對(duì)于建筑景觀照明設(shè)計(jì)中光源光譜與環(huán)境作用關(guān)系的分析

張紅云

（廣州市泓博照明設(shè)計(jì)顧問有限公司 廣州 510000）

0 引言

在建筑景觀的設(shè)計(jì)中，對(duì)照明光源的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要分支，研究的方向從以亮化景觀為目的的定性研究轉(zhuǎn)變?yōu)楦泳哂锌茖W(xué)依據(jù)的定量研究，使得建筑景觀中的照明設(shè)計(jì)可以找到量化的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

在已經(jīng)建成的建筑景觀中，照明設(shè)計(jì)參差不齊，照明效果差、照明不能完整展示建筑景觀、光污染、能源浪費(fèi)等問題較為常見，在進(jìn)行建筑景觀照明設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師對(duì)照明知識(shí)與光源光譜知識(shí)的缺乏導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的照明效果較差，不能夠?qū)ㄖ坝^進(jìn)行較好的展示。

在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)較多的采用白光作為光源，光譜較為豐富的光源也是不錯(cuò)的選擇，這類光對(duì)建筑景觀的再現(xiàn)性好，且與自然光較為類似，可以使得建筑景觀的表現(xiàn)形式較為自然，而光譜較為匱乏的光源的照射效果不理想，會(huì)使得建筑映射失去其固有色。

建筑景觀自身的顏色和照射光源的顏色需要搭配呼應(yīng)，才能夠給人以視覺享受，且需要與白天中建筑景觀的呈現(xiàn)相互搭配，營造整體氣氛，所以進(jìn)行建筑景觀照明設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行整體把握，需要明確光源光譜和環(huán)境作用的關(guān)系，達(dá)到可以對(duì)照明效果有一個(gè)準(zhǔn)確的預(yù)測。

1 建筑景觀與傳統(tǒng)光源的作用效果

在進(jìn)行建筑景觀的設(shè)計(jì)過程中，要想做到較為精確的預(yù)測，首先需要了解物體色和光源色，照明的主要設(shè)備多采用LED燈，而較小的單色光源一般作為輔助裝飾照明使用。

物體色主要指的是光投射到物體上所展示出的顏色，而光源色指的是用色溫或者色表來表示的光源的顏色，而常說的固有色就是指在日光之下的顏色，通常作為標(biāo)準(zhǔn)使用。物體色和光源色相互作用所呈現(xiàn)出景觀的照明效果，一般采用光譜進(jìn)行描述更加的準(zhǔn)確，照明設(shè)計(jì)效果直接受到光譜相互作用的影響。

而光譜的反射受到不同建筑材質(zhì)的影響差異巨大，為了明確光譜反射曲線的變化趨勢，選取一種材質(zhì)樣品作為研究的對(duì)象進(jìn)行研究，其綠色光譜反射曲線如圖1所示。

圖1 物體光譜反射曲線

選擇自然光源、LED光源和單色光譜光源進(jìn)行照射，可以得到如圖2的效果。從圖中可以看出，自然光的照射效果較好，作為參考進(jìn)行分析，LED燈也有較好的照射效果。

圖2 不同光源反射后光譜

2 單色光譜與景觀的相互作用

單色光通常指具有較小的半峰全寬的飽和度較高的光源，在建筑景觀照明設(shè)計(jì)中，通常采用單色光作為輔助照明使用，設(shè)計(jì)師需要注重應(yīng)用的場景和氛圍，對(duì)單色光源應(yīng)用合理可以起到烘托氣氛的作用，反之，不合理的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致對(duì)建筑景觀的展現(xiàn)失真，效果較差。

圖3為單色光與相應(yīng)物體反射后的光譜圖，從圖中可以看出單色光的光譜比較窄，當(dāng)單色光與建筑景觀中的物體相互作用時(shí)，也在較窄的波段范圍內(nèi)波動(dòng)，圖4為單色光光源色和相應(yīng)的光源照射物體色，從圖中可知，建筑景觀物體在單色光的照射下的物體色非常接近單色光的光源色，這就使得建筑景觀的展現(xiàn)形式與自然光下的展現(xiàn)形式差異巨大，不能夠真實(shí)的展現(xiàn)景觀的本質(zhì)特點(diǎn)，建筑景觀中只使用單色光，建筑景觀只能夠展示為光源色，不能夠給人以良好的視覺體驗(yàn)，再現(xiàn)效果較差，因此，單色光只能夠作為輔助光應(yīng)用于建筑景觀的照明中，也可以在進(jìn)行重塑景觀的時(shí)候進(jìn)行使用。

3 光源光譜純度與建筑景觀的相互作用關(guān)系

不同純度的光源與建筑景觀相互作用時(shí)能夠產(chǎn)生不同的照射效果，其影響按照一定的規(guī)律變化，圖5為峰值為530nm的光譜與景觀相互作用后的建筑物景觀所反射的光譜圖。

4 光譜反射曲線

圖3 單色光譜光源與物體反射后光譜

圖4 單色光光源色及光源照射物體色

圖5 FWHM從30nm變化到180nm

為了研究不同的光源照射后建筑景觀物體的物體色變化的規(guī)律，對(duì)建筑景觀物體的光譜反射曲線進(jìn)行了改變，分別設(shè)計(jì)出五條不同的光譜反射曲線，有物體光反射譜曲線到等能反射譜曲線之間變化的不同程度的曲線，五條曲線如圖6所示，建筑景觀物體在這五條曲線和自然光源照射下的色度變化如圖7所示，從圖中可以看出，在等能光譜曲線的光的照射下，建筑景觀物體的物體色與照射的光源色能夠保持良好的一致，隨著光譜反射曲線幅度的逐漸增加，建筑景觀物體與光源光譜之間就具有越來越明顯的相互作用關(guān)系，且使用不同的照射燈光對(duì)結(jié)果也影響較大，使用LED燈對(duì)建筑景觀物體進(jìn)行照射時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)建筑景觀物體的物體色接近于參考色度。

圖6 光譜反射曲線

5 結(jié)論

圖7 不同光源照射下色度變化

在建筑景觀中的照明設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員首先需要對(duì)光源光譜與環(huán)境的作用關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的理解，建筑景觀在夜間的照明效果取決于照射的光源、被照的物體以及環(huán)境三者共同作用，使用傳統(tǒng)的光源進(jìn)行光譜分析并與不同照射光源進(jìn)行光譜的對(duì)比分析，對(duì)不同光源對(duì)建筑景觀物體的照明效果進(jìn)行綜合分析，得到影響建筑景觀照明效果的因素，并對(duì)單色光光源光譜也進(jìn)行了分析，當(dāng)使用單色光對(duì)建筑景觀進(jìn)行照射時(shí)，建筑景觀會(huì)呈現(xiàn)與單色光相同的物體色，對(duì)于單色光的采用應(yīng)該慎重，單色光不能夠很好的還原建筑景觀，可以作為輔助照明或者點(diǎn)綴照明使用，在一定的情況下可以對(duì)建筑景觀進(jìn)行重塑，通過對(duì)建筑景觀照明中光源光譜和環(huán)境的相互作用關(guān)系研究后可以得到幾條結(jié)論如下：

（1）想要對(duì)建筑景觀有較好的還原性，需要采用光譜較為豐富的光源進(jìn)行照射，因?yàn)楣庾V對(duì)建筑景觀的作用可以看作是減色的過程，而光譜較為豐富的光源對(duì)于建筑景觀物體的減色作用較弱。

（2）當(dāng)使用單色光源光譜對(duì)建筑景觀物體進(jìn)行照射時(shí)，減色作用大大增強(qiáng)，能夠使得景觀物體反射的光色與光源色一致。

（3）當(dāng)采用不同純度的光源進(jìn)行照射時(shí)，建筑景觀物體反射的顏色會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。

（4）建筑景觀物體進(jìn)行光反射時(shí)，反射出的顏色會(huì)向著飽和度強(qiáng)的方向，其中包括建筑景觀物體本身固有的飽和度和光源的飽和度，如果兩者都較強(qiáng)時(shí)，無法對(duì)照射效果進(jìn)行有效的預(yù)測。

在實(shí)際建筑景觀設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于光源的選擇范圍更廣，因?yàn)槿祟惖母兄袝r(shí)并不一定能夠準(zhǔn)確感受到微小的變化，但是如果設(shè)計(jì)燈光使用偏差較大，會(huì)造成較差的整體呈現(xiàn)效果，令人無法接受，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑景觀燈光設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下考慮使用自然光對(duì)景觀物體進(jìn)行真實(shí)的展現(xiàn)，需要景觀物體呈現(xiàn)與白天不同的效果時(shí)才可考慮運(yùn)用單色光為主光進(jìn)行照射。