设计在建筑中应用的必要性与问题分析

郑琪　耿涛

摘要：随着经济和技术的发展，城市夜间生活的日益丰富以及人民大众文化品位的提高，城市及建筑物的光设计正日益受到人们的重视。但是目前由于技术和理论的局限性，这一领域正处于一个由无序到系统化的过渡阶段，而建筑光设计领域也缺乏有力的理论指导，导致城市建筑光应用出现了很多问题。本文具体分析了光设计在现阶段的建筑应用中存在的具体问题，并从多种角度阐述了建筑中的光环境应用的必要性与价值体现，介绍了建筑应用中应该遵循的光设计的功能性、美学性和绿色性原则，并期待未来建筑中光设计领域的蓬勃发展。

关键词：光设计 建筑 必要性 问题分析

中图分类号：J05 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2019）08-0090-03

一、光设计在建筑中应用的必要性与问题研究

（一）现阶段建筑应用中照明设计的多样性

自托马斯·阿尔瓦·爱迪生1879年发明了电灯以后，人类对于物理照明的应用进行了不断的探究，“光设计”不仅仅只运用于室内的基本生活照明，也逐步发展向室外的建筑照明设计。21世纪由于社会的融合与创新，计算机科学技术的进步与发展，使得现阶段建筑应用中的照明设计在观念、形式、功能上都产生不同的转变。

1.观念上的转变

科学进步，城市发展，建筑应用中的照明设计已经发展为一种“非物质”的观念。实现了生活的物质基础后，人们对非物质的精神层面的追求越来越高，建筑的灯光设计更多的是表现建筑的文化内涵，表达其某种个性。而在对建筑“光设计”的过程中，现代科技的发展也推动照明系统的实现。建立在计算机的媒介上，“光设计”初期可以跨越物质层面对其后期预想的效果进行模型建立，通过多次模拟实验，以求得合理且经济的照明系统，这使得建筑室内外照明系统的搭建减少巨大的利益成本。

2.形式上的转变

建筑照明的形式上，以材料与照明方式的改变最为突出。通过改变照明的角度、光通量、显色性和材质等物理量，结合建筑本身的文化特征，创造出建筑室内外不同的“光设计”效果。相比于以往的建筑光设计形式，现代的光设计形式在很大程度上进行了改进，灯具的造型、光源的选择、以及现代建筑材料的对比上都有了更多的选择性。

3.功能上的转变

建筑的“光设计”是现代城市商业化的产物，建筑物理照明已经从最初的基本照明转化为更加融合于城市环境的氛围照明，不仅满足于夜环境的指引作用，更是突出了灯光的艺术氛围的创造，突出建筑的形式感和层次感，已达到建筑文化与人们精神的结合，在夜间传达着建筑本身的个性特征。而建筑的层次感可以通过改变照明方式、调整照明角度、合理搭配灯光颜色等方法获得。

（二）光设计在建筑应用中的现状与问题分析

现阶段城市建筑应用中的“光设计”应用广泛，国内外的发展也十分迅速。但作为一个新的领域，在发展的过程中也难免出现很多问题，诸如因为对可再生能源的利用不充分而产生的物理光源的利用不全面、因为技术的局限性而產生照明的整体系统不够完整、因为对照明系统的不合理利用而产生的光污染现象和因为城市基础不平衡而出现的地域性等问题。从多层次分析问题如以下几点：

1.从设计层面分析

由于建筑设计与后期的照明设计是不同的两个领域，很容易造成设计的脱节，也因此导致了现在的建筑风格和照明风格不统一的现象。与国外的照明技术相比，我国的照明系统更多的建立在照明的理论技术上的，仅仅通过调整照明的灯具、照度、光源等参数化来研究人得视觉感受，并没有成为一种设计方法，一种艺术的、美学方面的体验。与此同时，建筑的理论与技术的发展，在结构和材料上也很大的改变，这需要建筑的“光设计”在多方面的与建筑的形式、结构和文化方面同步。

2.从技术层面分析

随着科技的不断突破，不同形式的光源解放了灯具在造型上的限制，但在实质性施工阶段，由于建筑立面的材料的不同，灯具的造型和安装的形式不能与建筑的表面不能贴合，打破了原本的完整性。例如在建筑中采用大量的透明或半透明材质，这时灯具的形式就得考虑隐蔽性较高的灯具，安装的方式可以用灯架外露或者遮蔽物内藏的方法，在不打破建筑物表面完整性的同时给到适度的照明。

3.从“光环境”的整体创造层面分析

建筑是城市的建筑，建筑的照明设计也应该是城市的，是构成城市夜景的一个主要的组成部分。在考虑建筑照明的同时，更应该关注的是建筑本身与其周围环境的某种互动性，达到与城市的协调性，在整体环境中表现出建筑本身的特色，而不是将建筑作为一个单一的部分。

（三）光设计在建筑中应用的必要性与价值体现

随着现代城市的发展，建筑群体的大量衍生，建筑的“光设计”越来越受到重视，不仅仅作为城市夜景的基本构成元素，更在某种层面上表达建筑本身的魅力和文化。当建筑处于一种黑暗的环境中，我们不能够看到建筑本身，更无法对其做出回应，建筑中照明设计的应用塑造了建筑的空间感受和文化意涵。

图1、2为岛屿由纽约当代艺术建筑师Vito-Acconci所设计，是一座位于河中央的水上剧场，它是格拉兹成为2003欧洲文化之都其中一个项目。夜晚，在灯光的营造下，咖啡吧顿时变成了气氛迷离的酒吧。剧场和咖啡吧之间，也就是正反两碗的衔接处，是由斜坡所组成，像是迷宫一样的过渡空间。

光是世界万物的一种独特形态，是非物质的遗存，在现实感官上来说，光是没有形体科研的，但在照明设计中，却是一种可控的、有规律可循的物质形态。在建筑空间应用中，它表达着一种积极向上的态度，不仅为人类提供工作面的基础照明，而且通过技术对光的控制，我们实现了对光的再设计，在城市环境中传达建筑本体的魅力，并通过与周围环境的融合，形成完整的建筑光环境。

二、光设计在建筑中应用的设计原则

（一）功能性应用原则

关于“光设计”探索的过程中，功能性是第一原则。建筑大师密斯.凡.德罗提出的“少即是多”的理念即使在人类物质丰富、计算机科技发达的现代仍然是基本的原则，“少”不是简单，而是对于设计提出的一个态度，一个基于功能性上的简约美学追求。对于“光”的设计，我们更多的是去探求一个合理且合适的“度”，避免过多的装饰性而失去建筑本身的作用，例如在建筑光设计上大量使用光通量较大和色温较高的照明系统就会产生夜晚如白昼的现象，甚至使人产生眩光的视觉刺激，造成影响建筑本身功能性的使用。

（二）美学性设计原则

在满足建筑应用中照明系统的功能性的同时，我们也要考虑“光”的美学原则，即形式与功能的统一。但也是由建筑最终所到达到的目的而定，例如在世界各地举办的灯光节，如图3、4所示。更关注场景氛围的创造，通过对灯的光通量、色温、显色性等控制，打造层次丰富的艺术光环境。

不同的建筑有其独特的建筑美学魅力，而建筑的“光”设计可以通过照明方式和不同材质的物理照明来达到突出建筑的作用。勒。柯布西耶晚年在他的游记中提到“苏莱曼清真寺四个尖塔上的灯链，勾勒出该寺那谜一样的外形”，利用条形灯光勾勒称呼建筑的外形，以此来烘托寺庙的神秘，和彰显人们对寺庙的景仰之心。建筑应用中光的运用不仅塑造了建筑夜间照明的三维空间，更是赋予了建筑以精神内涵。

（三）绿色可持续原则

建筑“光环境”的绿色原则即绿色照明原则，绿色照明就是通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件见、灯具、配线器材以及调光控制和控光器材），改善人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境，充分体现现状文明的照明。

随着科技的发展生活的进步，人类对精神世界的不断追求，灯光的作用也从基本的环境照明发展到对精神层面的表达，对美的感知。在此背景下的建筑照明对于电能使用是十分巨大的，而电能的利用不充分和过度使用而造成“光污染”。

“光污染”出现于上世纪初期，主要是由于城市夜间用电的不当和建筑的照明系统的浪费，而且随着玻璃建筑幕墙的出现，过度的昼夜光源反射对城市造成光影泛滥，影响市民的正常生活。为了响应十八大“美丽中国”的概念，在建筑的光环境设计上，设计师们应该掌握好照明工具的照度，了解建筑室内外材料的反射系数，尽量避免不必要的光污染。

三、光设计在建筑中体现和创造艺术形式的方法

（一）照明方式创造建筑光设计的美学艺术表现

建筑的“光设计”以光为媒介，以建筑本身为载体，在建筑的夜景照明中起着关键作用，通过不同的照明方式来体现设计中的美学艺术是创造建筑光环境的重要手法。在实际的照明工程中，根据建筑的主题和内容，光设计通常会以某个层次作为照明的主要方式，使其变得具有独特的美学形式，在照明层次的划分中需要考虑以下几点：

1.主次分明，突出重点

在整体运用建筑面的大面积环境照明的前提下，确定建筑局部的重點照明（建筑入口、标志、装饰结构、细节表现等），使得建筑并不是完全整体的、完全平均的发光，而是有细节、有主次、有节奏的整体照明系统。

2.照射角度合理，照度适中

建筑照明中的灯具走位很多时候要根据建筑材质和结构而定，照射角度不能垂直于照面，照度要根据建筑照射面材质的反射度调整适中的光通量，在设计前期应该进行多次照射模拟，确定最终方案设定，选择出合理的照射方式及角度，尽量照出建筑面原有的质感和特点，并利用好灯光对建筑进行美化。

3.色彩明快，色温合理

光的颜色主要是由光源的温度决定的，色温越高，光色越冷，一般在实际运用时应该与建筑的文化性格相结合。不同的光源有不同的颜色，其所产生的艺术美学效果也是不同的。同时，有色光的表现力很强，所以在表现特殊建筑体系时还要考虑周边光环境的因素，尽量避免眩光和光污染现象，减小对周围环境和人们生活的影响。

（二）建筑结构照明创造艺术光设计构图形式

随着异形结构建筑的产生，建筑的结构形式也决定了其照明设计的构图形式。传统建筑结构在照明设计中我们可以在相对秩序化的载体上采用规律性的构图方式，但在异形结构的建筑中，这种规律性就得根据建筑的材质、三维空间和建筑文化进行再排序，以求得一个相对规律可循的系统参数。异形建筑的结构在很大程度上与装饰的美学形式有关，这也将改变其“光设计”的艺术形式，附着于建筑结构的灯光，勾勒出建筑的骨架，通过照明手法的处理，赋予建筑夜景以色彩、肌理和空间效果。

对于现在大量的建筑来说，其主要的构图方式与以往的建筑形式不同，更多偏向于一种三维的构图方式，照明工程师通过对灯光的控制，通过灯光的对比、渐变、放射等方式实现建筑“光环境”的处理。

（三）照明技法创造多样的建筑光设计感官体验

在建筑的“光设计”中，以建筑本体为载体，形成三维空间的围合，通过照明设计产生的光环境，将实体建筑与虚拟的灯光空间结合起来，形成一个饱满完整的感知体验。灯光可以与音乐、流水等结合，实现“光”的视觉、听觉和触觉的感官体验。

如图4、5，通过新型照明技法，对灯具的防水和显色性都作以改进，控制灯光的色温，改变灯光的色彩，参考水的流动性和透光性，实现灯光与流水的结合。

总结

对于建筑“光”的设计，我们更多的体会是建立在城市发展的大环境的基础上，也正是因为经济发展，人们对非物质性的精神层面的追求，推动这建筑照明事业的发展。照明系统的设计从功能上、形式上都坚持以人为本的原则，遵循绿色环保设计的理念，以营造符合建筑本体文化且适于周围环境共生存的光环境氛围为目标，树立良好的城市建筑夜间形象，推动城市商业化的发展。科技在进步，社会在发展，照明设计这一行业正蓬勃发展，建筑的“光设计”领域还有很大的进步空间。