數(shù)字化技術在建筑照明設計中的應用分析

摘 要：利用計算機技術進行“綠色建筑”設計，可對建筑光環(huán)境的實際數(shù)值進行模擬分析，對自然光進行調(diào)度，對人工照明進行合理使用，以達到節(jié)能環(huán)保的目的。通過3DsMax和Ecotect建筑分析軟件對建筑空間人工光照明和分布、自然光分布等進行分析和效果模擬。在建筑草圖落成時使用3DsMax建模，在對草圖進行渲染時需結合空間內(nèi)部設施，然后采用Ecotect對建筑光環(huán)境包括自然采光和人工照明兩方面數(shù)據(jù)進行分析研究，得到有效的照明效果。通過數(shù)字化技術的支持，可制作出良好的照明設計方案，既能滿足室內(nèi)照明要求，還能達到節(jié)能、美觀的目的。

關鍵詞：數(shù)字化技術；建筑空間光環(huán)境；照明設計

中圖分類號：TG115.3+31 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0231-01

引言

照明技術的發(fā)展是人類文明進步的標識之一，從原始的薪火延續(xù)到現(xiàn)代的燈光照明，人類走過了漫長的歲月，在現(xiàn)代建筑室內(nèi)外照明設計中，產(chǎn)生了光環(huán)境與主體間的各種變異。現(xiàn)代建設空間光照明設計將照明視為創(chuàng)造光環(huán)境，在技術和環(huán)境意識上取得了長足的進步。現(xiàn)代建筑空間照明設計以人類的現(xiàn)代化生活方式為基礎，創(chuàng)造出裝飾照明的新模式和新理念，側重于空間的裝飾創(chuàng)意，滿足人們的心理需求，將現(xiàn)代化科學技術與照明設計結合，實現(xiàn)空間藝術與照明質(zhì)量的有機統(tǒng)一，這是現(xiàn)代化照明方式的發(fā)展潮流和趨勢。本文對數(shù)字化技術在現(xiàn)代建筑空間光照明設計中的應用進行分析，以供參考。

1數(shù)字化技術在建筑空間光照明設計中的應用

數(shù)字化技術的發(fā)展使其與現(xiàn)代化建筑空間光照明設計完美融合，以數(shù)字化為基礎的現(xiàn)代綜合性設計形式在建筑空間光照明設計中應運而生，成為建筑空間光照明設計發(fā)展的潮流和趨勢。隨著能源問題的緊張化，建筑空間如何對自然光進行充分利用，如何節(jié)省照明用電等問題日益受到人們重視，在建筑空間光照明設計中，借助數(shù)字化技術對建筑空間進行采光仿真模擬，在設計初期對建筑空間進行數(shù)據(jù)分析和模擬規(guī)劃，建立完整的數(shù)字模型，能對光線性能進行更為直觀有效的檢測，以減少不必要的浪費。

在建筑空間光照明設計中，一般使用三維模擬軟件3DMAX對建筑空間建模進行渲染，使用數(shù)字化分析軟件ECOTECT對建筑內(nèi)部采光進行分析，使建筑空間在取得良好采光效果的基礎上到達節(jié)能的目的[1]。

2 3DMAX技術在建筑空間光照明設計中的應用

作為最常用的模擬軟件，3DMAX可在虛擬環(huán)境中進行專業(yè)三維建模、燈光效果及材質(zhì)設計。利用各種虛擬燈光對自然光和人工照明進行模擬，設計師可直觀地將三維建筑方案用電腦展示出來，使數(shù)字化技術模擬真實場景成為可能。

現(xiàn)實世界中的自然光主要由陽光構成，陽光以直線進行照射，以一定方向性發(fā)出，被照射的建筑空間光影隨著太陽角度和時間的不同而有所變化。3DMAX可使用標準燈光中的平行線對陽光的平行照射進行模擬，平行光的光線分布朝同一個方向，在相對平行的光源上可利用3DMAX對三維空間中燈光的位置和顏色進行調(diào)整。

人工光照明方法是利用人工照明對建筑空間的光影變化進行設計，利用光線對空間進行二次分割，豐富空間色彩，為空間增添光影效果。在建筑空間光照明設計中，可利用3DMAX技術采用標準光對建筑空間進行渲染操作，通過不需要提供數(shù)據(jù)的直接計算方式，對標準類型燈光進行模擬計算，在場景中陳列燈光，通過個人感官對渲染效果進行評定。除標準光源外，3DMAX技術可在物理運算方式的基礎上對真實場景中光源渲染效果的光度學燈光進行模擬，同時可對場景中光線的分布情況進行準確計算[2]。在建筑空間的實際場景中，由于光源的照射形狀和發(fā)散的光強度不同，導致建筑物表面照射的光也有所不同，在3DMAX可通過光度學燈光的三種光能分布方式對其進行模擬。

3 ECOTECT技術在建筑空間光照明設計中的應用

無論是從光照角度還是節(jié)能的角度來看，自然采光對建筑空間光照明設計具有非常重要的作用。一個優(yōu)質(zhì)的“綠色建筑”需滿足在沒有任何輔助設備的情況下，充分利用自然光使建筑空間達到明亮、節(jié)能的效果。由于在建筑構件初期，對空間采光分布情況很難準確預計，因此，使用ECOTECT數(shù)字化分析軟件對建筑在虛擬空間內(nèi)結合實際環(huán)境數(shù)據(jù)進行合理分析是非常必要的手段。隨著陽光的變化，建筑內(nèi)部的光照強度也會隨之改變，使用ECOTECT對建筑內(nèi)部的采光進行分析，使項目達到綠色標準。

自然照明分析是ECOTECT分析功能中尤為重要的部分，對空間光效分布具有重要影響。對建筑空間光照明設計來說，陽光并不是穩(wěn)定不變的光源，因此，使用ECOTECT計算采光系數(shù)是建立在一定假設基礎上，排除陽光直接照射的影響，通過反射光、天光、折射光等光源對光能分布情況進行綜合計算[3]。ECOTECT對自然光周明分析是在采光系數(shù)的基礎上進行計算的，可通過它對制定日期的照度進行計算，也可對調(diào)整其參數(shù)。

4結語

光照明設計是人民現(xiàn)代化生活中不可或缺的重要部分，在滿足人們采光需要的基礎上，關注人們審美的心理需求?，F(xiàn)代建筑設計與數(shù)字化技術的有機結合，將設計過程中建筑空間環(huán)境直觀的展現(xiàn)出來，及時修正不當設計，并對其結果進行評價和預測，對性能進行方便直觀的檢查，以避免不必要的浪費。數(shù)字化技術在現(xiàn)代建筑空間光照明設計中的運用具有重要現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]吳曉，虞剛.關于數(shù)字技術在當代建筑設計中應用的再思考——讀《當代建筑與數(shù)字化設計過程》一書有感[J].建筑學報，2012（10）.

[2]周超，張乘風，徐雷.數(shù)字技術對室內(nèi)設計的影響及應用[J].家具與室內(nèi)裝飾，2011（11）

[3]楊姝揚，牛健.數(shù)字化建筑設計模式與應用[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2011（10）.

基金項目：四川理工學院校級科研基金 基于建筑物智能分析的監(jiān)測及評估體系 項目編號：2010XJKYL002

作者簡介：王東（1973-），男，漢族，重慶萬州人，四川大學工學碩士，副教授。研究方向： BIM（Building Information Modeling）技術應用研究、建筑工程圖學及建筑施工機械。