(jù)體塊之間的轉(zhuǎn)折與變化合理分布光的亮度與色溫，例如具有明顯頂部結(jié)構(gòu)的建筑，采用頂部高亮度的手法與立面亮度產(chǎn)生差異，再加上光色的差別。使夜間形象更加生動(dòng)。在照明手法上，也可通過整體投光與局部裝飾照明形成差異化對(duì)比，在夜間呈現(xiàn)豐富的體量變化。材質(zhì)組合型由兩種或多種材質(zhì)組合，材質(zhì)反射率或通透性有明顯差異，如實(shí)體墻面與玻璃幕墻結(jié)合。根據(jù)不同材質(zhì)的反射率制定不同的照明策略，如實(shí)墻的完整性與玻璃的通透性產(chǎn)生對(duì)比，并在光色與亮度上加以區(qū)分，形成虛實(shí)變化。

2.3 根據(jù)外觀結(jié)構(gòu)合理安裝

“見光不見燈”是照明中最常提及的標(biāo)準(zhǔn)，在辦公建筑照明中，合理的安裝方式一方面能夠不影響人在白天與夜晚的使用，另一方面不會(huì)影響建筑原有的設(shè)計(jì)形態(tài)。首先，是對(duì)燈具光束角與遮光效果的有效控制，盡可能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投光，以保證在滿足燈光效果的同時(shí)避免對(duì)使用人群產(chǎn)生影響，避免光污染。其次，在滿足燈光效果的前提下，燈具尺寸需要盡可能小，減少對(duì)安裝空間的占用。再次，是燈具外形與顏色需要盡可能與被照面貼合，可通過遮光板等裝飾手段對(duì)燈具進(jìn)行包裹隱藏，遮光板的材質(zhì)與顏色需要與安裝表面一致來減少對(duì)建筑外觀的影響。最后是燈具安裝的穩(wěn)固，需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)找到合理的安裝位置，并且需要明確建筑結(jié)構(gòu)能否承受燈具以及管線的重量。

3 華能大廈在基于外立面特征的照明實(shí)踐

3.1 依據(jù)上位規(guī)劃明確亮度、光色等級(jí)

北京華能大廈是中國(guó)華能集團(tuán)的公司總部辦公大樓，建筑由美國(guó)KPF建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，該建筑從體量、區(qū)位，再到建筑設(shè)計(jì)都十分重要?！堕L(zhǎng)安街<建國(guó)門至復(fù)興門>景觀照明提升改造規(guī)劃方案》已對(duì)長(zhǎng)安街沿線建筑做了較為詳細(xì)的要求，規(guī)定華能大廈所在區(qū)域建筑光色要以4 000 K為主，正立面平均亮度為15 cd/m2，側(cè)立面平均亮度為11.2 cd/m2。

與長(zhǎng)安街大多數(shù)強(qiáng)調(diào)體量、嚴(yán)肅的建筑不同，華能大廈運(yùn)用現(xiàn)代的建筑材料，通過豎向陶土翼與玻璃翼，形成連貫的建筑界面(圖1)。因此在上位規(guī)劃的基礎(chǔ)上，新的照明方案在設(shè)計(jì)之初便以尊重建筑原本設(shè)計(jì)理念為出發(fā)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)建筑的豎向韻律，兼顧車行與人行視角觀賞，形成上強(qiáng)、下弱、入口強(qiáng)的照明節(jié)奏(圖2)。

圖1 華能大廈日景照片F(xiàn)ig.1 Day view of Huaneng building

圖2 華能大廈夜景照明改造后Fig.2 Night view effect of Huaneng building after transformation

3.2 總結(jié)建筑外立面特征，制定照明策略

華能大廈建筑整體具有如下特點(diǎn)：第一，整體外立面造型較為方正，在玻璃幕墻之外，沿長(zhǎng)安街立面以豎向的陶土翼作為裝飾陣列排布，具有很強(qiáng)的規(guī)律性。第二，除正立面外，其他立面以玻璃裝飾翼陣列排布為主，主立面低反射率陶土翼與其他立面的高折射率玻璃翼形成材質(zhì)上“實(shí)”與“虛”的體塊組合關(guān)系。第三，建筑中央結(jié)構(gòu)柱高于建筑主體，形成視覺中心點(diǎn)，進(jìn)一步豐富了豎向?qū)哟巍５谒?，首層近人尺度的柱廊空間極大豐富了內(nèi)部空間的開放性?；谝陨纤狞c(diǎn)外立面特征，最終確定了照明方式強(qiáng)調(diào)豎向線性均質(zhì)為主，展現(xiàn)材質(zhì)組合差異為輔，兼顧頂部遠(yuǎn)視角視看與近距離行人尺度。

1)豎向線性均質(zhì)為主——照明突出主立面豎向結(jié)構(gòu)。華能大廈沿長(zhǎng)安街立面為陶土翼裝飾，獨(dú)特的豎向結(jié)構(gòu)裝飾使得行人在不同的角度觀察擁有不同的視覺效果，因此方案經(jīng)過光學(xué)計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)試燈(圖3)，采用4 000 K窄光束投光的方式著重對(duì)陶土翼內(nèi)側(cè)進(jìn)行照明，此種方式不僅方便日后更換維護(hù)，也不影響此區(qū)域的消防開窗。極窄光束有效的避免了燈光對(duì)室內(nèi)人員的影響，即使是走在建筑周邊，良好的燈具控光也不會(huì)對(duì)行人產(chǎn)生影響。

圖3 燈光試驗(yàn)與燈具隱藏Fig.3 Light test and lamp concealment

為不影響建筑白天效果，燈具采用“抽屜式”安裝方式，將燈具隱藏于裝飾板內(nèi)，固定于陶土翼支撐結(jié)構(gòu)處，既能有效地控制眩光，也不影響白天的建筑外立面效果。

2)材質(zhì)組合表現(xiàn)為輔——展現(xiàn)主立面與側(cè)立面材質(zhì)差異。華能大廈東西立面為磨砂玻璃裝飾翼，因折射率較高，不宜采用上下對(duì)投的照明方式，為在夜間呈現(xiàn)陶土翼與玻璃翼的“實(shí)”與“虛”體塊關(guān)系，方案采用側(cè)投光方式，將小型線型燈隱藏安裝于建筑豎向明龍骨處，通過精準(zhǔn)投光將對(duì)側(cè)玻璃翼均勻照亮，并通過燈光控制降低照明輝度，使側(cè)立面平均亮度低于主立面照明。

3)兼顧頂部遠(yuǎn)視角視看與近距離行人尺度。除豎向結(jié)構(gòu)之外，建筑立面以中央結(jié)構(gòu)柱為核心向兩側(cè)延展，猶如展翅之翼。為突出建筑入口空間以及中央結(jié)構(gòu)，新方案對(duì)入口增設(shè)雨棚照明，光色以3 000 K為主，并改善頂部結(jié)構(gòu)柱的照明方式，使得照明效果更加統(tǒng)一完整。為烘托建筑整體氛圍，方案對(duì)景觀樹木進(jìn)行補(bǔ)充照明，使得建筑前廣場(chǎng)層次感更加分明，空間氣氛更加親和。充滿韻律的陶土翼照明沿著長(zhǎng)安街向兩側(cè)延展，在不同角度，能夠感知到不同的照明效果。在符合長(zhǎng)安街整體照明規(guī)劃的大背景下，華能大廈如輕盈的羽翼，展現(xiàn)出包容、開放、現(xiàn)代的企業(yè)集團(tuán)文脈，形成具有自身特色的夜景形象。

圖4 單側(cè)磨砂玻璃翼精準(zhǔn)投光Fig.4 One side frosted glass wing precise lighting

圖5 華能大廈夜景照明改造后Fig.5 Night view effect of Huaneng building after transformation

4 結(jié)語

建筑外觀效果在白天與夜間都具有很高的藝術(shù)價(jià)值與使用價(jià)值，正確合理的建筑照明能夠提升城市夜環(huán)境的藝術(shù)效果。本文通過對(duì)城市中的辦公建筑外立面特征進(jìn)行分類，并結(jié)合北京華能大廈照明設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)踐分析，意在總結(jié)出現(xiàn)代辦公建筑合理的照明方式，以便準(zhǔn)確地傳達(dá)設(shè)計(jì)理念信息，并引發(fā)觀賞者共鳴，使建筑成為夜間的地標(biāo)和獨(dú)特風(fēng)景。

筆者認(rèn)為好的辦公建筑夜景照明應(yīng)該處理好如下幾個(gè)方面：其一，以人為本，從人的觀賞與使用角度出發(fā)，做到照明合理化；其二，根據(jù)建筑自身的外觀特色進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，照明設(shè)計(jì)應(yīng)是錦上添花，在夜間傳播建筑特色與企業(yè)文化，尊重建筑本身成為建筑照明表達(dá)的一部分；其三，緊密與技術(shù)結(jié)合，采用新的工藝與照明手段，減少對(duì)建筑外觀的破壞，達(dá)到照明設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的高度融合。