城市街道空間光環(huán)境設(shè)計研究

姜巍 宋海宏

摘要：城市街道照明可劃分為功能性和景觀性照明。其中，功能性照明是要保證交通安全、加強交通引導(dǎo)、提高舒適度和可見度，功能性照明是街道光環(huán)境的基礎(chǔ)。景觀性照明是通過兩側(cè)建筑照明設(shè)計以及街道燈具色彩、形式等因素，提升街道空間的整體品質(zhì)。本文提出街道整體夜景風(fēng)格和亮度、照度、以及燈具選型等建議，對下階段城市街道空間燈光設(shè)計提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：功能性照明、景觀性照明、整體品質(zhì)、建筑風(fēng)格、指導(dǎo)

引言：

城市照明和城市景觀存在密切關(guān)系，對城市夜間的形象有直接決定作用。城市的景觀正是由一條條街道組合而成，街道照片應(yīng)根據(jù)城市自然條件、功能定位、發(fā)展方向等作為基礎(chǔ)，充分挖掘城市景觀特色，打造城市夜間形象。街道為城市功能實現(xiàn)提供支持，可滿足民眾的購物、休閑、游憩各方面需求。街道照明規(guī)劃應(yīng)以構(gòu)成夜景的空間要素為基礎(chǔ)，例如公共空間、商業(yè)街區(qū)、地標建筑、當(dāng)?shù)靥厣?。美國建筑設(shè)計專家林奇在城市形態(tài)設(shè)計時，引入了認知地圖概念，且在大量研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)城市空間結(jié)構(gòu)并非單純表現(xiàn)為客觀性的，而是要憑人的主管感受來判定。

城市夜景照明規(guī)設(shè)計過程中應(yīng)該依據(jù)一定的原則和規(guī)范：整體性、層次感、突出重點。在目前的經(jīng)濟社會發(fā)展形勢下，民眾對城市夜間照明也提出更高的要求。這樣就需要對照明系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，提高城市的形象，和環(huán)境良好的融合。街道邊界景觀有利于改善街道形象，對街道活力也有一定影響作用。本文探索功能性照明與景觀性照明對街道空間光環(huán)境的影響，進而優(yōu)化街道空間中照明系統(tǒng)與綠化系統(tǒng)之間的關(guān)系，為街道空間光環(huán)境提出科學(xué)依據(jù)。

1 街道光環(huán)境的設(shè)計要求

照明設(shè)計階段應(yīng)考慮：功能性、藝術(shù)性、經(jīng)濟性。因而進行這方面設(shè)計時，應(yīng)該在一定綜合分析基礎(chǔ)上控制適宜的照度。照度設(shè)計基本要求為：

①亮度均勻，路面不出現(xiàn)光斑。

②控制眩光，不應(yīng)該出現(xiàn)直接、反射眩光現(xiàn)象。

③良好的視覺誘導(dǎo)性。

④良好的光源光色及顯色性。

⑤節(jié)約電能。

⑥便于維修檢查及管理。

⑦與景觀的協(xié)調(diào)。

照度常用作衡量道路照明效果的指標之一，用于表明物體表面被照明程度的強弱。不同高度與冠幅的不同種類行道樹與路燈搭配使用時，照度測量為四角布點法和中心布點法。對光源的遮蔽度是不同的從而影響所在路段的道路表面照度，對城市夜間道路行車造成一定的安全隱患。亮度是人對光的強度的感受，亮度測量也是衡量城市道路照明效果的重要指標之一。不同光源照射到不同物體表面所達到的亮度是不一樣的。行道樹對于路燈不同程度的遮擋也會導(dǎo)致道路的亮度產(chǎn)生差異。亮度的評價指標包括平均亮度、亮度總均勻度和亮度縱向均勻度。

對街道中的不同節(jié)點、標志物和背景的融合關(guān)系進行分析，對比研究其在夜空間特點、結(jié)構(gòu)相關(guān)情況，給出應(yīng)該優(yōu)化的目標。確定街道夜間整體輪廓線和空間結(jié)構(gòu)控制以及點、線、面等夜景構(gòu)成的具體設(shè)計要求。

1.1常規(guī)城市基本照明方式

在這方面設(shè)計時需要具體分析道路和場所特征以及照明相關(guān)情況，常規(guī)照明燈具在布置時可選擇的模式包括單側(cè)、雙側(cè)交錯布置、雙側(cè)和中心對稱布置等形式，然后對這些形式根據(jù)情況進行組合。隨著對照明方式的研究，需要對照明標準及設(shè)計中會遇到的問題進行探究：

①道路照明標準：當(dāng)?shù)缆氛斩炔怀^0.5lx情況下，對應(yīng)的視覺感受速度差異很弱，照度增加到2lx～3lx情況下則會感覺到顯著改變。增加到8～10lx后，繼續(xù)增加則不會感覺到明顯改變。因此，照度不宜過小或過大，選擇合適的照度可以給人更好的感受。

②道路照明中的問題：燈具選擇不匹配，燈具的燈光如果不能形成配合，會使燈光分布不均勻。照明設(shè)計中還經(jīng)常采用提高燈桿高度的方法來調(diào)整燈光，造成了燈光的浪費。

③照明燈具的研究和設(shè)計：根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，最有效的燈光是進入人們眼球的光線。這就需要對燈具進行優(yōu)化設(shè)計，改善其光利用率，也為實現(xiàn)節(jié)能目標提供支持。

④光環(huán)境智慧模式：在目前的電子技術(shù)迅速發(fā)展形勢下，智慧照明技術(shù)開始出現(xiàn)，且在城市照明領(lǐng)域受到關(guān)注。這種技術(shù)可基于環(huán)境光線以及人們的需求情況提供適時適度照明，這樣在充分滿足照明需求基礎(chǔ)上，也實習(xí)節(jié)能目標。在應(yīng)用過程中主要是基于傳感器采集環(huán)境變化信息，然后進行統(tǒng)計分析根據(jù)智能決策系統(tǒng)進行優(yōu)化控制。

目前具有代表性的研究有：盧茜針對行道樹進行研究，分析了各季節(jié)條件下行道樹對LED照明影響情況，根據(jù)所得結(jié)果優(yōu)化了照明方案。王旭東探索道路照明與行道樹兩者之間的關(guān)系及影響，分析比較了行道樹對照明設(shè)施的影響以及照明設(shè)施對行道樹生理形態(tài)的影響。白學(xué)平具體分析了城市道路照明相關(guān)情況，然后對采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，提出了優(yōu)化的照明設(shè)計方案，進行實證分析結(jié)果表明這樣可以美化環(huán)境，同時也提升了城市景觀效果，表現(xiàn)出較高的應(yīng)用價值。在城市建設(shè)中需要重點考慮到的因素之一為標識導(dǎo)向系統(tǒng)，其可以為人民在空間的定位以及交通出行提供支持。

1.2功能性照明設(shè)計原則及要點

照明燈具自身具有白天和夜晚雙重景觀作用，燈具的光學(xué)功能發(fā)揮在夜間，起照亮夜間街道的作用，而白天只是燈具及燈桿進入人的視野，其材質(zhì)、色彩相關(guān)的因素會對整體的視覺感受效果產(chǎn)生很明顯影響。城市景觀和燈桿色彩也存在相關(guān)性，如果其色彩的亮度和色調(diào)較高，給街道增添明快、繁華的氣氛，但容易造成街道景觀混亂、主次不分的視覺效果，因此往往采用低明度、低色調(diào)的色彩，這樣可促進夜景觀整體的協(xié)調(diào)。綜合以上研究發(fā)現(xiàn)，街道空間光環(huán)境設(shè)計應(yīng)滿足以下幾點：

①光照水平：在設(shè)計光照水平時，需要考慮到不幸位置，行人流量相關(guān)因素進行優(yōu)化，然后確定出適宜的光照方案。不管是哪類步行空間，路面良好的可見度是最基本的要求，但也要注意路面的照明不應(yīng)干擾環(huán)境的視覺中心。要提高人們的安全感，僅僅增加路面的亮度是無效的，最重要的是將環(huán)境照亮。

②定向引導(dǎo)照明：有韻律感的照明對于休閑街道步行空間是一種理想的照明方式，韻律照明常采用1～1.2m高的矮柱和埋地?zé)魜韺崿F(xiàn)。

③考慮路面材質(zhì)：街道景觀的路面也對景觀有重要影響，因而應(yīng)該選擇適宜的鋪裝材料，從而提高整體景觀感知性。最簡潔的路面是使用高反射率的材料進行整體鋪裝，如混凝土路面。

④照明規(guī)劃設(shè)計：街道步行照明的基本目標是安全性、安全感和景觀美學(xué)?；诓叫锌臻g功能特征進行選擇，滿足相應(yīng)的舒適性要求。

⑤智慧照明：應(yīng)該確保光傳感器在一定頻域有較高量子效 率，可快速響應(yīng)，線性度高，長時間穩(wěn)定運行。目前在此研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)開始獲得應(yīng)用，可通過這種方法進行分析確定出數(shù)據(jù)的本質(zhì)關(guān)聯(lián)特征，數(shù)據(jù)分析的速度也會明顯提高。目前在城市景觀設(shè)計中，道路智慧照明系統(tǒng)的應(yīng)用比例不斷提高，根據(jù)相關(guān)資料可知這種系統(tǒng)的主要組成單元為智慧路燈和智能控制技術(shù)。

利用智慧技術(shù)，建設(shè)城市道路智慧照明系統(tǒng)，是當(dāng)今城市道路照明發(fā)展的必然趨勢。城市道路智慧照明系統(tǒng)是由智慧路燈和光環(huán)境智慧模式組成的一個大系統(tǒng)。光環(huán)境智慧模式是具有智能感測、通訊、計算、判斷、調(diào)光等功能的光環(huán)境系統(tǒng)，該系統(tǒng)能迅速、精準、動態(tài)地解決道路照明問題。

城市智慧照明就是根據(jù)感測到的海量數(shù)據(jù)，利用適宜的云計算服務(wù)平臺，挖掘出少量有用的信息，作出正確判斷，并進行智能決策，聯(lián)動照明系統(tǒng)，達到利用光源照亮特定場所的目的，即把適宜的光量和光色照射到需要的場所，創(chuàng)造出良好的可見度和舒適的光環(huán)境，使城市道路滿 足安全快速通行的需求并做到節(jié)能最大化。

在照明設(shè)施密度與行人步行行為的簡單分析中可以得知，照明設(shè)施密度對暢通性、舒適性、整體滿意度存在相關(guān)關(guān)系。

2 街道照明景觀照明設(shè)計

城市街道景觀，是指街道以及街道家具之間排列組合而形成的視覺關(guān)系及社會內(nèi)容。主要包括：周圍的建筑、道路的綠化、沿街的標識。街道的邊界景觀可以起到一定背景作用，同時也有利于提升街道總體效果和活力。根據(jù)綠化植被、環(huán)境雕塑小品、環(huán)境設(shè)施等景觀元素，或根據(jù)建筑功能形態(tài)與結(jié)構(gòu)，采用恰當(dāng)?shù)恼彰鞣绞?，合理搭配光色，對街道空間進行夜間表現(xiàn)。

2.1 街道照明景觀設(shè)計要素

這種景觀可總體上劃分為動態(tài)和靜態(tài)景觀兩方面，其中靜態(tài)景觀可進一步劃分為自然和人工景觀兩方面，這些都會從不同角度影響到街道的風(fēng)格。

①整體與布局、局部與個體：在進行規(guī)劃設(shè)計時，需要同時滿足局部和總體要求。

②藝術(shù)表現(xiàn)：景觀照明藝術(shù)需要從光影和照明要求上進行設(shè)計，構(gòu)思燈光藝術(shù)效果，豐富景觀層次。

③景觀照明與綠化：協(xié)調(diào)好景觀中的主次關(guān)系，弱化景觀中的不足之處，照明景觀與綠化直接應(yīng)互相依托。

④設(shè)計方案與實際應(yīng)用：引入新技術(shù)進行照明優(yōu)化，這樣可以提高總體安全性。

視覺的體驗也和城市夜景存在密切關(guān)系，其和民眾的景觀感受有直接影響，因而應(yīng)該進行針對性設(shè)計。人工景觀主要包括鋪地、苗木、景觀小品等各方面因素。在照明景觀控制過程中需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)光源，滿足交通照明相關(guān)要求，對比分析可知在夜間照明景觀的作用更顯著。

照明系統(tǒng)與景觀系統(tǒng)各司其職，相輔相成。通過對植物的分析，可以使街道空間的光環(huán)境更好的展現(xiàn)在人們面前。只有處理好二者直接的關(guān)系，才能營造美觀生態(tài)的街道光環(huán)境空間。

2.2 綠化景觀性照明

街道綠化能夠?qū)Σ叫行袨閹砀蟮挠绊?，街道綠化空間為人們的社會活動提供了良好的環(huán)境。街道綠化對提高局部區(qū)域生態(tài)環(huán)境有重要意義，同時還可以改善城市景觀、提高空氣質(zhì)量。空間環(huán)境的主要要素之一為植物。綠化景觀照明是對植物、花卉進行照明，從而起到展示的效果。研究植物的類別、形狀、質(zhì)感，可以深刻的理解景觀中植物之間的關(guān)系，更好的襯托街道夜景。

（一）綠化照明設(shè)計要點：

①光的投射方向：不同的光照射模式會對植物的外觀產(chǎn)生不同的影響。

②燈具的安裝：這就需要分析光源和植物空間相關(guān)性，對二者間距進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以此來提升層次性。

③光的數(shù)量：設(shè)計者應(yīng)重視光源的數(shù)量，考慮植物的反射性能，保護植物不受損害。

（二）綠植的選擇：

①喬木的選擇：主要是分析生態(tài)和景觀效果;合理搭配常綠樹和落葉樹;對自然界的群落結(jié)構(gòu)進行模擬，確保景觀生態(tài)可以長期維持;對當(dāng)?shù)刂参镞M行歸類，適當(dāng)引進外來物種。

②灌木的選擇：滿足空間要求;形態(tài)良好;生存能力強，便于管理;季相分明，外態(tài)豐富。

③地被植物的選擇：應(yīng)選擇病蟲害少，污染少的種類。

④花卉的選擇：應(yīng)選擇花期較長，品種應(yīng)抗旱抗逆。主要用于重要景觀布置。

⑤行道樹的選擇：主要是基于街道特征，選擇主要的樹種，其此確定出適宜的輔助樹種。應(yīng)選用生長迅速、主干端直、樹冠整齊、抗病害能力強、來源豐富、移植容易、葉色有季相變換的樹種。

良好的搭配有利于豐富景觀內(nèi)容，提高人穿行其中的感受效果。對于焦點位置的植物來說，照明裝置應(yīng)環(huán)繞設(shè)置，并提高亮度，當(dāng)植物起過度作用的時候，燈光不宜太亮。街道景觀設(shè)計要引進對比理念，可借助景觀的高低凸顯景觀設(shè)計的層次感，還可以借助景觀進退關(guān)聯(lián)與明暗關(guān)聯(lián)，構(gòu)建生動化的街道景觀。柔和均勻的光線，街道空間效果可以達到最大化。隨著居民對美好生活、品質(zhì)生活的向往，街道作為公共空間的魅力日益顯現(xiàn)，街道空間光環(huán)境設(shè)計應(yīng)與時俱進，注重理念創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新。

3 結(jié)語與討論

本文簡要分析了街道空間光環(huán)境的相關(guān)性。通過上述結(jié)果與分析結(jié)果總結(jié)得出：照明方式、光照強度、綠植景觀等問題是決定街道空間光環(huán)境設(shè)計的重要因素。街道空間設(shè)計過程中應(yīng)該對各方面影響因素進行綜合分析，同步的開展景觀照明與建筑設(shè)，且優(yōu)化協(xié)調(diào)建筑與環(huán)境的關(guān)系。街道光環(huán)境設(shè)計應(yīng)以城市總體規(guī)劃為依據(jù)，逐步轉(zhuǎn)向綠色照明，控制光污染、減少照明的能耗。在設(shè)計應(yīng)用中不斷完善和創(chuàng)新、適當(dāng)應(yīng)用新技術(shù)和科學(xué)管理，最終推動城市街道空間的發(fā)展。

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