本文從現階段國內外學者在設計研究的基礎上,進行了深入調研與分析,並提出「混合式光源照明」在室內空間的應用理論,論述混合式光源照明在展示空間的應用方式,探索功能性與藝術性並行的綠色照明方式。
展示空間的光環境效果需滿足視覺舒適、視覺功效、視覺安全三種功能。
為達到功能性,應考慮光環境的亮度分布、照度、眩光、光束的方向性、光和表面的顏色特性、光源的閃爍、燈具維護等特性參數。
由於人工光源和自然光源中的成分對陳列品的本身的特質有一定的影響,所以布展空間的光環境還需滿足熱輻射量、曝光量、光敏感度、照度對比、照明均勻度、光源顯色性、紫外線係數、裝飾材料反射比、不舒適眩光等特殊要求。(如表2.1-2.3)
在無特殊要求的陳列室應根據展品的特徵和使用要求優先採用天然光。並規定側面採光係數(Cmin)不應小於1%,頂部採光係數不應小於1.5%。陳列室避免有直射陽光進入,天然光產生的照度不應超過展品推薦的規定值。
陳列室表面裝飾材料的顏色和反射比,應滿足下列要求:
牆面宜用中性色和無光澤的飾面,其反射比不宜大於0.6;地面宜用無光澤的飾面,其反射比不宜大於0.3;頂棚宜用無光澤的飾面,其反射比不宜大於0.8。
將自然光引入展示建築內部的有效方法包括以下幾點:
增強建築戶外表面亮度、優化採光方式、增加光導系統、室內採用高反射比裝飾材料等。
為減少展品的光輻射損耗,需對展廳自然光源的採光值加以控制。
在我國的大部分地區,當採光係數為10%時,室內最低照度為50Lx,最高照度達到300Lx。因此,仍需要採取措施降低天然光照度。
可以通過使用特殊工藝的防輻射玻璃、紫外線防護、室內外電動遮陽板、紅外線監測儀、照度監測儀、溫度監測儀等一系列措施控制自然光中不可利用的物質。
直射日光除了會引起陳列室溫度上升之外,還會產生直接眩光、光斑、照度分布極不均勻、不穩定等問題。
可以利用拋物線百葉、平格柵、百葉窗、格柵、半透明窗簾等裝置,避免直射日光進入陳列室。直射日光中的紫外線含量較高,展品易受損害。
採光窗要採取隔絕或吸收紫外線的措施,使天然光中紫外線的相對含量小於75LxW/lm。天光所含的紫外線最多,特殊的玻璃材質可以有效減少輻射進入室內空間。
如使用低透射比玻璃和紅外反射或low-E玻璃、紫外線控制玻璃等。
近年來,以高效節能為主導的緊湊型螢光燈、高強度氣體放電燈、電磁感應燈、LED光源(LightEmittingDiode,發光二級管)應用廣泛。
在展示空間的光環境應用中,需要鑑別與選擇出可用性強的產品根據具體展示要求加以利用。人工光源的出光角度、色溫、亮度、照度、顯色性等因素直接影響到光環境的效果。
在混合式光源照明中,對於人工光源的應用,應遵循以下基本原則:
a)為展品選擇曝光量限制內的燈具。通過光通量的疊加或加大燈具功率,達到重點照明的效果。
b)依據展品類別選擇人工光源的色溫,在特定方位內照度與色溫的匹配能夠達到舒適的光環境效果。(如表2.4)
c)在展示空間的照明設計中,推薦顯色性85Ra及以上的光源。
在展示空間的照明應用中,選擇燈具應考慮以下幾個方面:
a)出光角度與遮光角度。重點考慮燈具的遮光角度,避免出現直接眩光。(如表2.5)
b)燈具的造型。展示空間中常用的燈型包括嵌入式、導軌式、懸掛式等。選擇能夠根據角度調節投射範圍的燈杯。
c)燈具的反射效率。燈具內襯材料包括鍍膜材料、國產鋁、進口鋁、不鏽鋼材料等。為防止眩光對人眼產生影響,展示空間的燈具不適宜採用反射率太高的鏡面鋁材料。
d)防眩光配件。選擇可以加載防眩光配件的燈具,減少光幕眩光和反射眩光。如在燈具上加載格柵可以優先減少眩光提高光照均勻度。(如表2.6)
建築中的功能性照明控制系統,通常採用DDC(DirectDigitalControl)技術,進行直接數字控制,不能滿足根據照度等條件進行自動調光、自動控制等要求。
在展示空間中,建議採用智能控制系統調控照明設備和光控設備,配合混合式光源照明的應用效果。智能控制系統是良好的照明節能設備。
在展示空間中可以利用人體紅外感應、聲控、光控等輸入單元的檢測,根據參觀人次的數量進行分段、分時照明,自動調節照度。
自動控制系統應用在展示空間的功能性照明中,可以分為輸入單元、系統單元、輔助單元、輸出單元,將這幾部分組合利用,形成完整架構。(如圖2.7)
自動控制系統的感應速度決定系統單元的控制力度。同時,並行設計人工控制系統,在自動控制系統檢修或出現故障時進行人工運營。在展廳閉展或空展期間可以使用人工控制系統對燈光進行基礎性控制。
混合式光源在展示空間的實際應用方式與各空間的功能性密切相關。現從流通空間的公共活動區和布展空間的展示陳列區分別進行論述。
流通空間的公共活動區白天可以利用天窗採光為主,人工照明為輔。天窗採用防紫外線玻璃,以智能照明控制系統為基礎。
在天窗處設感光探頭,可調節百葉、在採光系統處設置檢修通道便於人工光源的安裝和維修。將日光進行通電玻璃模糊控制,減少眩光幹擾。
在過渡空間的暗視覺光環境區域,展廳入口與走廊交界處可以用兩種方法進行心理提示。
一種是提高環境照度,在門廳入口處提高人工光源的照度,照度比為2:1。這樣可以提高參觀者的注意,從心理上進入一個明亮的展示空間做準備。(圖3.1)
一種是降低環境照度,在門廳入口處降低環境照度,為參觀者提供進入暗環境空間的心理準備。(如圖3.2)
對陳列展示區的自然光源採用防紫外線裝置進行控制。(如圖3.3)
選取適合主題的光源色溫,照度自動調節,人工光源照度與自然光照度比控制在2:1至4:1之間。
如果燈具與被照物距離較近時,可在燈具上添加布紋玻璃使照明邊界柔和,進而保持中心光強的同時減少讓人不適的光斑出現;如果燈具與被照物距離過遠時,在燈具上添加聚光筒控制照射範圍,將光線集中在被照面上。(如圖3.4)
在夜間,可使用光通量較高的金滷燈或LED進行環境照明。在金滷燈加載金屬編織的網格濾光鏡的方法,可以調節光線均勻度和亮度,避免因光線位置的限制導致在重點照明銜接的空間,產生過大的明暗差別。
整體照明區域照度與重點照明區域照度比儘量控制在1:3。
陳列區的展品通常由二維與三維物品組成,二維展品包括書籍、織物、裝飾畫、照片等,三維展品包括雕塑、器皿、工藝品等。由此產生了保護及烘託展示效果的展板、展牆、展櫃等道具。
照明方式與實際展示相結合需要考慮燈具的防眩光角度和、照度比和均勻度。自然光源主要應用在環境照明中,用防護罩百葉等裝置,對照度進行調節。
人工光源主要應用在重點照明和裝飾性照明方面,加載防眩光裝置的可調光燈具進行展品形象塑造。
自然光可以營造純淨的光環境,人工光源可起到畫龍點睛的效果作用。
二者結合有效節能並提高展示空間藝術感染力(如圖4.1)。正如德國猶太人博物館走廊的藝術效果(如圖4.2),能夠打動參觀者的內心引起共鳴。
自然光源與人工光源配合的展示效果,可為展品明顯增強立體感,提升其觀賞價值的視覺效果。
重點照明與環境照明的照度比值的變化,能夠讓參觀者感受不同的藝術氛圍。使用混合式光源照明方式,利用智能控制系統進行調節。
將自然光源和人工光源通過有效分配,運用在泛光照明、定向照明等方式中,用光環境烘託展品的藝術價值。
應避免展示空間中,由於光線過於直接或者分散導致視覺效果的差異。通過調節光環境中亮、灰、暗之間的比例關係,達到展品多種藝術效果的表達(見表4.3)。
如在表達滄桑感與歷史感的光環境效果時,展品亮面與暗面的面積就要低於灰層次的比例。
在對光較不敏感的展品進行照明設計時,可運用自然光作為環境光源,人工光源作為定向照明光源的方法,以求達到視覺舒適和較高的顯色性。
將混合式光源照明與室內設計、展示設計緊密結合,營造的展示空間光環境有助於激發起參觀者的共鳴,達到良好藝術效果。
充分利用自然光源進可以改善展示照明高耗能的現狀。自然光源與人工照明方式相結合是一種物盡其用的方法,在優化人工照明的同時又為綠色照明之路做出探索。
展示空間的氣氛營造與提升展品本身藝術效果相結合,自然光源與人工照明相結合,將成為未來設計發展的新方向。
混合式光源照明,可滿足展示空間的功能性要求,同時提升環境與展品的藝術價值。相信隨著照明技術的不斷進步,在展示設計領域將有更大的發展空間。