公共空间设计 课件 项目六公共空间光环境设计

公共空间设计项目六·公共空间光环境设计探索光与空间的共生美学，以科学与艺术的双重维度，营造有温度、有层次的公共空间视觉体验。CONTENT项目目录一二三四五六公共空间设计初识项目启动与概念设计公共空间功能组织与形态整合公共空间界面设计公共空间色彩与材料设计公共空间光环境设计公共空间配套设施设计公共空间设计实例及拓展七八

任务一：光环境的基本知识任务二：公共空间光环境营造项目六公共空间光环境设计两个任务板块本章框架

任务一

光环境的基本知识任

务

一任

务

目

标知识目标·掌握自然光源、人造光源的含义。·理解常用的光学参数的含义。技能目标·能够识别光环境中的常见问题。·能够将光环境的基本知识运用到具体光环境设计案例的讨论中。情感目标·培养光环境设计中的文化传承责任。·培养公共空间伦理意识，强调照明设计对公众安全、健康、情感体验的社会责任。导读文化铸魂·中华设计观《考工记》有云：“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良。”这一跨越千年的造物智慧，揭示了设计需顺应自然、因地制宜、选材精良、匠心独运的本质。于当代光环境设计而言，这不仅是美学准则，更是让光线超越照明功能，成为连接传统文脉与现代生活的诗意纽带，赋予空间人文温度与生态之美。01天时·顺时而变遵循自然时序与昼夜节律，让光环境随时间流转呈现动态变化，呼应四季更迭与生活作息，实现人与自然的和谐共生。02地气·因地制宜根植地域地理特征与文化脉络，将地方建筑肌理、民俗符号融入光设计，唤醒场所记忆，塑造独一无二的空间气质。03材美·返璞归真尊重材料的天然属性与光学特质，利用材质的肌理、色彩与透光性，营造质朴而高级的光影质感，还原材料本真之美。04工巧·匠心独运以精湛的照明技术与细腻的设计手法，平衡功能需求与艺术表达，将人文关怀注入光影细节，成就兼具美感与实用的良器。光源的分类逻辑与核心类型光源的分类维度多元，通常依据发光原理、应用场景或光谱特性划分。从照明设计的核心视角出发，我们将其分为**自然光源**与**人造光源**两大基础类别，二者共同构成了光环境设计的物质基础。01自然光源：天然形成的光之本源

指自然界中无需人为干预、天然存在的发光体或发光现象。其核心特征是“自源性”——能量源于自然过程（如太阳的核聚变、萤火虫的生物荧光反应），无需人工供能。典型代表包括太阳、星光、极光、生物发光（如萤火、水母）等，是人类感知自然光环境的核心载体。02人造光源：人为创造的可控之光

指通过技术手段制造、可人为控制的发光装置，是现代照明设计的核心工具。其核心特征是“可控性”——可按需调节光强、色温与照射范围，适配不同场景的功能与美学需求。从传统的白炽灯、荧光灯，到高效节能的LED光源、智能照明系统，人造光源是构建室内外舒适光环境的关键支撑。1光源的分类理论认知板块理论认知板块2光学基本参数（1）光通量光源向四周空间发射的总光能量，是衡量光源发光总量的核心指标，单位为流明（lm），决定了光源的整体发光能力。（2）照度被照物体表面单位面积上接收到的光通量，反映受光面的明亮程度，单位为勒克斯（lx），常用于评估环境照明效果。（3）发光强度光源在特定方向上的发光能力，即该方向单位立体角内的光通量，体现光源的定向特性，单位为坎德拉（cd）。（4）亮度光源表面单位投影面积、单位立体角内的光通量，是肉眼感知的光源明亮程度，单位为坎德拉/平方米（cd/m²）。图6-1光学模型意象图理论认知板块2光学基本参数（5）色温是指当光源的发光颜色与某一温度下的黑体(完全辐射体)的辐射颜色相同时,该黑体的热力学温度,单位为K(开尔文)。色温对比见图6-2,不同色温特点及典型应用场景见表6-1。图6-2

色温对比图缺表理论认知板块03光学基本参数（三）图示：CRI值对色彩还原的直观影响。上方为普通显色性（CRI>75），下方为高显色性（CRI>95），色彩更接近自然真实。（6）显色指数(CRI)——还原真实色彩表征光源还原物体固有颜色的能力，数值越高（最高为100），色彩还原越准确。一般显色指数(Ra)是核心评价指标，CRI>90为高显色性，广泛应用于美术馆、服装店、医疗诊断等对色彩要求极高的场所。（7）发光效率(Lm/W)——能效与节能指光源输出的总光通量与消耗电功率的比值，单位为流明/瓦。它是衡量光源节能性能的关键指标，数值越高，代表电能转化为光能的效率越高，在满足同等照明需求下，能耗更低，更符合绿色照明的发展趋势。3光环境的常用词汇理论认知板块

光环境设计的专业性建立在对核心术语的理解之上，这些术语涵盖了照明方式、光学特性、质量指标及视觉影响等维度，是科学规划布光方案、优化空间视觉体验的理论基础，以下为您解析关键术语的内涵与应用。缺图词汇释义整体照明让室内整体亮起来的主要照明。为了让室内整体的照度均匀，会以一定的间隔来设置成组的灯具。局部照明只照亮特定部位的照明。局部照明可以达到较佳的经济效益，且可使明暗区分更加明确，形成充满气氛与情调的空间，但容易让眼睛感到疲劳。建筑化照明将照明融入天花板或墙壁之中的手法，可以发光的天花板、墙壁、地板等间接照明也包含在内。建筑化照明比较容易实现均等的照度分布，但发光效率较差、不容易维修，必须使用寿命较长的光源，并且要考虑照明器具发出的热和声音。聚光用反射板或者透镜将光源集中到同一点或同一方向。聚光可以提高集光面的照度，但照射范围外的照度会急剧下降。扩散光覆盖范围广的光。照明设计中想让整体得到均等亮度时，会使用扩散光。拥有较大发光面积的日光灯就属于这个类型。表1-1光环境常用术语解析词汇释义眩光指当视野中的亮度过高，超出眼睛适应能力时，引起刺眼、视觉不适甚至暂时丧失视觉清晰度的现象。应特别注意灯具的安装位置和光源的照射方向，避免产生眩光。扇形光用筒灯等光源在墙壁上形成扇形的光斑。这种光斑的具体形状取决于灯具与墙面的相对位置，其照明效果会受到灯光间距和灯具反射板类型的影响，因此需特别注意实际效果是否符合设计预期。均匀度--表征照射面照度均匀程度的量化参数。频闪指光源发生的快速、重复的亮度波动现象，通常由供电电压不稳定或驱动电路工作方式导致。在照明中出现频率不当的明暗变化，会形成令人视觉不适甚至疲劳的闪烁光。三基色指通过不同比例的混合，可以产生其他颜色的三种基本颜色。在光学（如屏幕显示）中，三基色为红（red）、绿（green）、蓝（blue），采用加法混色原理，三者叠加可生成白色。表1-1光环境常用术语解析检测与实践（任务一）1.色温越高，光色越偏冷（如6500K），这类光线适合医院手术室使用。()2.在照明设计中，暖色光为高色温，冷色光为低色温。()3.光色取决于光源的色温，暖色温适用于营造温馨氛围。()判断题检测与实践（任务一）单选题1.办公室阅读区最适合的光源类型是（）。A.中性白(4500K)B.暖白光(3500K)C.彩色光D.闪烁光2.照度的单位是（）。A.流明(lm)B.坎德拉(cd)C.勒克司(lx)D.开尔文(K)3.亮度是指发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度，其单位是（）。A.cd/mB.cd/m²C.cd/m³D.cd²/m检测与实践板块答案检测与实践（任务一）思考与讨论大学城某书店计划对其阅读区和艺术展厅进行改造。请结合所学光环境的相关基础知识，思考并讨论：阅读区和艺术展厅区分别选择怎样的光源类型、色温及照度最为适宜？任务二公共空间光环境营造任

务

二任

务

目

标知识目标·认识自然光源、人造光源、混合光源三大光环境类型，并掌握其核心特征。·理解自然光源环境、人造光源环境、混合光源环境的营造方式技能目标·能够通过场景调研识别真实空间中照明方式的类型，并分析其设计逻辑。·能够根据空间功能需求制订光环境设计策略，并能通过计算机辅助软件渲染表现。情感目标·理解光环境设计中的文化传承责任，在进行参数匹配时兼顾地域文化的美学表达。·培养公共空间伦理意识，强调照明设计对公众安全、健康、情感体验的社会责任。。导读文化铸魂·中华设计观中华传统建筑蕴含着跨越时空的生态智慧。以徽派民居的"天井"为例，其巧妙地利用自然光，营造出独特的采光效果。顶部敞口如同天然的聚光漏斗，使日光如瀑布般倾泻而下，在有限的空间内形成流动的光影剧场。这种"内向采光、因势利导"的设计理念，不仅有效降低了人工照明的能耗，更通过"天人合一"的哲学思想，将自然元素转化为空间韵律，堪称古代低碳建筑的典范，为现代公共空间的光环境设计提供了宝贵启示。公共空间的光环境设计本质是对自然光源和人工光源的创造性调度。光环境根据光源的属性和设计策略，可以分为三类：自然光源环境、人造光源环境和混合光源环境。（1）自然光源环境的含义自然光源环境是指主要依赖自然光源，通过建筑界面（窗、天井、导光管等）进入室内形成的光环境。（2）自然光源环境的核心特征1）被动性：设计师通过空间形态调控光线，而非主动发光。2）动态性：随季节、时间、天气变化。3）光谱连续性与高显色性：太阳光具有连续光谱，作为理想参照光源，其显色指数（CRI）接近100，能为物体提供最真实的色彩显现。1自然光源环境营造理论认知板块（3）自然光源环境的设计要素自然光源环境设计要注重生态节能与人文关怀，强调建筑空间与自然光的动态协同关系。设计中主要通过以下三大要素的协同作用来实现这一目标：1）空间因素。空间因素是自然采光营造中首先要考量的因素，它是塑造光影效果、优化采光效率的核心要素，涉及建筑朝向、建筑形态、空间布局、界面处理等具体内容。2）采光设备。传统的采光设备通常包括天井和窗户，而如今，智能阳光导入设备在公共空间设计中得到了广泛应用。天井着重于空间结构对光线的引导作用（图6-4）；窗户作为建筑顶面或立面的直接透光构件，是最常用的自然光采光设备，常与百叶窗、遮阳构件等配套使用（图6-5～图6-10）；智能阳光导入设备则通过先进的采光技术，借助特定的导光装置将室外自然光引入室内，尤其适用于地下室等缺乏自然采光条件的空间。1自然光源环境营造理论认知板块图6-4

阿那亚艺术中心天井

图6-5

上海博物馆东馆的天窗理论认知板块图6-6

光之教堂的窗(安藤忠雄设计)图6-7

某美术馆的线性天窗理论认知板块图6-8窗与遮阳帘

图6-9

百叶图6-10

室外遮阳构件理论认知板块3）采光材料。玻璃是自然光采光的主要材料。自然光透过玻璃射入室内，同时将太阳辐射热带入室内。目前，为了更精准地调节室内光、热环境，窗玻璃的技术性能不断升级，电致变色玻璃、Low-E玻璃（低辐射玻璃）及吸热镀膜玻璃等功能玻璃被广泛应用于公共空间设计中。除玻璃之外，各式PC阳光板、FRP采光板、ETFE膜等也是公共空间设计中广泛应用的采光材料（图6-11～图6-13）。图6-11

PC阳光板图6-12

FRP采光板

图6-13ETFE膜理论认知板块(4)自然光源环境的营造方式1）设计采光方式。根据光的来源方向及采光口所处的位置，自然采光主要包括侧面采光和顶部采光两种形式（图6-14）。两种采光方式均有各自的优势与局限，设计时需综合考虑空间因素、功能需求及经济投入等实际情况，科学合理地选择适宜的采光方式（表6-3）。图6-14

自然采光方式剖面示意图理论认知板块自然采光形式定义优点局限性适用场景不适用场景顶部采光通过屋顶、天窗或高位采光口引入自然光·光线均匀柔和，减少阴影·适合无窗空间（如地下室）·节能效果显著（减少人工照明）·可能产生眩光（需遮阳设计）·需结构承重支持（如天窗）·维护成本高（清洁、维修）·无法利用水平景观·大型空间（体育馆、机场航站楼、图书馆等）·地下空间（停车场、仓库等）·建筑结构允许的特色空间高隐私需求空间；光线稳定性要求高的空间，如手术室；对黑暗环境有硬性要求的空间，如电影院侧面采光通过外墙侧窗引入自然光。可细分为单侧、双侧及多侧采光；还可细分为高侧、中侧和低侧采光·光线方向性强，利于形成光影效果·可结合景观设计（如庭院、街道）·构造简单，成本低·采光深度有限（一般不超过窗高的2倍），难以满足深进大的空间需求·近窗区域过亮，远窗区域昏暗·易受外界干扰（噪声、隐私）·需景观借景的空间（酒店、茶室等）·灵活调节光线的空间（教育空间、办公空间等）·低进深空间表6-3自然采光的形式及特点理论认知板块2）优化光线质量。自然光环境设计并非单纯的"采光口"设计，而是通过对采光设备、采光材料的系统性设计，实现光线质量与空间美学的平衡。例如，上海浦东机场通过合理设计天窗、侧窗等采光设备，充分利用自然光线，实现了自然采光覆盖核心区，并减少了人工照明的使用，既节能又营造了舒适的室内环境（图6-15～图6-20）。值得注意的是，大进深的空间通常采用顶部采光与侧面采光相结合的设计，以顶部采光弥补侧面采光在进深方面的不足。图6-15

上海浦东机场出发大厅的顶部采光图6-16

上海浦东机场天窗的遮光构件理论认知板块图6-17

上海浦东机场候机区的侧面采光图6-18

上海浦东机场候机区侧面采光遮光构件理论认知板块图6-19

上海浦东机场侧面采光———高侧窗图6-20

上海浦东机场侧面采光———中侧窗、高侧窗理论认知板块（1）人造光源环境的含义人造光源环境是指主要依赖人造光源，通过光学系统调控形成的光环境。（2）人造光源环境的核心特征1）主动可控性：光强、色温、方向及波段等参数按需精确调节。2）时空稳定性：可提供高度稳定的照明，不受昼夜、天气等自然条件瞬时变化的影响。2人造光环境营造理论认知板块（3）人造光源环境的设计要素人造光源环境设计的核心是对人造光源、灯具、照明装置及照明方式等要素的把控与调配。1）人造光源。人造光源依据发光原理可大致分为两种：通过热能来发光的类型和通过电子的运动来发光的类型，见图6-21和表6-4。2人造光环境营造理论认知板块图6-21

人造光源分类理论认知板块表6-4

人造光源分类表理论认知板块名称名称名称吊灯吸顶灯筒灯投射灯壁灯2)灯具。灯具是一种控制光源发出的光并进行再分配的装置。通常把光源与灯具的组合称为照明器具。按照安装方法分类，灯具主要包括吸顶式灯具(吸顶灯)、嵌人式灯具(筒灯)、悬挂式灯具(吊灯)、壁灯等。常见灯具见表6-5。理论认知板块2人造光环境营造3）照明装置灯檐照明：利用与墙面平行的不透光檐板遮挡光源，将墙壁照亮的一种照明装置。檐板是建筑装饰构件的组成部分，设在墙的上部或固定在顶棚上。见图6-22。暗灯槽照明：用墙上挑出的壁檐或水平的凹槽遮挡光源，将光透射到顶棚和墙壁上部的间接照明装置。这种暗灯槽可以同墙、梁、柱、斜顶棚、凹龛等各种构件结合，见图6-23。发光顶棚：人造光的发光顶棚是指类似天窗采光的透光吊顶。在吊顶与建筑结构之间设置灯具，便形成发光顶棚，见图6-24。综合顶棚：一种兼备灯檐照明和暗灯槽照明两种效果的装置形式，见图6-25。理论认知板块图6-22灯檐照明图6-23暗灯槽照明理论认知板块图6-24发光顶棚图6-25综合顶棚理论认知板块4)照明方式。根据发光方向的不同,人造光源环境的常见照明方式有六种,见表6-6。表6-6

人造光源环境照明方式分类理论认知板块图6-27直接照明图6-29半间接照明图6-28

间接照明不同功能的场景需要不同的照明方式，见图6-26～图6-29。以直射为主的照明方式，如直接照明、半直接照明，受室内表面反射因素影响较小，光的利用率较高，但容易产生直接眩光和光幕反射，且阴影浓重。而以反射光为主的照明方式则相反。因此，要根据空间的照明需求，将直射光与反射光控制到合适的比例。图6-26

不同功能的场景需要不同的照明方式理论认知板块(4)人造光源环境的营造方式人造光源环境的营造，是通过系统性整合光源、灯具、照明装置及照明方式，来满足功能需求与视觉舒适度，并最终塑造符合空间特质的光环境的多维协调过程。初学者可以从以下方面入手：1)营造层次照明。层次照明是构建科学光环境的基础框架，其核心理念为;通过基础照明、重点照明、装饰照明三层次照明协同实现功能与美学的统一。三层次照明设计基本内容参见表6-7。层次照明的设计流程见图6-30。图6-30

层次照明的设计流程理论认知板块三层次照明基础照明（环境照明）重点照明（任务照明）装饰照明（氛围照明）作用提供空间均匀光照，确保基本可视性与安全性强化特定区域或物体，引导视觉焦点塑造空间情绪与艺术感染力技术要求照度均匀度≥0.7（GB/T50034），避免暗区与眩光目标区域照度≥环境光3倍，一般显色指数Ra≥90色温与动态效果匹配场景主题（如节庆模式RGB渐变）典型灯具LED平板灯、嵌入式筒灯、格栅灯轨道射灯、可调角度筒灯、聚光灯灯带、壁灯、艺术吊灯表6-7

三层次照明设计理论认知板块2)阴影控制及焦点营造。阴影的精准调控至关重要:功能性阴影旨在保障安全，而艺术性阴影则用以提升感染力。焦点的设置应服务于叙事需求，其营造必须契合空间的文化属性，同时避免过度聚焦所导致的能源浪费。阴影控制及焦点营造要点见表6-8。表6-8阴影控制及焦点营造要点理论认知板块图6-31某博物馆层次照明设计在图6-31所示的博物馆层次照明设计中，采用自下而上的灯光照亮顶棚，再借助顶棚的反射作用，将光线均匀散布至整个空间，营造出柔和且神秘的基础照明效果。同时，通过轨道灯从侧上方精准投射光线，构建了重点照明，明确了视觉焦点。45°～60°的投光角度不仅突显了雕塑的立体感和纹理细节，更巧妙利用阴影，营造出丰富的层次感。该空间的光环境营造以简洁的功能性光源为主，未设置纯装饰性光源。然而，通过对光影的精心设计，成功塑造了空间氛围，打造出既实用又具美学价值的光环境。理论认知板块表6-8阴影控制及焦点营造要点理论认知板块3混合光源环境营造（1）混合光源环境的含义混合光源环境是指自然光源与人造光源协同作用形成的光环境。（2）混合光源环境的核心特征1）功能互补性：自然光源提供基础照明与全光谱照明，人造光源弥补照度不足，并精准控光。2）能效优化性：通过照明控制系统，最大化利用自然光源，实现节能。3）时空适应性：随昼夜与季节自动切换主导光源，如阴天自动增强人工补光。自然光源环境、人造光源环境、混合光源环境相互比较见图6-36。理论认知板块（3）混合光源环境的营造方式这里的混合光源环境营造是指通过科学合理地规划自然光与人造光,实现光环境的动态平衡。其营造方式融合了上文所述的自然光源环境与人造光源环境的营造方式。具体融合方式结合实际案例展开,见图6-37~图6-39。图6-36自然光源环境、人造光源环境、混合光源环境相互比较理论认知板块图6-37苏州博物馆新馆理论认知板块图6-38某苹果旗舰店理论认知板块理论认知板块知识拓展公共空间的种类繁多，空间的功能差异决定了光环境设计的核心逻辑需遵循场景适配与行为引导原则。空间类型营造要点商业空间动态光效+高显色性办公空间健康光环境+智能调控交通枢纽导向性+无障碍设计艺术场馆文物安全+文化叙事可参考标准：·《建筑照明设计标准》（GB/T50034—2024）·《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB550