建筑自然采光與照明實例分析

建工111班：馮凡201106313141馮亢201106313121王軍輝201106313119楊亞輝201106313111金貝爾藝術(shù)博物館

路易斯·康“自然光是唯一的光，因為它有情調(diào)——它提供了我們共識的基礎(chǔ)，它使我們能接觸到永恒。自然光是唯一能形成建筑藝術(shù)的光?！眀y：路易斯·康時間：1966—1969—1972地點：美國，田納西州福特沃思市金貝爾藝術(shù)館最為成功的地方是

對光的處理：頂采光側(cè)采光庭院采光采光手法頂采光：

在博物館拱殼結(jié)構(gòu)單元的殼頂中央開一條寬90厘米的縱向天窗。光線從天窗照進來，經(jīng)過半透明鋁質(zhì)反光體均勻分散于成擺線狀的拱頂天花，從而再反射到展品上。拱頂表面布滿了乳白色的柔軟的陽光，尤如蒙上了一層半透明的薄紗使得展室格外的寧靜安詳。身處展室使人置身于一種專注、享受和提高的藝術(shù)氛圍中。

怎么樣效果不錯吧？這樣抽象的藝術(shù)作品，我是有點接受不了呀，不過同學(xué)說雖然很丑，但她很值錢！我頓悟了

側(cè)采光：在拱形結(jié)構(gòu)山墻一側(cè)，拱頂與填充墻分離，形成一條擺線狀拱形采光帶，細細的光帶增加了端部的采光效果，既揭示著展室外分割和過度又不至于產(chǎn)生眩光，這條細長的光帶更進一步說明支撐與圍護的分離，強詞了單元的造型特征和結(jié)構(gòu)傳力的簡明性。

博物館內(nèi)共挖出三十內(nèi)庭，各自承擔(dān)著采光和視覺休息過渡的功能。其中一個展廳的庭院，用與墻面同樣的灰色大理石做成主題性雕塑，水在其中流淌，植物攀爬于側(cè)壁。陽光照向內(nèi)庭，把植物的陰影灑落在墻壁和地面上，寧靜中不乏自然的氣息。

庭院采光：對于自然光的應(yīng)用，是路易斯·康在金貝爾藝術(shù)博物館設(shè)計中最為注重的一個方面，據(jù)稱為了拱頂結(jié)構(gòu)的合理采光效果，康和他的光學(xué)顧問進行了歷時兩年的分析、試驗來分析光線效果。路易斯·康被譽為建筑界的詩哲,他的建筑作品通常是在質(zhì)樸中呈現(xiàn)出永恒和典雅。他在建筑作品中善于把握光線與光影，啟發(fā)著人們對存在和哲理的思考，通過路易斯·康的作品，我們可以感知建筑學(xué)的真諦——對超越物質(zhì)與技術(shù)而存在的人類的夢想的表達。路易斯·康還有很多建筑作品都值得我們?nèi)ゼ毤毱肺?！國家體育場——鳥巢（夜間照明設(shè)計）sobeautiful！?。艟哌x用、措施控制系統(tǒng)鳥巢夜間的照明設(shè)計都圍繞著一個概念——綠色照明方案設(shè)計一探究竟方案設(shè)計計與綠色色照明綠色照明明旨在節(jié)節(jié)約電能能，保護護環(huán)境，，改善照照明質(zhì)量量。鳥巢從建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)特點分分析，““外景觀觀”主要要分為以以下幾個個主要部部分：外外層立面面鋼結(jié)構(gòu)；屋頂外外層膜結(jié)構(gòu)；功能區(qū)域及看臺臺的背墻等。方案設(shè)計計與綠色色照明再有觀眾眾看臺、、屋頂內(nèi)內(nèi)層膜結(jié)結(jié)構(gòu)以及及比賽場場地等元元素形成成場內(nèi)景觀。在進行夜夜景照明明方案構(gòu)構(gòu)想時，，設(shè)計師師從功能照照明與效效果照明明的關(guān)系系著手，重點考慮慮了場地地內(nèi)外照照明的相相互關(guān)系系。以場地內(nèi)內(nèi)功能照照明為前前提，看看臺四周周公共空空間的功功能照明明和應(yīng)急急疏散照照明為基基礎(chǔ)，避避免光環(huán)環(huán)境的相相互干擾擾，本著著改善和和提高照照明質(zhì)量量的原則則展開外外立面景景觀照明明的設(shè)計計。方案設(shè)計計與綠色色照明鳥巢體量巨大大、空間間復(fù)雜，可實現(xiàn)現(xiàn)的照明效果果豐富多多樣，能運用用的照明形式式也多種種多樣。除了建筑筑本身的的藝術(shù)形形態(tài)特征征與照明明效果有有直接的的關(guān)系之之外，如如何在有限的電電力資源源和空間間資源上實現(xiàn)好好的照明明效果也也便成為為方案設(shè)設(shè)計過程程中考慮慮的重要要因素之之一。方案設(shè)計計與綠色色照明鳥巢是一一個極有有個性的的建筑，，照明方方案在最最初提議議時更是是豐富多多彩，設(shè)設(shè)計師有有許多天天馬行空空的思路路和好的的創(chuàng)意。。但更多多的方案案在深入入討論到到可實施施性的階階段時被否決，其中最最重要的的一項原原因就是是能源的節(jié)節(jié)約。方案設(shè)計計與綠色色照明具體來看看、鳥巢巢外立面面鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)是最具具吸引力力的建筑筑元素，，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)由24榀門式式桁架柱柱圍繞著著體育場場碗狀看看臺區(qū)旋旋轉(zhuǎn)而成成。鋼結(jié)結(jié)構(gòu)組件件相互支支撐、形形成網(wǎng)格格狀構(gòu)架架。鋼構(gòu)構(gòu)立面寬寬度在一一米二左左右，長長度隨機機組合，，銀灰色色，設(shè)計計師們主主要提出出了以下幾幾種照照明方方案：方案設(shè)設(shè)計與與綠色色照明明以建筑筑外立立面作作為載載體進進行不同顏顏色的的投射射表現(xiàn)現(xiàn)；或者者進行行數(shù)字字信息息系統(tǒng)統(tǒng)投射射等；；此種種照明明型式式會使使原本很很有吸吸引力力的結(jié)結(jié)構(gòu)更加豐豐富多多彩，饒有有趣味味，但由由于結(jié)結(jié)構(gòu)為為隨機機布置置狀態(tài)態(tài)，精確投投影會會加大大實施施難度度，增增加設(shè)設(shè)備成成本，而簡簡單大大面積積投射射勢必必造成成對建建筑內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)空空間的的光污污染，也形形成資資源浪浪費，，不能能符合合綠色色環(huán)保保照明明理念念。方案設(shè)設(shè)計與與綠色色照明明再有通通過安安裝燈燈具附著于于結(jié)構(gòu)構(gòu)本身身，使得得錯綜綜復(fù)雜雜的結(jié)結(jié)構(gòu)自自身““能夠夠點亮亮”，，進行行自發(fā)發(fā)光照照明效效果的的表現(xiàn)現(xiàn)，具具體形形式可可選用用點狀狀、線線狀，，更有有大膽膽的想想法是是結(jié)構(gòu)構(gòu)柱自自身表表面能能夠整整體發(fā)發(fā)光，，這些些形式式的照照明效效果在在很大大程度度上還還原了了日景景建筑筑的景景觀特特征，，并能能在此此基礎(chǔ)礎(chǔ)上作作一定定變化化，對對建筑筑特征征的表表現(xiàn)具具有一一定主主動性性。方案設(shè)設(shè)計與與綠色色照明明但外層鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)體量量巨大大，僅重重量就就約3萬噸噸左右右，燈燈具設(shè)設(shè)備要要在這這些結(jié)結(jié)構(gòu)上上安裝需需要巨巨大工工作量量，隨之之而來來的維護保保養(yǎng)工工作也也相當(dāng)當(dāng)困難難，對對資源源的浪浪費是是長期期的巨巨大的的。雖然然在這這一方方案中中有著著較多多的形形式和和表現(xiàn)現(xiàn)效果果，但但最終終都在在綠色照照明、節(jié)約能能源的的理念念前難難以立立足，不能能得以以實施施。方案設(shè)設(shè)計與與綠色色照明明還有其其他很很多方方案在在實施施過程程中陸陸續(xù)的的被提提出、、推敲敲和探探討，，在這這個過過程中中我們們也更更體會會到，，好的照照明方方案首首先應(yīng)應(yīng)當(dāng)是是必要要的而而不是是附加加的，，是適適當(dāng)?shù)牡亩徊皇沁^過多的的。在方方案階階段對對綠色色照明明理念念的貫貫徹是是最有有必要要、最最有效效果的的。方案設(shè)設(shè)計與與綠色色照明明鳥巢照照明效效果最最終確確定為為三大部部分，一是是核心心筒（（功能能區(qū)空空間））外墻墻和觀觀眾看看臺背背墻的的紅色色墻面面部分分，用用紅光投投射照照亮；二是是外立立面鋼鋼架結(jié)結(jié)構(gòu)的的內(nèi)側(cè)側(cè)及左左右兩兩側(cè)形形成的的U形形面，，用白光投投射照照亮，，外立立面形形成剪剪影效效果；三是是屋頂上上下膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)及之之間的鋼架架結(jié)構(gòu)構(gòu)也由由白光投投射照照亮。所有有部位位選用用的照照明型型式是是較為為穩(wěn)定定的投投光照照明，，整體方方案實實現(xiàn)了了簡約約化，，增強強了可可實施施性，，實現(xiàn)現(xiàn)了綠綠色照照明的的初衷衷。燈具選選用、、措施施與綠綠色照照明中國紅紅是鳥鳥巢最最具吸吸引力力的照照明主主題之之一，我們們主要要在使使用熒光燈燈、金金鹵燈燈、led三種光光源的的燈具具間進進行了了比較較。除除了照照度均均勻度度指標標外，，動態(tài)態(tài)效果果與顯顯色性性的表表現(xiàn)成成為決決定此此款燈燈具的的重要要指標標。熒光燈燈與金金鹵燈燈明顯顯不能能滿足足動態(tài)態(tài)效果果的要求，而而色彩的還原原在led的燈具研研發(fā)中成為為主要的難難點。燈具選用、、措施與綠綠色照明紅墻在白光光的投射下下顯得飽和和度不夠；；在純紅光光的照射下下顯得生硬硬而過于艷艷麗，與周周邊的環(huán)境境欠缺融合合；白光與與紅光相加加能表現(xiàn)較較為純正的的紅色，但但色調(diào)偏冷冷過于嚴肅肅；經(jīng)過多次試試驗由紅光光、白光、、黃光按照照4：3：：3的比例例進行調(diào)配配，使得墻墻體表現(xiàn)為為暖色調(diào)紅紅光，喜慶慶祥和而具具有濃郁的的中國特色色。燈具選用、、措施與綠綠色照明通過控制系統(tǒng)還還可以在純純紅與橘紅紅之間無級級漸變，色調(diào)的冷冷暖與現(xiàn)場場納燈光環(huán)環(huán)境相互呼呼應(yīng)融合又又形成適當(dāng)當(dāng)?shù)膶Ρ?，，用led進進行紅色效效果的表現(xiàn)現(xiàn)堪稱最佳佳效果。燈具選用、、措施與綠綠色照明在此款燈具具的研制方方面我們選選用進口led芯片，通過慎密密的設(shè)計和嚴格的制造工藝控制來解決決燈具散熱問題，確保芯片光效能夠得到有有效發(fā)揮。。經(jīng)過測試燈燈具功率為為60w，，最大光強2580cd，燈具具的效率達達到63%。防護等等級等各項項指標均通通過國家相相關(guān)驗證。。通過控制燈燈具品質(zhì)，，盡量提高高效率實現(xiàn)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)環(huán)保的目的的。燈具選用、、措施與綠綠色照明剪影效果是是鳥巢夜景景照明效果果特有的文文化主題之之一，通過內(nèi)亮外暗的效果使得得白天就極極具吸引力力的外層鋼鋼結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)現(xiàn)出截然不不同的一面面，為整個個建筑平添添幾分魅力力。燈具選用、、措施與綠綠色照明在這些功能能性極強的的結(jié)構(gòu)空間間中找尋適適當(dāng)?shù)耐豆夤鉄舭仓梦恢孟喈?dāng)困難。。既考慮照照明效果的均勻勻性，又必須避避免大樓體體、通道、、室內(nèi)空間間等位置的的眩光。除了現(xiàn)場場試驗、不不同方向觀觀察外沒有有什么辦法法能夠兼顧顧這些元素素之間的平衡。在現(xiàn)場兩個個核心筒的的區(qū)域范圍圍內(nèi)進行了了綜合試驗驗，找尋結(jié)結(jié)構(gòu)與安裝裝位置之間間的規(guī)律。。26燈具選用、、措施與綠綠色照明外層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)以內(nèi)到觀觀眾坐席之之間的部分分是鳥巢更更加復(fù)雜更更加立體的的空間結(jié)構(gòu)構(gòu)。此間有有用于結(jié)構(gòu)構(gòu)支撐的混混凝土柱和和鋼柱；又又有最主要要的通道大大樓梯；有有衛(wèi)生間，，設(shè)備間，，貴賓包間間等功能性性室內(nèi)空間間；也有巨巨大的疏散散大廳與其其特有的功功能性照明明燈具；有有特殊配比比調(diào)制的漆漆面材質(zhì)；；也有鳥巢巢隨機紋理理的夾層玻玻璃隔斷墻墻；燈具選用、、措施與綠綠色照明投光燈具是是安裝在核核心筒周邊邊護欄的外外側(cè)面邊梁梁上、斜向向上投射的的。由于不同同層的邊梁梁形狀不同同上下錯落落，所以首首先要避開開燈具投射射到上層的的底面，僅僅此一條要要求可以裝裝燈的位置置就已經(jīng)大大大減少；；邊梁至外外層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的外邊緣緣距離又有有10米-20米不不等，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)量疏疏密不等，，疏處無載載體可照，，密處需要減減小燈具功功率從不同同方向進行行補光。燈具選用、、措施與綠綠色照明由于燈具有有一定角度度向外投射射，所以在在廣場上一一定距離范范圍內(nèi)燈具具的發(fā)光表表面構(gòu)成了了較強的閃閃光點，雖然燈具角角度不算很很大，還沒沒有形成刺刺眼的眩光光，但給景觀觀的整體美觀性性造成很大大的破壞。通過分析試試驗我們調(diào)調(diào)整為側(cè)配光的投光燈進進行照明，，使得燈具具發(fā)光面可可以水平向向上，而光光束角又能能斜向外側(cè)側(cè)投射，避免了亮點點的出現(xiàn)提提高了景觀觀的觀賞性性。燈具選用、、措施與綠綠色照明在這種復(fù)雜雜場合的投投光照明項項目中，特制防眩光光格柵起到到了非常大大的作用，而且是必必不可少的的。格柵的的方向、厚厚度經(jīng)過現(xiàn)現(xiàn)場試驗，，同時又進進行試驗室室的光效檢檢測，最終采用放放射狀格柵柵橫向布置置的方式進行防眩光光處理，在減少光光效下降和和控制眩光光的權(quán)衡之之間取得了了較為滿意意的效果。。鳥巢內(nèi)層層結(jié)構(gòu)最豐豐富的空間間得到了充充分的展示示，外層鋼鋼結(jié)構(gòu)在這這些元素的的映襯下，，展現(xiàn)出特有有的剪影效效果。燈具選用、、措施與綠綠色照明多種因素綜綜合考慮、每種燈具具逐個調(diào)整整，寬配光光窄賠光互相補充，使得立面面整體有了了較好的均勻勻度。所有燈具具光束角覆蓋蓋范圍合理分布相互補充，在燈具布布置環(huán)節(jié)盡盡量降低光光效的損失失，也把使使用燈具的的數(shù)量控制制在了最合合理的范圍圍之內(nèi)。燈具選用、、措施與綠綠色照明膜結(jié)構(gòu)的燈燈具布置考慮到到被照面的的均勻度，，燈具投射射角度為斜斜向上45度，投射射角度給高高視點帶來來了眩光問問題，較遠遠距離觀看看鳥巢時燈燈具表面亮亮點也對景景觀的破壞壞較為明顯顯。結(jié)合屋屋頂結(jié)結(jié)構(gòu)立立柱的的布置置規(guī)律律設(shè)置置燈具具投射水水平軸軸的方方向。并增加防防眩光光格柵柵，避免免了眩眩光出出現(xiàn)，，達到到最終終設(shè)計計效果果。燈具選選用、、措施施與綠綠色照照明在深化化設(shè)計計的過過程中中，對同一一效果果不同同的實實現(xiàn)方方式的的推敲敲也是重重要的的環(huán)節(jié)節(jié)之一一，比比如在在對外外層鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)進行行投光光照明明的方方案中中，曾曾提出出了使使用熒熒光燈燈安裝裝于邊邊梁之之上向向上投投射的的方案案，立立面整整體均均勻度度會相相對提提高但但燈具具數(shù)量量與用用電量量會變變得巨巨大。。安裝裝和維維護的的成本本也相相應(yīng)提提高，，使得得這一一方案案不是是最優(yōu)優(yōu)。最最終我我們選選擇了了250w和400w的的金鹵燈燈鈉燈燈進行鋼鋼架的的投光光照明明。在在燈具具和照照明形形式的的選擇擇上堅堅持了了綠色照照明的理念念。燈具選選用、、措施施與綠綠色照照明綜合來來講燈燈具品品質(zhì)的的保障障、照照明方方式的的選擇擇、照照明效效果的的細致致調(diào)整整都是是鳥巢巢實現(xiàn)現(xiàn)綠色色照明明的重重要控控制環(huán)環(huán)節(jié)。。鳥巢照照明控控制系系統(tǒng)實實現(xiàn)集集成化化控制制，場場地照照明，，室內(nèi)內(nèi)功能能空間間照明明，外外立面面景觀觀照明明共同同使用用同一一套智智能控控制系系統(tǒng)，，將智智能控控制系系統(tǒng)的的功能能充分分發(fā)揮揮，也也在一一定程程度上上體現(xiàn)現(xiàn)了綠綠色照照明的的宗旨旨。Led照明明控制制系統(tǒng)統(tǒng)為獨獨立的的系統(tǒng)統(tǒng)建立立在總總控系系統(tǒng)之之下，，在供供電正正常的的狀態(tài)態(tài)下自自行進進行節(jié)節(jié)目表表演控控制。?？刂葡迪到y(tǒng)與與綠色色照明明控制系系統(tǒng)與與綠色色照明明鳥巢由由12個核核心筒筒構(gòu)建建了室室內(nèi)功功能區(qū)區(qū)域，，外景景觀照照明的的供電電控制制單元元也正正是基基于這這種建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)而而展開開的，，在每每一層層的不不同的的核心心筒都都有著著景觀觀照明明的供供電配配電箱箱，使使得我我們可可以對對不同同功能能層進進行分別控控制?？刂葡迪到y(tǒng)與與綠色色照明明外層鋼鋼架和和屋頂頂膜結(jié)結(jié)構(gòu)有有黃光和和白光光兩套套投光光系統(tǒng)統(tǒng)，通過過試驗驗確定定的投投光燈燈燈具具安裝裝位置置是相相同的的，以以確保保兩個個場景景都有有較好好的均均勻度度，但但供電電和控控制方方式卻卻是截截然分分開的的，以以在不不同時時段能能夠區(qū)區(qū)分金金色場場景和和銀色色場景景。控制系系統(tǒng)與與綠色色照明明屋頂摸摸結(jié)構(gòu)構(gòu)在開開閉幕幕式表表演期期間利利用膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)可實實現(xiàn)視視頻演演示等等場景景，所所以屋屋頂部部分的的投光光燈與與立面面的投投光燈燈又必必須分分別進進行控控制。。紅色墻墻面部部分作作為一一個整整體單單元實實現(xiàn)供供配電電的控控制，，動態(tài)態(tài)演示示的模模式由由led子子系統(tǒng)統(tǒng)進行行單獨