LED应用于植物景观照明.doc

LED用于植物景观照明于娟 李雯雯 王爱英（天津大学建筑学院 300072）摘 要：随着中国城市夜间环境不断提升，以及LED光源品质迅速进步，使得LED广泛应用于夜间环境照明。现今LED已大量应用于植物景观照明，而相关的理论研究却相当匮乏。本文论述LED应用于植物景观照明的现状，旨在了解该专题的最新研究动态，为提升植物景观照明设计质量和改善人们晚间生活休闲品质、提高城市整体形象贡献一份力量。关键词： LED 植物 景观照明前言：植物景观照明在夜景的塑造中有不可替代的作用，不管是在建筑周边、广场还是公园、绿地的夜景营造中，树木照明都是环境的重要组成部分，在植物公园中又作为照明的主角出现。作为新一代光源并被广泛应用于夜景照明的LED，如何扬长避短发挥其优势应用到景观照明设计中，又如何影响植物景观照明设计等问题亟待研究和讨论。本文讨论LED用于植物景观照明的优点，介绍我国植物景观照明存在的问题，总结植物照明的方式和特点，并给出LED应用于植物照明的原则和建议，旨在了解该专题的最新研究动态，为提升植物景观照明设计质量贡献一份力量。1. LED用于植物景观照明的优点LED具有发光效率高、体积小、颜色可变、智能可控等一系列优点，针对植物景观照明，其有以下几项相较传统光源更具优势的优点：（1）出光具有一定的方向性，有利于控制光的分布和减少室外逸散光。植物景观照明不仅需要塑造好的室外光环境氛围，更需注重光污染的控制。（2）具有很好的单色性，可呈现饱和度很高的彩色光，营造绚丽的植物景观照明效果，如商业步行街区中常见的色彩绚丽的植物景观照明，烘托出商业街区热闹的氛围，这是使用传统光源进行植物照明不容易做到的。（3）易对色彩及明暗进行调光和控制，实现即定和即时动态变化，此优点为植物照明实现节能环保，动态可变，打破传统照明效果单一等一系列提升照明品质需求提供了可能性。（4）尺寸相对较小，容易实现安装隐蔽性。植物景观照明对灯具的隐蔽性要求更高，且考虑树木的承载力更需要小巧轻便的灯具（5）LED使用低压电源，供电电压在3-24V之间，利于防范火灾，且使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多，利于植物本身生长。总之，相较于传统光源，LED将会是植物景观照明灯具的趋势。2. 我国植物景观照明存在的问题目前我国植物景观照明的问题主要包括：植物景观照明理论研究缺乏、相应的法律法规不完善；景观照明整体规划设计不够，色光混乱；光污染严重，破坏生态环境；缺乏专业照明灯具；技术与艺术分离等，详述如下：图1 光色混杂的光环境（1）规划设计不够，色光混乱现今，在以建筑为主的场所的景观植物照明设计中，植物只是被简单的照亮；在以植物为主的休闲场所，则几乎将所有的植物全部照亮，这种没有规划的照明方式，使得景观元素之间没有任何的联系，场所之间缺少过度。且色光使用混乱（图1），照明效果毫无美感。（2）光污染严重，破坏生态环境植物照明中，由于灯具放置和投光角度的不合理，大量的光逸散到天空或其他建筑物上，特别是向上投光时。这不仅使人们的正常生活受到影响，也使得动物的作息规律受到极大地威胁。（3）缺乏专业照明灯具植物照明现今没有专门的灯具，只有建筑照明灯具可供选择。植物照明设计要求灯具小巧轻便，可方便安装，且要“见光不见灯”。LED体积小、发光效率高的优点，可使得其灯具设计更为多样。希望随着LED的不断发展，可以产生专业的针对植物景观照明的灯具。（4）技术与艺术分离植物景观的照明是一门技术和艺术结合的科学，两者缺一不可。当今植物照明设计两大主力：照明设计师能够合理的选择不同类型的光源和灯具，但是对植物本身习性缺乏了解认识；景观设计师能充分了解植物的特性，但对照明技术中光源、亮度、光色、功率等又缺乏足够的了解，所以致使景观植物照明中技术和艺术分离。3. 植物照明方式和特点夜晚给了我们重新定义植物的机会，我们可以将我们希望看到的树木依据其自身的特点，采用不同的照明方式重新组合展现在人们眼前。照明方式及特点详述如下：(1)向上投光照明绝大多数的植物照明方式采用此种方式，如有些小乔木的树叶比较稀疏，树叶的透光性较好，用上照光的方式照明后，优美的树形和光感能给人留下深刻的印象。因植物生长会变换自己的形状，建议使用插地式投光灯。此照明方式容易产生眩光，可将灯具放在灌木丛后或者加防眩光罩。当树冠离灯具高度大于6米时，易浪费能源、产生光污染，不推荐此种照明方式。(2)向下投光照明将灯具放置在植物的上方，向下投光的方式称为下照光。当树木叶片的正面纹理感较强、或者在花朵盛开时适用此方式，如中国杭州运河景观植物照明工程。 (3)剪影照明用灯具将植物的背景环境照明，突出植物的外形的方式，这种照明方式成为剪影照明，类似于中国传统的皮影戏。此照明方式以凸显优美外形为主要目的，或者植物的背景环境可视性更强，植物只是作为配景而出现。要求有面积较大的背景，亮度比在4以上。(4)阴影照明利用灯光将树叶的阴影投射在另外一种介质上，前方树叶的鲜亮和后面斑驳的阴影形成鲜明的对比。此种照明方式将枝叶阴影的效果表达出来，没有特定的规律，是营造植物照明意境较好的手法之一，但易产生眩光负面影响。(5)侧面照明将灯光照射在树冠一侧或两侧，以突出植物的优美外轮廓的照明形式。一般应用于树叶比较浓密、冠幅比较小、树形较为修长的中高乔木。在照明灯具安装时，应考虑将光源光线的投射方向和人的视线方向保持一致，避免不必要的眩光。(6)内透光照明用投光灯将树木的主干照亮，使树木内部发光的一种照明方式。要求树干较为笔直，靠近树干部分的枝叶要较为稀疏。为避免造成光污染，建议使用向下的投光方式。在我国，植物照明灯具安放还没有相关规范，但LED属于低压灯，可以满足防火规范。(7)“特写”照明特写照明是将植物某个部分重点照明，主要为了展示植物特点美。这种照明方式是在LED光源大量应用于景观照明中才得到合理应用。LED体积小、重量轻、发光效率高这一特点在“特写”照明方式中得到充分的表现，其灯具可以方便的安装在枝干上。4. LED应用于植物照明的原则和建议(1)考虑光照时间、光照强度、光谱、光周期现象等对植物的影响过高的光强会导致植物出现不正常生长，阳性植物可以适应高强度的光照，在植物景观照明中可以作为视觉焦点存在，如柳树、紫薇、松柏类植物等；阴性植物不适宜强光照射，可作为背景渲染气氛，像杉树类、大小黄杨、山茶等。光周期现象是指昼夜光照与黑暗的交替及对动植物发育有显著影响的现象，又称作光周期效应，在植物景观照明中，如果使用的灯光过亮，且大面积使用人工补充光源，则会扰乱园林树种在自然环境条件下的光周期生长规律。(2)以人为本植物照明的主要服务对象就是人，是为了满足晚间到公共环境休闲放松的人们。在对乔木进行照明规划时，要首先考虑人的视觉感受，人们在晚间散步休闲，希望看到安静的景象，不应当在人的视野范围出现不合适的照明方式，像频闪、眩光等。(3)适合的光色自然界中乔木的种类多达300万种，树叶的颜色和光泽更是千差万别，像墨绿、草绿、翠绿、淡绿等，用不同色温的LED照射带给我们的心理和视觉感受是不一样的。国外照明设计师曾认为4200K是植物照明最佳色温，但其并未考虑国度、自然环境、人文文化、植物特点等照明因素，是否适合我国植物照明没有充分依据。此问题需充分研究以得到理论依据，来发挥LED多色光的优势，使得景观植物照明更加富有内涵和层次。(4)季节原则春天植物照明主要是展示万物萌发的景象，可以选择小型LED灯，以关注花朵和新叶为主；夏季枝叶繁茂，有比较大的选择性；秋天的色调以暖色为主，树叶也会出现变色现象，反光率会有较大的提高，枝叶也变得稀疏，在灯具功率的选择上不能太高；冬季大多数乔木树叶飘落，只剩枝干，多选择分支较多的树木来作为照明对象，这样光在空间中才能有载体表现光感，建议使用暖白光，在冷静的夜晚给人以温暖。(5)植物生长原则植物照明不是一劳永逸的工作，随着时间的推移植物的高度、外形、枝干会发生变化，所以植物照明需随树木的变化而不断地调整。在植物照明的前期规划设计时，灯具的安装要有灵活性，安装的位置、高度、投射的方向等都应该在后期可以方便的调整（图2）。图2 灯具可调整(6)环境和谐原则植物照明设计的主要目的就是营造和谐的夜间环境，以供人们在夜间游赏和休闲，并采用灯光展示植物不同于白天的一面。这就要求在设计之初，对植物所在环境做出充分的分析，分出植物照明时的主次关系，用灯具的亮度和光色加以强调。环境的和谐涉及到很多的方面，像亮度、色彩、层次、形状、节奏感等，应将这些复杂的要素融合在一起，还应考虑和其它照明元素结合，如满足树木附近的人行路面的照明需要。结语：LED应用于植物景观照明处于起步阶段，很多工作有待我们进一步研究完善，本论文论述LED应用于植物景观照明，希望能够起到一个抛砖引玉的作用，为我国城市夜景建设尽微薄之力。参 考 文 献1 Janet Moyer. The Landscape Lighting Book M. 2005.2 怀特希德. 室外景观照明M 王爱英，李伟译.天津：天津大学出版社.2002.3 李农，杨燕译. 日本照明学会编.照明手册M.北京：科学出版社.2003.4 李铁楠.景观照明创意和设计M. 北京：机械工业出版社.2004.5 周维权 .中国古典园林史M. 北京：中国建筑工业出版社.2005年9.6 张昕. 植物主题景观照明的风格J. 照明工程学报.2004年9月