《LED照明工程设计与施工方法》

1.建筑物景观照明设计的步骤

建筑物景观照明设计可分为以下步骤：

①在设计之前，首先应确定观察的方向。在观察建筑物时，可从几个方向进行观察。为了设计景观照明，可把其中一个方向定为主要观察方向。根据观察的主方向，决定照明方案。一般来说，投光方向与视线方向交叉，可以使建筑物产生很好的立体感，所以确定观察主方向对于确定照明方案十分必要。确定观察的主方向后，在决定观察的距离，此距离大小决定了能否看清建筑物立面细部的多少与深浅，以便在建筑物景观照明设计中策划应主要表现建筑物的哪些部分，采用什么表现手法。同时，还必须全面了解建筑的有关情况，每座建筑的使用功能、建筑轮廓、建筑风格、周围环境、表面材料都不同，景观照明对其表现手法自然也不同。设计师应尽可能利用建筑物的结构特点及实际情况，合理选择布灯的位置及数量。

②通过景观照明弥补或改善建筑物在白天的形象，从而在夜间重塑建筑物的形象。景观照明和自然光下的建筑物所产生的效果会有很大不同。在建筑物景观照明设计中，对建筑物的哪一部分应做强化表现，哪一部分应做弱化表现或根本不表现，灯光应从哪一角度投射，光强和颜色应如何选择都取决于设计者的意识。所以应该充分发挥景观照明本身的特点，通过采取必要的表现手法，重新刻画、塑造建筑物的形象。

③进行艺术创造，突出建筑物的形象。建筑物的景观照明的基本目标是创造完善的造型立体感，反映出建筑物的艺术风格和功能特点。不同类型的建筑物应具有其独特的视觉气氛，让人很快地知道它的功能，设计中应着重突出建筑物这些有特色或艺术感较强的地方。在建筑物景观照明设计中，建筑只是一个素材，如何刻画这一素材，刻画其哪一部分，如何发挥创造力，要依赖照明设计师自身的功力与素养。

2.选择正确的表现手法

在建筑物景观照明设计中，应针对下列不同因素采用不同的表现手法。

①建筑物的使用功能。对于不同使用功能的建筑物，在设计其景观照明时，对灯光高度、色彩、色调、灯位布置要做不同的处理。例如，对商场、舞厅的设计，可以色调明亮，色彩绚丽一些，使之更加吸引人，以激发出消费者的购物、娱乐愿望。而对政府、机关的写字楼，纪念性建筑则要注意气氛肃穆，色彩庄重，格调典雅。

②建筑物的轮廓。如果建筑物的外形轮廓比较丰富，那么可以用轮廓灯、LED灯带来勾画建筑物外形。有时此方法也可与泛光照明配合使用。

③环境与背景。环境与背景决定着建筑物立面照明的效果，如果建筑物周围有障碍物，它可能会遮挡住灯具投射的光线，但它也可以隐蔽工具。设计要正确处理灯具和障碍物的关系。建筑物周围的树木、围栏可以形成灯具的隐蔽物。在树木、围栏后布置灯具，这样做可以有以下两个好处：

●灯具不会被看到，使环境整齐，美观。

●树木和围栏可以现出背面的光背景轮廓，从而增强人们对光深度的感觉。

在进行建筑物景观照明设计方案时，如建筑物附近有水面（如湖泊，河流等）可予以利用。此时，被照明的建筑在水中映出倒影，显得十分有情趣。但是，在布置这种灯具时，应注意以下几点：

●光线不能与水面相接触，水面必须保持绝对地暗。

●光线设置越低越好，这样才能使光束尽量平射或向上斜射。

●水面必须清洁，否则会使反射光减弱，并使反射出的建筑物的形状变形。

如果建筑物和环境的背景是暗的，那么只需要比较少量的光就能使建筑物比背景亮。如建筑物周围在其他建筑物的立面照明或有较亮的光背景，这时就需要有更大量的光线投射到建筑物上。

④建筑物的风格。东西方建筑风格各异，在表现其艺术特点时，不宜生搬硬套。例如，屋顶是建筑物整体形象的重要组成部分，将其照亮才能显示建筑物完整的形体。中国古建筑物的宝顶和重檐，西方建筑的尖顶和圆拱都是建筑中的精粹，应予以特别的照明表现。几种表现方法如下：

●在远距离设置灯具，同时照亮立面与屋顶。

●利用邻近的屋顶在近距离设置窄光束灯具照亮屋顶。

●直接在屋顶上设置小型灯具照亮屋顶。

建筑物的廊柱是极富魅力的部分，在设计中可采用两种表现方法突出廊柱的艺术气氛。一是照亮背景，显出柱子的轮廓，呈剪影效果。此法有时需要补光，以减少明暗对比，以增加立体感。另一方法是从正面用灯具分别斜射第一根柱子，在相对较暗的背景下将柱体显示出来。

⑤建筑物的表面材料。建筑物的外装修表面材料的材质、颜色不同，对景观照明的表现方法有一定影响。对于拥有大面积玻璃窗及玻璃幕墙的建筑，采用内透光的方法更为合适。这是一种利用室内灯光的方法，也可与室外泛光照明结合起来使用。建筑物景观照明投光的亮度、光强也随建筑物外装修的表面材料的材质、颜色不同而发生变化。

3.确定照明水平

通常，建筑主立面及主要部位照度应高一些，照射范围应大一些，而次要部位或非主立面，照度应低一些或照射范围小一些，以达到分清主次，突出主题的目的。在景观照明的设计中必须用逐点法进行计算，由于逐点法要处理的数据量极大，所以多采用CAD设计。在3DS空间中建立建筑立面的模型，并确定灯位及仰角后，当设计要求核算某灯具在建筑立面上某一点的照度时，计算机可根据该点在3DS空间所处的坐标，自动确定X、Y、Z，并算出α、β、ψ值。设计者可根据此α、β值在自己选择的该灯型的等光曲线上，找出投光灯射向该点的光强，从而算出该点的水平照度E_h。同理，也可算出其他灯具在该点的水平照度E_h。经统计后乘以减光补偿系数K，得出的值即为该点的实际照度。用此法也可求出此立面上其他各点的照度。经设计审核后，若照度不均或不能满足设计者要求，可通过调整灯位及仰角，增减或改换灯具及光源的方法修改设计，以达到满意效果。

4.设计步骤

①决定所希望的灯光效果。建筑物因其本身外观的不同而可能产生不同的灯光效果，或是较均匀的感觉，或是明暗变化较强的感觉，从而决定照明方式是使用较平实的表现方式还是较活泼的表现方式。

②选择适合的光源。光源的选择应考虑光色、演色性、效率、寿命等因素。光色与建筑物外墙材料颜色有相一定的关系。一般来说，砖、黄褐色的石材较适合使用暖色光来照射，白色或浅色的大理石则可以使用色温较高的冷白色光来照射。

③决定所需的照度。所需照度主要取决于周边景观的明暗以及建筑物外墙材料颜色的深浅。一般来说，次要的立面的照度为主立面的一半，借两个面的明暗不同可以表现出建筑物的立体感。

④决定照亮主体的方式。根据建筑物的特性、建筑物区域的现状来决定最适当的照明方式以达到所希望的灯光效果。

⑤选择适当的灯具。一般来说方形的投光灯的光线分布角度较大，圆形灯具的光线分布角度较小。广角型灯具效果较均匀，但不适合做远距投射；窄角型灯具适合做较远距离的投射，但近距离使用时则均匀度较差。灯具的选择除了配光特性之外，外形、材质、防尘、防水等级（IP等级）等也都是必须考虑的因素。为了做到照明设备与建筑物融合统一，可有针对性地定制灯具。

投光灯具的主要参数有额定光通量、最大发光强度、光束角，灯具的最大光强主要取决于光源，光束角不同其瞄准点也不同，窄光束角的瞄准点远，光束利用率高，适用于远距离，大面积的照明；宽光束角的瞄准点达到一定距离后，光强便减弱了，只适用于近距离，小范围的照明。设计可结合自己要表现的对象、照度水平、表现手法和布灯位置来选择灯具。

由于景观照明的灯具大多设置于室外，环境条件较差，所以选择景观照明灯具时，在满足灯具的光技术特性的前提下，应多选择防护型灯具，且防护性应达到IP55以上，具有良好的防腐性，能在风霜雨雪的恶劣气候条件下保持正常工作，并具有灵活、准确的双向调节瞄准机械和牢固的锁紧装置，并应便于安装、调试、维护。

⑥确定灯位。根据设计原则及表现手法，为达到理想的照明效果，确定设置灯具的位置。建筑立面为平面时，灯具应位于建筑物的斜侧方，光束应倾斜入射到立面上。以利于表现饰面材料的质感，主投光方向与主视线方向之间的夹角以45°～90°为宜。若立面有较深的凸凹部分时，θ角应大于60°。如果表现立面上的装饰结构，θ角应取5°～10°，并配以大量的散射光。

建筑立面为弧形时，为了正确表现建筑的形态，在横向曲面上的亮度变化应是连续的，在竖向上亮度也要大致相同。一般围绕建筑设置两个或三个投射点，并尽可能使光束自下向上投射，可自下而上形成一条连续的光带。

被照明对角为立方体组合时，投光灯应布置在其平面对象线的两侧，以便在相邻立面上取得适度的亮度对比，从而加强建筑物的立体感。如果建筑物体量较大，需要沿建筑物分散设置多台灯具，那么就需要视野所及的所有灯具的投射方向要一致。

如果立面上存在线条结构，则应该用光影来表现出这些线条。若是垂直线条，灯具可设置在左右两侧；若是水平线条，灯具应沿一条基准线设置。以上两种情况，都应避免产生宽深的阴影。如果建筑物带有平台、挑檐等遮光部件，并且投光灯又不能拉开很远，这时就需要设置辅助照明，以弱化和消除阴影。

以上各项步骤完成之后，依所选的光源、灯具、安装位置等条件的照度计算来决定灯具数量。灯具的安装位置应尽可能地安装在店牌或装潢物的后面，使灯具避开人们的视线，但必须考虑整体照明效果，不能造成阴影。在无法避开视线的情况下，不能影响白天的景观效果，并要安装在人不易接触到的位置，努力达到见光不见灯的效果。

5.建筑物景观照明的表现方法(www.xing528.com)

建筑物是城市灯光景观的主要载体，它具有视野宽广、造型多样、立体感强等优点。对建筑物进行灯光设计，首先要掌握建筑物的特点和立面的建筑风格等，找出从不同角度落光处，最能引人注意的特色，究竟光线应照射哪个立面为好，应视观看的角度而定。然后结合灯光景观整体要求，确定建筑物表现的各个部分和处理各部分的方式、方法。

城市干道两旁的高大建筑物都采用同一种照明方式，那么就会给人一种平淡无味，甚至呆板的感觉。为此在设计中要考虑到建筑物的材料与灯具的光源相结合，建筑物泛光照明照度一般为15～450lx，具体大小取决于周围的照明条件和建筑材料的反射能力，并要考虑建筑物的造型与光源的色彩相结合。根据建筑物的造型可选择彩色照明，在建筑物的正面和侧面之间造成明显的颜色反差。对于建筑物单是泛光照明还不够，还可以配合LED线灯照明，在一座建筑物的照明设计中，群楼部分可用LED线灯进行装饰，主楼可采用泛光照明。根据建筑物的造型选择LED线灯，可形成一种主体式照明效果。特殊的建筑物可以配以特殊的灯光效果使建筑与景观相得益彰。几种常见的处理方法有：

①用灯带勾勒出建筑物的边框和玻璃幕墙边，灯带可采用泛光灯、霓虹管、LED线灯。为了更生动活泼，灯带可采用彩色进行忽明忽暗控制，形成流水式动感灯带。光带的颜色可通过光源颜色来实现，不同功能的大楼需要选用不同颜色来体现，暖色调代表热烈、庄严，冷色调代表温馨、亲和。

②屋顶用投光灯照射或灯带勾勒，形成金色屋顶或其他颜色屋顶。

③建筑物的立面可用投光灯照射形成一个光亮面，或在每个窗台下安装一个双向点光源，形成一个排列有序的点状光带，也可以在墙面等距离地布置若干光幕。

④在标志性建筑物顶上还可安装激光发生器，显示夜幕下的方向标，也可装设向天空吐出七彩华光的LED灯。

⑤当建筑物的外墙面有较多的玻璃装饰时，投光灯已经无能为力，此时应采用内透光。通常是将建筑物各房间灯光开启或在窗台边整齐安装LED灯管而形成内透光。成功的内透光可以使整座建筑物晶莹剔透，恍如一座如梦如幻的水晶宫殿。

6.建筑景观照明的设计方法

目前，我国尚未制定城市建筑景观照明的设计标准。根据CIE的推荐亮度换算方法，并考虑到我国景观光污染、光源和灯具质量等方面的现实条件，提出表3-2的设计照度，以供在景观照明的设计时参考。

表3-2 建筑物景观照明所需照度 单位：lx

（1）建筑物重点照明

重点照明是为了重点地把主要建筑物或主要场所照得亮，以突出建筑物的特性，照度应随建筑物的特性、形状、大小而定。同时必须和建筑群内的一般照明有相平衡的照度。在选择光源及照明方式时，不能忽视建筑物的立体感、光泽及色彩等。重点照明的要点是：

①照度与一般照度比例一般是3～5倍。具体取值，随建筑物种类的特征而定。

②以高强光束突出建筑物表面的几何形状。

③以强烈的定向光束突出建筑物的立体感和质感。

④利用光色突出特定部位或特有色泽的标志。

（2）建筑立面照明

各类建筑物都具有它的各自的特征，对建筑物的各个立面照明除如何将它的一般性和特征展现得更有艺术性之外，应该有意识将临街的立面和门厅照得更明亮、更具艺术性，使路人对建筑物有深刻印象。另外，还需要有渲染建筑物功能和形象的广告照明，使人看到建筑物外形美之外，更重要的是与建筑物功能和周边景观相互衬托。建筑立面的泛光照明就是用投光（泛光）灯按设计的一定角度直接照射建筑物立面，重塑建筑物的夜间的形象。其效果不仅能显现建筑物的全貌，而且能将建筑物的造型、立体感、饰石材料和材料质感，乃至装饰细部处理都能有效地表现出来。建筑立面照明是最有效的广告，但各个建筑物有其名称和标志。对于建筑物名称和标志，常采用下列方式：

①多用LED发光字将名称或标志逐笔逐画圈起来，LED发光字或长明、或多种颜色轮换闪烁或卷地毯式闪烁，让人们距离很远就能看见。

②建筑物的名称或标志是实体的艺术雕塑，用支架离墙，在其后面，依其形状布灯，让灯光将名称或标志浮现起来。

光源的光色要与建筑物周边空间协调，又能将建筑物质感最确切、最真实地显示给人们。此外，还要围绕建筑物周围的灯光景观（如装修材料及其色泽等）和结构等内容确定。除水平平均照度外，还应合理设计垂直照度。一般应选用宽光束或蝙蝠形配光曲线的灯具。

（3）立方体组合

投光灯应布置在其平面对角线的两侧，这样在建筑物两个相邻侧立面上能取得适度的亮度对比，从而加强建筑物的立体感。此外，倾斜的入射角可使建筑材料的质地和建筑立面上的竖向线条看上去更加清晰。当投光灯与被照建筑物距离较近时，建筑物高处的平台、挑檐、凹廊等凸出和凹进的部位会因遮光而产生过重光阴影，破坏建筑物形象。这时需要用辅助灯照明阴影区，消除阴影或使阴影淡化。

对体积大的建筑物，往往需要沿建筑物周围分散布置投光灯。在这种情况下，视野内的所有灯的投射方向要一致，最好与被照面的法线成45°（平面方位角），并且控制次要立面上的亮度为主立面亮度的50%，以保持良好的造型立体感。

（4）圆柱体

为了正确显示圆柱体的形态，在横向曲面上的亮度变化应当是连续的，竖向的亮度要大体一样，若顶部稍亮一点，能增加稳定感。从远距离照明一个直径不大的圆柱体时，可采用相对的两组灯具，如图3-13a所示。当投光灯靠近建筑物，且圆柱体形相对粗大时，用三组灯具照明为好，如图3-13b所示。其主投光方向的夹角为120°。这样从圆柱形建筑的四周任何方向上都有完好的视觉效果。若只能从一个方向观察被照对象，可以减少一组发光灯。

（5）屋顶

屋顶是建筑物整体形象的一个重要组成部分。在夜间照亮屋顶才能显示整幢建筑的形体和轮廓。西方建筑的塔尖、坡顶、圆拱，中国古建筑的琉璃屋顶、重檐都是代表不同建筑风格的精粹，用灯光将它们特别照亮可起到画龙点睛的功效。

图3-13 圆柱体远距离照明灯具布置

图3-14 屋顶投光灯具布置

当投光灯置于超过屋顶高度两倍以上的距离时，其光束可以将屋顶照亮，如图3-14所示。距离较近时，用窄光束投光灯从低层平屋顶，或从贴邻建筑平屋顶上投照。面积大的屋顶，宜选用小功率投光灯，分散布置在屋顶凸窗的背后，以将屋顶均匀照亮。

（6）柱廊

柱廊有以下两种表现方法：

①照亮背景，显示立柱轮廓，呈现剪影效果。有时需要正面补光，减小对比并增加立体感。

②从正面用投光灯分别斜照每个柱子，在相对较暗的背景下将柱子显露出来，使得柱子的立体感较强。