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鹅岭公园的光景营造及光环境分析

2019-12-28黄海静

照明工程学报 2019年5期
关键词:光景照度光影

黄海静,邱 鞠

(1.重庆大学建筑城规学院,山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045;2.重庆大学建筑城规学院,重庆 400045)

引言

对园林空间来说,“光与影”是一对古老而永恒的元素。光赋予园林空间以轮廓,影赋予园林空间以深度。正是在光影的作用下,园林空间的微妙调节成为可能,从而产生诗意的效果。光影与环境空间感知、景观艺术表现息息相关。“因丹霞以赪楣,附碧云以翠椽”(谢灵运,《山居赋》),“水光潋滟晴方好,山色空濛雨亦奇”(苏轼,《饮湖上初晴后雨二首·其二》),“半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊”(朱熹,《观书有感》)。不少诗词歌赋、文化典籍对园林空间的光景意境都有生动描绘和记载。

中国科学院院士吴硕贤先生的《光景学发凡》首次提出“光景学”概念,指出“光景学是将之作为视觉景观中的一个特殊的方面,即指主要由光源、光影及其变化所构成的景观,或由光源、光影及其变化引起强烈视觉印象的景观”[1]。根据吴硕贤院士“光景学”研究的倡议,确定“光景观”的研究概念:基于自然光的特性及其传播原理,将光影作为景观要素之一,利用科学和美学的方法将光所传达的信息与其他景观要素相结合,并以视觉为媒介构成景观环境的整体感知[2]。光景(lightscape)与声景(soundscape)一样,都是园林中的重要组成要素,在景观规划设计中起到重要作用[3]。

根据光的类型不同,园林中光景观主要分为两大类,一类是人工光,主要应用于园林夜景的塑造;另一类是自然光,多体现在园林中的光影表达。国内已有研究针对上述两方面展开,在景观照明方面,刘滨谊和徐晞[4]对景观规划设计中如何同时营造白昼时的光影、夜晚时的灯光氛围进行了探讨;李铁楠[5]研究了景观照明创意设计思想和原则。在园林光影方面,陈丽媛[6]从光的物理性、社会性、人文性等方面探讨了光影在园林景观空间中的应用,陈少明[7]分析了园林中光影的自然美、功能美、意境美表达,以及光影的时间性、地域性与象征性意义;曾艳[8]探究了光影在私家园林中对空间形体的塑造、空间的连接与空间的引导三个方面的主要作用。国外针对光景观的研究主要着眼于城市公共环境及园林空间的夜景营造,是景观照明(light landscape)及(人工)光景观(illuminated landscape)的概念[9-11]。本文研究的光景观(lightscape)主要以自然光为对象,基于光学特性分析园林空间中的光景营造方式及设计手法。

园林空间的曲折变换为光的传播和表现提供了多样可能[12];光影又以山水景物为媒介,赋予园林空间灵动的视觉意境。光影巧借是园林空间营造的重要手段,园林中的光景营造研究极具意义。

1 鹅岭公园光景营造手法

重庆鹅岭公园位于重庆市渝中区,南临长江,北濒嘉陵江,其前身为建于清末宣统年间(1909—1911)的“礼园”,是重庆现存最早的私家园林,建成之初即有“园极亭馆池台之胜”的说法,1958年移交重庆市政府后在旧址基础上进行了扩地修缮,改名为“鹅岭公园”。鹅岭公园所处鹅项岭海拔约370 m,为整个渝中半岛的脊点,是一个俯瞰重庆城市全貌的极佳之处,有“高原极望,远岫环屏”之意境,使其成就“高耸九重,一览江山”的景象。

重庆属光气候V区,年日照时间短,日照率仅25%~35%,且季节差异明显。4月~9月光照较充足,阳光炽烈而明亮;10月~3月光照较匮乏,阳光微弱而柔和。遵循地域光照特征,顺应山形地势格局,鹅岭公园的造园者注重对自然光的因势利导,巧借光影关系与景观要素的结合构成丰富多变的光景组合,引导空间序列,组织园林层次,体现巴蜀山地园林特点。

1.1 随形就势的聚光之合

园林空间中常通过角院天井、漏窗门洞、“林窗”景框等组织聚光,形成强烈明暗对比,加强空间层次,营造深邃意境。鹅岭公园沿山道蜿蜒的半镂空围墙配合植被形成遮挡,光斑稀疏撒落地上,直至园林门洞处豁然开朗形成聚光效果,起到引导游人的作用。

重庆特有的山形地貌复杂多变,光景亦随随形就势而变。怀乡台位居鹅岭公园中地势较高的位置,造园者顺应高差关系造景,地势越高处植物的颜色越浅,光照越强烈,光景也更明亮,通过聚光作用构成视觉焦点,游客被不知觉地导向高处的怀乡台。从怀乡台再沿爬山廊上到坡顶处设有一座六角亭,亭子靠林道一侧掩于阴影中,临悬崖一面则开阔明亮,光与景在此聚合,指引游人视线向远处江景眺望(图1)。

图1 园林空间中聚光手法的营造应用Fig.1 Construction and application of focusing technique in garden space

1.2 内外相生的透光之韵

透光方式是园林空间中常见的光景营造方式,常指穿过门窗、遮阳、透光板等以及从树冠、花架的缝隙中透射出的光,也称漏光。透光赋予景物既生动又神秘的氛围,创造出具有韵律美感的光影效果。

桐轩石室位于鹅岭公园最北处,可俯瞰嘉陵江,在建园之初作为园主李耀庭的避暑之地,因四周遍植梧桐树而得名。桐轩依崖而建,屋顶与园内游道齐平,成为面向江景的开阔观景台。从屋顶两侧幽闭的楼梯转折而下才能到达桐轩的堂屋,靠崖堂屋室内阴凉,颇像江南园林之假山石洞,为盛夏纳凉佳处。桐轩的堂屋与厢房都采用镂空石雕窗,其图案有花瓶、蝙蝠、芭蕉等多种样式,正门两侧以篆刻的“桐轩”二字做窗花;室外的光线穿透过镂空石雕花格窗入射室内,光斑跃动于室内石墙上,增加了空间的动感,形成神秘、多变的光景观,实现了室内与室外相互渗透,建筑与环境的有机结合(图2)。

图2 园林空间中透光手法的营造应用Fig.2 The construction and application of translucent technique in garden space

1.3 水光相依的动态之美

水光相依,自然光影与水景的结合常常是园林空间的点睛之笔。光借助水面的镜面反射作用使园林空间获得开阔、平静的感觉;周围景象在光的作用下形成长短不一、深浅各异的水中倒影,使得原本单调的水面有景可赏;水面的景象随光的变化时明时暗,当微风习习,光线照射在水面,这两个大自然中不确定的、缥缈的元素同时相互作用的时候,便产生了绚丽、灵动的视觉效果。

鹅岭公园是典型的山地园林,场地有限、水面不大,但形态各异。莲池位于整个鹅岭公园的中心位置,其前身为礼园的红荷湖,曲折蜿蜒,为全园精华之所在。莲池北岸边建三友亭,与葱郁的树林相掩映,与池岸的步道相连接。天空、建筑、园林、游人倒映于水面,一副生动的江花美景图呈现于眼前。绳桥是鹅岭公园的标志性景点,栏杆刻纹似绳而得名。桥身曲折高耸,离水面三米多,桥拱与水中倒影相接,亦真亦假;桥边各色植被折射于水中,摇曳的水草、飘浮的落叶,折射景象与反射倒影相互交融、多彩变幻,颇具趣味(图3)。

图3 园林空间中折光与反光手法的营造应用Fig.3 Application of refractive and reflective techniques in garden space

1.4 光影相映的层次之境

园林空间中,利用浓密植被或不透光的景观设施来遮挡太阳直射,通过遮光手法形成阴影或光影对比。光影对比使人产生一种视觉“落差感”,起到划分视觉空间领域的作用,强化了园林空间的立体感、进深感;落影还可构成图案,随一天中光影变化表达时间的概念,成为动态光景要素。

由私家园林转变成面向市民开放的公共园林后,鹅岭公园增加了许多休闲娱乐空间。重庆夏季炎热,且阳光炽烈、耀眼。为满足公共活动对光照强度及环境温度的要求,鹅岭公园造园师巧借地势起伏布置园林景观建筑,采用基于遮光、挡光、反光的亭檐、曲廊、“漏窗修竹”等多种光景营造手段,有效调节光环境舒适度,满足了游人观景、休憩的要求。公园中树荫摇曳、竹影斑驳地投射于地面和墙面,光景辉映、光影对比,起到了界定空间轮廓、延长空间景深、丰富空间层次等夹景、障景的作用(图4)。

图4 园林空间中遮光手法的营造应用Fig.4 The application of shading technique in garden space

2 鹅岭公园光环境分析

园林光景营造效果与空间视觉美学及主观心理感知、客观光照质量都息息相关。因此,光景观研究不仅要根据光学原理、特性分析光景营造方法,还应根据人的心理感受、满意度及光照亮度进行光环境质量评价。

重庆春夏阳光强烈,秋冬则光照微弱。我们在2017年6月至2018年3月期间对鹅岭公园光景主观感知及光环境质量进行了调查评测,包含两部分内容:一是主观感知评价。通过问卷、访谈了解公园中人群的活动内容及方式,并对公园光环境满意度进行调查;二是实地数据测量。对不同的光景表现选取一天中不同时段进行光照度值的测量及分析评价。

2.1 光环境主观评价

鹅岭公园作为向公众开放的休闲公园,使用者满意程度是光环境主观评价中最重要的指标。以问卷抽样调查作为数据收集手段,采用五级评分,共发放问卷150份,回收有效问卷150份,有效率100%。

1)公园景区光感知分析。与前述光景特征区相对应,调查位置主要分布于园内的怀乡台、莲池、爬山廊等重要景点及游人停留较多的休息区域。调查对象涉及18~70岁的各年龄层人群,被调查者在公园的主要活动以散步休闲活动和风景观赏为主。对于公园整体环境的普遍满意度较高,表示满意和十分满意的共计100人,满意率约67%(图5)。多数被调查者认为公园内景观优美、空气清新、环境安静,是日常休闲的好去处,更是公园附近居民每天晚饭后必去的散步地点;有少数人认为植物配置和休闲活动设施尚需改善。对公园景区光环境感知调查显示,感觉非常满意及满意的有51人,约占34%,感觉一般的有76人,约占50%,明确表示不满意的有23人,约占15%(图6);不满意的原因多是认为公园内的植物和建筑对光线遮挡较多,秋冬季节光环境偏暗,多数活动区域的光照条件未能达到使用者的需求,致使人心情压抑。

图5 鹅岭公园整体环境满意度调查情况Fig.5 Survey on the overall environmental satisfaction in Eling Park

图6 鹅岭公园光环境满意度调查情况Fig.6 Survey on the satisfaction of lighting environment in Eling Park

2)公园景区光舒适分析。针对鹅岭公园各景区光舒适度的调查显示(图7),被调查者对园林光景舒适性的满意度往往与他们活动需求有关,光环境满意度高的区域往往也是公园中光景营造表现好的区域。如,借植物遮光作用形成光影变换、阴凉休闲的怀乡台及附近区域,满意度最大,达38%;景色宜人、可极目远眺的爬山廊是园内滞留人群最多的区域,满意度次之,为30%。园中桐轩是依地势而建的半地下空间,采用透光手法将光照引入室内,虽室内外光景渗透,但入射光线少,且亮度分布不均匀,光舒适性及满意度较差,仅为6%。此外,场地条件局促,建筑可达性较差以及与游人的互动性不足,也造成该景点的人流量偏少。

图7 鹅岭公园中光景舒适度区域调查情况Fig.7 Survey of scenery comfort area in Eling Park

2.2 光环境照度实测

对园林景观的光环境的客观评价主要以光照度值来表征,针对不同特征光景区,测量其一天中不同时段的光照度值变化。测点位置分别位于公园中怀乡台、桐轩、绳桥和莲池四个景点及其周边区域。考虑园中游人的主要活动时间以及重庆地区天然光照相对稳定的时段,确定晴天工况下9:00—16:00为测试时间段,每隔一小时记录一次。

怀乡台区域位于鹅岭公园莲池北侧,为公共休闲区域,设有休闲桌椅,桌椅旁种植的高大植物起到遮光效果。分别选择无植物落影的非遮光区的三张石桌面作为1、2、3号测点,有植物落影的遮光区的三张石桌面作为4、5、6号测点(图8(a)),对六个测点的照度值统计分析显示,非遮光区照度平均值为5 297.67 lx,遮光区照度平均值为803.67 lx(图8(b));非遮光区照度变化差值达2 761 lx,而遮光区照度差值仅为100 lx,照度变化相对稳定(图8(c))。说明园林植物对光照有遮挡效应,并且光照越强烈,遮光区与非遮光区的照度差值越大、遮光效果越明显,适宜夏季游人休闲活动的遮光需求。但同时,光景观设计也需考虑冬季游人活动对阳光的喜好,植物宜落叶林与常绿林合理配搭布置,减少对休闲区光照的遮挡。

图8 怀乡台区域照度测试结果Fig.8 The results of regional illumination test at Huaixiang Station

桐轩石室背靠山崖而建,单面透射采光。对桐轩区域的室内外6个测试点的平均照度值进行统计分析显示(图9(a)),桐轩室内照度较稳定,照度差值仅为50 lx,说明室外天然光的变化对室内照度的影响小。由于桐轩为半地下空间,作为采光口的门窗面积较小,透光形成的点状光源未能有效改善室内整体较为昏暗的光环境。此外,场地周围植被茂密,对光照遮挡较多,更导致桐轩室内室外的照度均较低,其室外平均照度值为935.5 lx,室内平均照度值仅为194.5 lx,视觉条件较微弱,光景氛围较神秘、阴郁(图9(b))。

图9 桐轩区域照度测试结果Fig.9 The results of illumination measurement in Tongxuan area

绳桥在水中的倒影是其景点本身的一大特色,对绳桥上观景点、水面、绳桥周边区域的照度值进行测量及统计计算(图10(a))。分析发现,由于水面对光的反射作用,水面处光的平均照度值达14 946 lx,远高于观景点处的4 944 lx和周边区域的5 747 lx;且天然光照度越强,水面处照度与观景点及周边区域照度的差值越大,在13:00时差值高达4倍(图10(b))。由此可见,水光高亮度反射可吸引人的视线,突出水中影像在整个画面中的重要地位,强化景观特色。同时也需注意,园林造景时一方面要合理设置观景点,避免水面造成的眩光干扰;另一方面可通过水景边植物的适宜配置形成遮光,减弱强光反射。

利用地势高差促成相邻景观间的明暗变化,实现聚光效果是巴蜀山地园林中常见的造园手法。选取莲池北岸与怀乡台之间地势高差变化显著的一段区域作为测量对象,按高度递增依次布置测点1到测点4(图11(a))。测试结果显示,在9:00—13:00时段,照度值与测点地势高度成正比,地势越高,天然光受遮挡越少,照度值越高,高处景观点聚光效果显著。但在14:00—16:00时段,由于太阳高度角的变化,阳光直射区域变化,测点2和测点3的照度值发生了突变,测点3的照度值甚至超越最高处的测点4(图11(b)),形成大面积高光区域,原视觉聚光效果被打破。结合同时段对该区域活动人群的访问来看,其中80%以上的人均表示望向测点3时有眩光感及视觉不适。可见,在光景营造时应结合当地地形及日照条件,充分考虑一天中太阳高度角的变化,设置适宜植物配植或遮光设施。

3 结语

光影对园林空间具有界定、引导和氛围营造的作用。本文以重庆鹅岭公园为例,分析了光影在园林空间表现中的客观规律。鹅岭公园的园林空间因势利导、巧于架构,高低错落、层次丰富,是巴蜀山地园林的代表。园中怀乡台、莲池、绳桥、桐轩等景区通过聚光与框景、透光与漏景、折光倒影与借景、反光遮光与夹景障景等不同光景营造,体现了光景要素在园林空间感知与表现中的重要作用。

针对园林空间的光景因素,进行实地调研和数据测量,将光景表现与主观感知评价进行整合分析,指出园林空间设计时,除考虑视觉美学和意境表达外,还应充分满足园林空间的功能活动需求、光感知与舒适性要求,以及季节、时段等动态光环境因素的影响,从而实现基于“空间景态—感知意境—心理舒适”的园林光景营造。

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