景观照明效果量化控制方法的应用探索<br/>—— 以北京中轴线永定门夜景照明项目为例

景观照明效果量化控制方法的应用探索
—— 以北京中轴线永定门夜景照明项目为例

2022-07-30李训智

照明工程学报 2022年3期

李训智，李静，邝蕾

(1.北京清华同衡规划设计研究院有限公司，北京 100089；2.北京清控人居光电研究院有限公司，北京 100089)

引言

随着夜景照明工程建设经验的积累，设计师与建设者更加注重落地效果，对实施偏差的容忍度降低，以效果图与经验为主的设计方式，在现场试灯与后期调试中需耗费大量时间。此外，主观感受容易受到人为因素、场所环境、载体特征的影响，较难形成统一的评价标准，以致实施质量存在较大的主观性，无法有效地保障落地品质。

为此，我院开展研究夜景照明量化设计策略[1,2]，探索照明效果检测方法[3]，研发虚拟仿真软件平台，主持编制团体标准《景观照明效果量化控制指南》(T/CSA 055—2020)[4]等，为设计与管理者提供客观的管控方法。同时，为了提供更准确的量化指标，已对全国数百个城市不同类型的夜景照明实例进行数据采集，现场调查市民的主观评价，建立景观照明效果的量化指标体系，为项目提供支持。本文将当前量化控制的研究成果应用到实际项目，简要阐述量化指标体系的应用流程，为后续类似项目提供参考。

1 应用流程

景观照明量化控制的应用流程一般可划归为：方案深化阶段对效果指标与灯具参数的定量设定、产品遴选时对实验室检测数据的比对验证、竣工调试后对落地效果的数据采集与主观评价(图1)等。通过“先策划、中检验、后评估”的流程，用客观数据表述量化需求，减少传统经验对落地效果的影响，并从实际使用体验的角度评测效果指标的合理性，以使其更具适用性和可比性。

图1 照明效果量化控制的一般流程Fig.1 Schematic diagram of quantitative control method of nightscape lighting effect

1.1 指标参数的设定

照明设计通过亮度、色彩、动态等效果指标塑造夜景的秩序格局，保障夜间光环境的品质与夜游体验。目前，在设计时主要参考国家/地方/行业的标准规范或区域性照明专项规划来制定项目的照明效果指标，如《城市夜景照明设计规范》(JGJ/T 163—2008)、《深圳市城市照明专项规划(2021—2035)》[5]等；但该类指标都是面向区域、街道或载体的整体性指标，对于载体内不同位置(如顶中底、立柱等)的详细指标较少规定，以致无法有效地控制载体内部的量化关系，在实际应用中容易出现局部亮度偏高等不协调的画面。

为了获取具有参考价值的详细指标，可在方案深化阶段对不同城市已经完成的类似项目进行调研，根据现场实测效果指标的数据(表1)[4]，并请设计师、市民参与主观评价，分析夜景效果的客观数据与视觉感知的关系，初步建立该类应用场景的效果指标体系。

表1 景观照明中影响效果的主要评价指标Table 1 Main effect index of nightscape lighting projects

实际项目中，根据设计效果、应用场景、照明方式与调研数据等，将创意方案的效果量化指标转换成特定灯具的效果、光学与控制的参数，并按照灯具质量与电气安全的相关要求设定灯具合理的安规参数，综合后形成各个应用面完整的照明效果指标与灯具参数。

1.2 检测数据的比对

常规的项目流程中，施工单位根据灯具参数筛选合适的灯具，经视看后下单生产安装。鉴于LED产品缺少相对统一的工业标准，不同品牌与批次的灯具效果会存在差异等现状[1]，在照明效果量化控制流程中，需引入第三方专业检测机构对灯具进行检测；由设计根据效果指标与灯具参数对检测结果进行比对(其中安规检测结果由检测机构判定)，验证灯具参数与呈现效果是否切实符合要求。

目前景观照明检测一般分为四种类型：效果检测、光学检测、控制检测和安规检测，不同的检测类型包含不同的检测项目(表2)，前三类的检测项主要保障照明效果，第四类核验灯具质量与电气安全。实际项目中，根据呈现效果的画面要求、项目规模、选用灯具的类型与数量等确定检测类型与检测项目，不同设计的要求略有不同。对于检测结果，效果检测、光学检测和控制检测至少应满足对应项目的指标参数要求，安规检测应满足GB 7000.1—2015[6]等相关技术规定。

表2 景观照明中不同类型的检测项目Table 2 Different types of laboratory testing items in nightscape lighting projects

1.3 现场实测后评估

在项目调试完成后可引入“现场实测与后评估”[7]以进一步完善应用场景的效果指标体系。通过现场采集载体不同位置的效果数据，收集业主、市民、设计师等视觉体验的主观评价，结合效果、光学、控制的检测数据，综合评估效果指标与视觉体验对应关系的合理性。对于比较合理的指标数据，纳入照明效果的指标体系，供后续项目参考；对不合理的数据或指标进行修正或弃用，实现指标体系的动态优化。

2 应用案例

2.1 项目概述

永定门为明清北京城外城的南中门，寓有“永远安定”之意，是北京中轴线的南起点。本次景观照明提升需凸显永定门的沉稳敦厚、古朴庄严的气质，完善北京新中轴线(永定门—奥林匹克公园)夜景照明的空间格局，在冬奥会、残奥会期间向全世界展示北京城特有的夜间城市形象。

2.2 效果指标的应用

2.2.1 设定指标参数

依据《北京市“十四五”时期城市照明发展规划》、《北京城市景观照明规划设计导则》、《中轴线(永定门—奥林匹克公园)景观照明提升工作方案》以及国家规范、北京地方标准等指导性文件，确定永定门城楼为新中轴线上传统特色路径中的二级节点，整体平均亮度10～20 cd/m2，光色以城墙3 000 K、楼阁4 000 K为主，在重大活动与节庆时可局部设置动态微彩(中国红)以丰富形象(图2)。

图2 永定门的上位规划相关要求Fig.2 Relevant requirements of the upper planning of Yongdingmen

在永定门的亮度指标设定中，参考西安钟楼(图3)、大理古城门(图4)等多个类似建筑的亮度效果指标，对比分析参考建筑与永定门的应用场所环境、被照面特征与照明方式的关系，结合创意方案效果，设定城墙、城楼、屋面等亮度比例关系为1∶0.5∶1.5，经换算后确定各个应用面灯具的效果、光学、控制、安规的参数要求，并制定详细的灯具设备规格书。

图3 西安钟楼的照片与伪色图(来源：北京清控人居光电研究院)Fig.3 Photograph and Pseudo color image of Xi’an Bell Tower

图4 大理城门的照片与伪色图(来源：北京清控人居光电研究院)Fig.4 Photograph and Pseudo color image of Dali Gate

2.2.2 比对检测数据

根据灯具设备规格书的指标参数要求，对施工单位提供的多套样灯进行点亮实验，排除存在明显偏色、暗斑/暗区、照射高度不足等缺陷的灯具(图5)，筛选出基本符合目视要求的灯具，再由特定人员独立送到第三方专业检测机构进行效果、光学和安规的检测。

根据检测机构出具的检测报告，由设计核对各项检测结果，除去不满足规范标准与灯具设备规格书要求的灯具(图6)，比选出合适的灯具供施工单位选用。对于合格灯具的检测数据作为照明指标的基础，待评估验证合理后纳入效果指标体系。

图6 实验室检测数据统计表Fig.6 Statistical charts of laboratory testing data

2.2.3 项目实测评估

竣工调试后，采用亮度计对永定门的亮度、均匀度等效果指标进行数据采集(关闭广场高杆灯)，并通过访谈与问卷的形式由业主、市民及设计师对效果指标、视觉层次、夜间形象、环境关系等进行视觉主观评价。根据测试数据，整体的平均亮度为18.3 cd/m2，城墙、城楼、屋面的平均亮度分别为16.6 cd/m2、11.3 cd/m2、26.4 cd/m2，比例关系为1.59∶0.68∶1，整体性亮度指标基本符合《北京市“十四五”时期城市照明发展规划》、《北京城市景观照明规划设计导则》的相关要求，不同位置的详细数据虽略有偏差但基本符合方案深化的预设指标。视觉评价上，永定门呈现出沉稳敦厚、古朴庄严的夜间形象，与特定的城市环境相契合，基本达到设计预期(图7)。