【摘要】:重大节日庆典期间选择场所设置庆典照明,丰富城市景观照明体系。③ 确定夜间设计对象周围景观照明水平的高低及特色。根据《民用建筑电气设计规范》中第11.9.10.8条的规定,当建筑物外立面材料的反射系数小于20%时,设置泛光照明是不经济的。在进行景观照明设计时,通常采用CIE景观照明标准中的照度推荐值,但由于现代化建筑的釉面砖饰面材料的光学性质一般不属于均匀漫反射范畴,所以,视看的亮度高低
1.景观照明规划设计要点
(1)兼顾全面和重点
对于一般城区,通过景观照明区划建立空间上从宏观到微观的全覆盖景观照明规划平台。按地块功能属性、空间形态和景观关系提出相应量化照明标准,防止景观照明过度发展。对城市中重要的轴线、路径、区域、节点等进行梳理排序,合理选择,建立清晰的城市夜间景观照明架构。架构选择兼顾空间形象和市民活动,突出城市中轴线为形象展示轴。对架构中的区域提出对应的景观照明规划要点,指导下一步设计方案的编制。在对城市物质载体夜间形象进行规划的同时,夜间活动场所的分布也应满足本地居民夜间消费形和非消费形活动需要,同时建立科学的夜间游览路径,服务于外地游客。重大节日庆典期间选择场所设置庆典照明,丰富城市景观照明体系。
以最少的资源实现在不降低景观质量和不破坏自然资源基础上的绿色照明。分区制定照明载体的亮度水平及动态分布要求,防止光干扰,减少逸散光,防治光污染。优化设计,分区制定合理的照明载体功率密度标准,以节约能源。
(2)基础调研与设计构思
在基础调研时,首先通过检索规划资料和实地考察了解基本情况,以形成景观照明的初步构思。
① 设计对象在城市中所处的地理位置,及其与周围建筑、道路、桥梁、绿化带的相对空间关系。
② 确认建筑物是在山坡上还是在平地上,前面有没有广场、水面,还是临街而建;研究最佳视点的位置和视线方向。
③ 确定夜间设计对象周围景观照明水平的高低及特色。
④ 形象构思分析照明对象的建筑风格和形象特征,根据建筑物的造型、饰面颜色和材料、装饰细部等确定照明重点,形成夜景形象的初步构思。
(3)景观照明方式
采用何种照明方式并无固定模式,最重要的是在分析被照对象的功能、特征、风格、周围景观条件、观看的最佳视点和视距的基础上,根据被照对象的结构形式和所要表现的内涵确定照明方式。在规划设计中主要采用泛光照明、轮廓照明、内透光照明。这几种照明方式的特点见表6-1。
表6-1 建筑物景观照明方式
① 光源的选取:景观照明光源的质量和合理选用是保证照明效果的首要条件。在设计中,通过光源的光效、色温、色调、显色性、寿命及功率等因素确定光源,综合考虑光效、寿命和景观等因素。
② 灯具的选取:灯具是用来固定和保护光源,并调整光源光线的投射方向,使照明景观获得合理的光分布。灯具的质量和合理选用也是保证景观照明效果的关键。对灯具的要求主要包括光学特性、机械特性和电气性能。
a.光学特性主要有光束峰值光强、光束角度、截光角度、光束效率、光强分布曲线及光源的额定光通量。应根据被照物体的体形、被照面面积、要达到的效果及灯具安装位置、高度等选择合适的灯具。灯具的光束角是指在通过光轴的任一平面内光强为其峰值1/10的两个对称方向间的夹角。显而易见,灯具的光束角表示光束照射的范围,窄光束照射得远,宽光束照射得近。表6-2说明了按光束角分类的灯具和应用范围。
表6-2 灯具分类
b.灯具的机械特性主要有:应便于灯具在水平及垂直方向上进行调节,并具有牢固可靠的锁紧装置;应具有良好的耐腐蚀性能,灯具的防尘防水等级应不低于IP55。
c.灯具的电气性能主要有:景观照明的灯具均安装在室外,并且高度较低,故灯具必须具有良好的防触电保护,使灯具与保护接地体连接。
另外,灯具外形应美观,表面颜色要和景观协调,体积要小,重量要轻,便于安装、维护和管理。在确保照明效果的前提下,应避免眩光的影响。底层灯具的灯架可能较低或者落地安装,灯具的遮光角很难保证不对行人或汽车驾驶员产生眩光影响,因此,对灯具的要求是效率高,配光性能适用、合理,结构小巧紧凑,有可靠的防水防尘性能,便于安装、调试和维修。
(4)灯位的确定
灯具位置的确定主要取决于所选灯具的光学特性、观察点的相对位置、被照面到灯具的距离、被照物表面的特性、景观的照明情况以及预期的照明效果等。CIE推荐的昏暗的、中等的和明亮的夜视景观中,建筑物主立面的平均亮度分别为4cd/m2、6cd/m2、12cd/m2。要使被照面具有立体感,光线不应垂直照射在被照面上,当整个被照面为平面时,光线应倾斜入射到表面上,入射角一般取60°~85°;当整个被照面有深凹部分时,光线入射角一般取0°~6°;如要着重表现上面的细部结构,入射角应取80°~85°。现场调查观察白天建筑物的形象和艺术效果,在现实景观中加深对设计对象的知觉和理解,寻找实际可行的布灯地点,然后根据光影造型要求和现场调查资料选定布灯地点。若按理想布灯方式实在困难,那么,只能从实际出发,采用相对合理的折中方案。
根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T 16—1992)中第11.9.10.8条的规定,当建筑物外立面材料的反射系数小于20%时,设置泛光照明是不经济的。此时可以采用其他景观照明办法,比如轮廓照明手法、内透光照明手法等。运用公式(6-1)可以计算出灯具的数量。
N=EA/(ηFK) (6-1)
式中 N——灯具的数量(个);
E——建筑物上面平均照度(lx);
A——被照面面积;
η——灯具的效率;
F——光通量(lm);
K——维护系数(取0.7~0.8)。
2.景观照明的亮度和色彩
(1)景观照明亮度
物体给人的亮度感觉被称为表观亮度,它与物体的实际物理亮度是不一样的。表观亮度之所以与物理亮度不相同,是因为人们观看物体的亮暗程度在很大程度上受亮度适应水平的影响,在工程中也就是景观亮度的影响。表观亮度才是人真正感觉到的亮度,它是人们最直观的感觉。而工程中的设计是以物理照度为准的,这就造成工程中的设计照度不利于与人的直观感觉联系。
通过从理论上分析景观亮度、表观亮度与物理亮度的关系,在景观照明设计时根据建筑物周边的景观亮度确定建筑物立面的合理亮度,从而在最大限度上消除光污染的影响,节约电能,并为景观照明设计提供科学且实用的理论依据与方法。以表观亮度这一更为直接的物理定义,结合景观亮度给出景观照明中的推荐照度计算公式,这样景观照明中的照度设计值将会更准确。
在进行景观照明设计时,通常采用CIE景观照明标准中的照度推荐值,但由于现代化建筑的釉面砖饰面材料的光学性质一般不属于均匀漫反射范畴,所以,视看的亮度高低与光的入射方向、视看方向、材料表面光洁度和颜色等的关系极大。因此,除了按CIE建议进行光源种类和表面状况修正外,还要进行不同方向的亮度修正和近地大气对光的衰减影响等修正,这样才能使灯光照明预测的效果与实际相符。
首先,被观察目标在人眼中的表观亮度与其物理亮度之间在一定条件下有着相对应的关系,并且是随着景观亮度的变化而变化的,三者有着互动的对应关系,如图6-1所示。
图6-1 表观亮度、物理亮度和环境高度三者的对应关系
其中,纵坐标表示物理的表观亮度感觉(M),横坐标表示物体的物理亮度(L0)。图6-1中的每一条曲线对应一种景观亮度(Ls)。
通过数理统计软件将每一景观亮度下的表观亮度与物理亮度的函数关系表示出来,再根据表观亮度与物理亮度两者的函数关系,通过梳理统计软件归纳出景观亮度与物理亮度之间的关系,从而得出三者之间的函数关系,然后将三者的函数关系用下式表示出来。
lgM=(0.195lgLs+0.704)×lgL0-0.6735lgLs+0.059(6-2)
CIE对景观照明中的设计亮度有了一定的推荐值。它将被照物体的景观大致分为三档作为设计的依据,提出不同的设计照度值。照明标准CIE推荐的建筑立面平均亮度标准在照明设计实践中往往用照度标准代替,计算比较方便。对于无光泽饰面材料,二者的关系为:
E=Lπ/ρ (6-3)
式中 E——表面照度(lx);
L——表面亮度(cd/m2);
ρ——表面反射系数。
在不同亮度景观下物体的物理亮度与其照度有着一一对应的线性关系。通过对CIE推荐值的归纳,在不同的景观亮度等级下,其推荐的照度等级为2、3、6。这就意味着目标的物理亮度值之比也为2、3、6,并且不同的材质表面在较暗、适中、较亮的背景景观下的设计亮度值分别为12/π、18/π、36/π。
在夜景照明工程设计中,希望设计目标与周围景观的关系较为统一,给人感觉不太跳跃时,表观亮度的取值采用公式(6-4)计算。
lgM=0.048Ls+0.351 (6-4)
在夜景照明工程设计中,希望设计目标与周围景观的关系较为突出时,表观亮度的取值采用公式(6-5)计算。
lgM=0.098Ls+0.665 (6-5)
在夜景照明工程设计中,希望设计目标与周围景观的关系非常突出时,表观亮度的取值采用公式(6-6)计算。
lgM=0.123Ls+0.952 (6-6)
将表观亮度与景观背景亮度之间的函数关系带入到式(6-2)中,得到如下公式。
lgL0=(KLs+0.6735lgLs+a)/(0.195lgLs+0.704)(6-7)
式(6-7)表示了在已知景观亮度的情况下设计亮度的取值,再通过公式(6-3)可算出设计照度的数值。在夜景照明工程设计中,希望设计目标与周围景观的关系较为统一、给人感觉不太跳跃时,K取0.048,a取0.704;希望设计目标与周围景观的关系较为突出时,K取0.098,a取0.604;希望设计目标与周围景观的关系非常突出时,K取0.123,a取0.893。
运用公式是将已有的CIE设计照度的推荐值与景观亮度、物理亮度、表观亮度三者的关系结合在一起。而CIE的照度推荐值适用范围是较粗略地将景观亮度分为低、中、高三档,在每一档以一个物理亮度为标准推荐设计照度。
式(6-7)不是采用现有的CIE推荐值适用范围,而是一个比较准确的、有更广泛的应用范围的公式,会在设计建筑物夜景照度时相对于CIE的推荐照度设计值有更加一一对应的关系。在引入表观亮度概念后,所得的推荐值将更加针对人的真实感觉,并且对三种希望达到的效果进行了划分,针对性更强。
在景观照明设计中,对于玻璃、磨光大理石等有规则反射特性的材料,不适合用上式换算照度。当投光灯自下而上照射时,镜面反射将入射的大部分灯光投向了天空,致使其表面亮度显著降低。在这种情况下,需要适当提高照度。
景观照明的照度计算通常有两种方法:一种方法是平均照度计算法,用以计算被照面上的平均照度;另一种方法是逐点计算法,它可以精确地计算出某一点的照度。景观照明的照度值与建筑物外装材料、周围景观明暗程度、建筑物性质和特点等因素有关,表6-3为《民用建筑电气设计规范》给出的参考值。
表6-3 景观照明照度参考值
景观照明平均照度计算法应用得比较普遍,主要用于照度的估算,比较适合方案初步设计。采用计算机软件进行逐点计算时,一盏灯具照度计算的数学模型如式(6-8)所示。
EΦ=[cosα±(D/h)×sinα]Eh=ψEh (6-8)
式中 Eh——一盏灯照射到建筑物垂直立面上时产生的平均照度(lx),Eh=(IΦcosΦ)/R2;
I——Φ角照射方向的光强(cd);R为光源至被照面的距离(m);
h——光源至垂直立面的垂直计算距离(m);
D——R在垂直立面上的投影(m);
α——建筑物斜面与水平面的夹角(°);
Φ——灯具光束中心与水平面的夹角(°);
ψ——系数,ψ=cosα±(D/h)×sinα。
式(6-8)不仅适合于垂直立面的照度计算,也可以用于斜面的照度计算。如果建筑物立面都是垂直立面,可以只用下式计算。
Eh=Iθ cosθ/R2(6-9)
对于多个点光源的照度计算,可采用下式求得。
Eθ=ΣΨ1EhIθ(6-10)
景观照明的照度水平主要取决于建筑物表面的材料颜色、反射系数、周围景观的亮度等。CIE和IES推荐的泛光照明平均照度标准范围为15~450lx,大小取决于周围的照明条件和建筑材料的反射能力。对其均匀度的规定是测量平均度,最小/最大为1∶20,最小/平均为1∶10。
(2)景观照明的色彩
色彩是一个能够强烈而迅速被人感知的因素。通过光的作用,恰当的色彩夜景装饰既能保证人们的活动在夜间继续进行,又能达到调节人们的情绪、心理和渲染气氛的目的。鉴于彩色具有强烈的感情特点,彩色光(尤其是绿色光)在景观照明中虽已得到广泛应用,但在设计时应谨慎使用,力求用色简单、简洁、淡雅。
夜景装饰照明的色彩主要为满足人们视觉感观和精神的需求。为此,首先要考虑夜景装饰照明物所处景观的特点,确定照明的重点是功效性、社会性还是纯休闲性。城市建筑、雕塑的表面材料颜色至关重要,夜景的投光色彩要以此确定主基调。例如,政府大楼的外部泛光装饰照明,若其建筑外墙本身为淡橙色,则采用宽光束金黄的光色,就与外墙颜色比较协调。考虑到政府大楼的政治象征,投光色彩不宜过多过繁,因此,可以对政府大楼外墙局部及楼顶的强化装饰照明采用显色性强的窄光束白色投光,使人感觉轻快、稳和、平静。特别是通过这两种主色调的搭配,政府大楼显得更加庄严、稳重,不失内涵。对于其他商业、娱乐设施(如喷水池等)的投光,选用的色彩可以稍多一些,但应遵循明色在上、暗色在下的搭配原则。暖色(纯色)与寒色(浊色)面积越小越易平衡;红色及青绿色相互配色有眩光的感觉,不易协调,因此应尽量避免或通过改变其明度、彩度使之平衡、缓和。
花草植物以本身绚烂的色彩、美丽的形态成为城市白天装饰不可缺少的部分。对于夜间景观,投光照明色彩的恰当运用可以让其同建筑物立面照明一样,以新的姿态展现在人们面前。然而对于绿色植物的投光只能加强植物的外观,不能强行改变其本来颜色,否则易失真,给人以压抑的感觉。同时要考虑季节因素对植物颜色、外观的影响。对于随时会有各种颜色花木的花坛等,可以使用显色指数高的白光源等。至于桥梁、通道等的装饰照明,色彩不宜过繁、过艳,否则,司乘人员视觉容易疲劳,影响机动车和水上航行的安全,其投光色彩效果可通过浓淡、明暗对比来显现。夜景装饰照明中最简单、最经济的照明方法就是选择最适合这种效果的光源,因为它们各自的光色不同,无强烈的色差危险。
3.景观泛光照明设计
泛光照明是一种使室外的目标或场地比周围景观明亮的照明。泛光照明不是简单地重现建筑物的白天形象,而是利用投光照明的光、色、影的手段,重塑建筑物在夜间更加动人、俏丽、雄伟壮观的形象。泛光照明的目的是多种多样的,其一是为了安全或为了夜间仍能继续工作,如汽车停车场、货场等;其二是为了突出雕像、标牌或使建筑物在夜色中显得更有特色。泛光照明系统设计工作可分为两大阶段,第一步是收集资料、调查分析,包括景观分析、形象构思及现场调查,在此基础上进行具体的技术设计。
(1)泛光照明中的眩光
引起眩光的主要因素有:光源的亮度、光源的位置、与周围照明景观的对比、光源的外观大小与数量等。在一些城市的沿街商店中经常会看到招牌、广告标牌都采用泛光照明,但是选用灯具的亮度与周围景观的反差太大,角度选用不合理以及许多标牌的表面采用镜面处理,这些都会造成不舒适的眩光,所以,在招牌、广告标牌的照明设计时要考虑到周围的照明景观,招牌的照度一般为100~500lx。为了保证具有较好的均匀度,安装在招牌、广告牌上面的灯具间隔应是托架长度的2.5~3倍,如果间隔太宽的话,会产生扇形的亮区。如果采用侧面照明,要考虑灯具的遮挡,使不需要的光尽可能地减少。在对建筑物的泛光照明中,基本上是将灯具从下向上照射,这样不容易产生眩光。
泛光照明是现代景观照明中广泛采用的一种照明方式,是用单个或成组的投光灯照射建筑立面,使其亮度高于其周围景观的亮度,以引起人们对建筑物的注意,塑造出优美建筑造型的照明方式。泛光照明能显示建筑物的全貌,包括其体型、层次、材料质感和颜色以及装饰细节等,是现代建筑景观照明中最基本、最有效的照明方式。
建筑物泛光照明的效果不仅取决于泛光灯具和建筑物表面材质,还取决于设计人员的构思、经验、艺术底蕴和欣赏能力。在泛光照明设计中要把握以下3个基本原则。
①用尽可能多的光,在少产生或不产生视觉不舒服的条件下使建筑物沉浸在灯光中。
② 用照明来突出建筑物的特征。
③ 建筑物上阴影面积构成的分布同照明面积构成的分布一样对最终效果有用。
(2)泛光照明设计
在设计时,首先要对建筑物的外貌特征有一个感观认识,了解建筑物立面所用的材质。不仅建筑物表面明亮是重要的,建筑物表面的平滑程度同样也是重要的。像玻璃、金箔、不锈钢、马赛克、釉砖等有平滑镜面的材料,泛光照明在由这些材料构成的建筑物上会碰到特殊困难。同时还要了解建筑物立面的结构、层次,然后根据建筑物的特点,用计算机绘制出相应的效果图,考虑主、辅光源色彩搭配以及泛光照明的完整性,从中选择最佳效果资料。
在效果图的基础上,正确选择光源和灯具进行布灯。对于泛光灯具的选择,若从光分布图像看,可分为光源曲线定在水平面(S)和垂直平面(H)。用偏离光束轴线的角度作为坐标的图形如图6-2所示。若从外形和反射器(或反射板)来看,可分为以下两种。
图6-2 光分布图
① 圆形聚光灯具:它的光束角较小,均为对称泛光。
② 方形抛物面灯具:它的光束角较大,均为非对称泛光,且照射的面积较大。
在设计建筑物的泛光照明时,要充分考虑泛光灯的安装要求,它可以安装在地上、墙上和铁柱上,也可成组地安装在支架上,主体泛光灯具向上照,轮廓和局部泛光灯具向下照。一般规定主体泛光的取向角度误差不能大于±0.5°,一旦角度取向确定后,要固定锁牢,不能变动。要设法有效地利用阴影和可以利用的颜色,最好的布置和安装方式应利用建筑物在白天和晚上的差别,而不要刻意缩小它的差别。
在通常情况下,在设计中要考虑大气损失因素。因为在空气中,水汽和灰尘将直接影响光的照度,大气损失的大小与时间、地点、季节有很大的关系,同时还与建筑物的高低、光源的远近有一定的关系。如果要照射一座高30m左右的建筑物,在晴朗的夜晚,它的照度损失一般可达20%~30%。设计中,建筑物泛光照明的平均照度按规定在15~450lx,大小取决于周围的照明条件和建筑材料的反射能力。平均照度计算公式为
E=NLMFALUF/A (6-11)
式中 E——平均照度;
N——照明中所用灯的数量;
L——灯泡的光通量;
AL——大气吸收损耗系数;
M——灯具的光维护系数;
U——泛光灯具的利用系数;
A——被照面积。
有些泛光灯具可以通过简单地移动光源在光学系统中的位置来改变光强分布,扩大或减小光束角。不过,这种调节范围是有限的。灯具效率是指泛光灯发射的有效光通量(光束角内包含的光通量)与泛光灯内的灯泡额定光通量之比。优良的光学系统设计可获得较高的灯具效率。反映灯具光学性能的上述数据应由厂家委托计量认证部门经测量后提供,作为设计夜景照明时选用灯型的依据。夜景照明用的灯具常年暴露在室外,因此,对它们的机械性能有较高的技术要求。
① 具有良好的密闭性,防水防尘等级按照ISO标准应高于IP55。
② 防腐性能好,能承受气候的剧烈变化及雨和大气中有害气体的腐蚀。
③ 有灵活、准确的双向调节瞄准机构和牢固可靠的锁紧装置。
④ 体积小,重量轻,灯箱和支架结构便于安装、检修。
设计时应根据规定的平均照度由下式计算全部光源需提供的总光通量。
Φ=ES/U (6-12)
式中 Φ——夜景照明全部用灯的总光通量(lm);
E——建筑立面上要达到的平均照度(lx);
S——被照面的总面积(m2);
U——照明系统的利用系数,通常取0.26~0.35。
按照求出的总光通量和现场的安装条件等因素,即可进一步选定合适的灯具数量及每盏灯的光通量。计算泛光灯需提供的轴向光强是为了选择光度性能可达到设计照度的泛光灯具。泛光灯直射立面,灯位于通过计算点的立面法线上时,有:
I=E/D2 (6-13)
式中 I——泛光灯的轴向光强(cd);
E——建筑立面上某一点P的设计照度(lx);
D——泛光灯至计算点P点的水平距离(m)。
泛光灯斜照立面的光轴与立面法线处于同一平面内时,有:
I=Eh2/(sin2α×cosα) (6-14)
式中 I——泛光灯的轴向光强(cd);
E——建筑立面上某一点P的设计照度(lx);
h——P点距泛光灯的计算高度(m);
α——投射高度角(°)。
泛光灯斜照立面的光轴与立面法线不在同一平面内时,有:
I=Ecos3γ/D2=Ecos3β×cos3α (6-15)
式中 I——泛光灯在投照目标P点方向的光强(cd);
E——建筑立面上P点的设计照度(lx);
D——泛光灯和被照立面间的水平距离(m);
α——投射高度角;
β——投射方位角;
γ——投射线与通过灯位的立面法线之间的夹角。
可按确定的灯位、投射方向和泛光灯光束角的大小,计算被照面的照射面积,以检验布光的均匀性。
AT=πHB/4
H=D [tan (α+βv/2)-tan (α-βv/2)] (6-16)
B=2Dsecα×tan (βH/2)
式中 AT——泛光灯照射面积(椭圆形)(m 2);
H——椭圆形受照面积长轴长度(m);
B——椭圆形受照面积短轴长度;
D——泛光灯至受照点的水平距离(m);
α——泛光灯投射线的高度角(°);
βv——投光在高度方向的光束角(°);
βH——泛光灯在水平方向的光束角(°)。
现代建筑物大多采用表面光洁度较高的釉面砖等作为贴面材料,这些表面的规格(镜面)反射成分占有主要地位,这就使得现行的国际照明委员会(CIE)景观照明标准中关于泛光照明的照度推荐值与实际视看效果相差越来越大,因为CIE景观照明标准中推荐的照度值仅适用于把被照表面近似看成是均匀漫反射表面的情况。
表面光洁度较大的贴面材料是一种定向扩散反射材料,其表面对光的反射属于混合反射范畴,即规则反射和漫反射兼有的反射。因此,采用具有较高光洁度的高档饰面材料的现代建筑的景观照明效果就与光的照射方向、视看方向、表面光洁度和色彩等密切有关。在定向扩散反射材料表面上,入射光照度与反射光亮度之间并不遵循式(6-16)所示的规律,而出现在光的规则反射方向上亮度值最大、在其他方向上亮度值不为零的现象。对于这些表面光洁度较高的材料,如抛光的大理石、不锈钢、铝塑板等,规则反射占主要地位,入射光照度与反射光亮度之间的关系应由实验确定。
景观照明效果与被照表面呈现的立体感和层次感关系极大,而阴影可展现建筑物的立体感。当光垂直照射(即入射角β为0°)时,被照表面不会产生阴影,而使表面看起来显得平坦。阴影的大小取决于表面凹凸程度和照射光线的入射角大小。对于泛光照明,CIE建议最小的入射角(入射光线与被照表面法线之间的夹角)应大于45°。当光的入射角大于85°时,被照表面的反射光亮度已很小了,所以,光的入射角一般为45°~85°;当被照表面有较深的凹陷部分时,光的入射角可小于45°。
为了避免眩光和能看到较好的景观照明效果,CIE建议泛光照明中光的照射方向和视看方向之间的夹角应至少为45°。由此看来,光的照射方向和视看方向之间的夹角宜为45°~70°。
(3)不同方向的亮度修正系数
在进行泛光照明设计时,为了从泛光照明亮度标准值中方便地折算出建筑物立面上的入射光照度值,从而获得更为合理的泛光照明灯具数量和光源的总功率,把视看方向的亮度L(i,β)与将该表面看成是均匀漫反射表面时的平均亮度Lav的比值称作同方向的亮度修正系数。
K(i,β)=L(i,β)/Lav (6-17)
式中 i——光的入射角;
β——观察角,即视看方向与被照表面法线之间的夹角。
研究表明,不同方向的亮度修正系数大小取决于光的照射方向、视看方向以及表面光洁度等。对于均匀漫反射表面,因为视看该表面的任何方向的亮度均相等,即有:
L(i,β)=Lav (6-18)
所以,K(i,β)=1。对于均匀漫反射表面而言,不同方向的亮度修正系数为1,即不作修正。定义的不同方向的亮度修正系数K(i,β)与亮度因数βv不同。首先亮度因数的定义是在规定的照明观测条件下,非自发光体表面上某一微元的给定方向的亮度与同一条件下完全反射漫射面的亮度之比,故两者的定义不同,不能混用。其次,完全反射漫射面是指光反射比为1的理想表面,其与经过亮度修正(不同方向)后近似看成均匀漫反射表面的实际情况不同,该实际表面的光反射比小于1。
在进行泛光照明计算时,通过不同方向的亮度修正系数就可以把定向扩散材料的表面的混合反射近似看成是均匀漫反射情况加以处理,并由亮度值推算出建筑物立面上的照度值,使之更符合客观实际情况,使泛光照明效果更好。
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