1.引言
在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，光是一種必不可少的設(shè)計(jì)元素，也可以說，沒有光就沒有空間。建筑物除了普通物理意義上的三個(gè)維度以外，還存在一個(gè)“時(shí)間”的第四維，因而通過燈光變換，從心理邏輯出發(fā)我們可將某種時(shí)間色彩重組。燈光結(jié)合其外在動(dòng)勢感使建筑物體的內(nèi)在情感擴(kuò)大、延伸，感染觀者。
“光是萬物之源，光照到物體表面，勾勒出它們的輪廓，在物體背后聚集陰影，給予他們以深度。沿著光明與黑暗的界限，物體被清晰的表現(xiàn)出來，獲得自身的形式，顯現(xiàn)相互之間的關(guān)系，處于無限的聯(lián)系之中。”這是日本著名建筑師安藤忠雄的一段話。
柯布西耶在《走向新建筑》里曾經(jīng)把建筑劃分為體量，表皮和平面這三個(gè)要素，他認(rèn)為“體塊被表皮包裹......建筑師的任務(wù)是使包裹體塊的表皮生動(dòng)起來，防止它們成為寄生蟲，遮沒了體塊并為他們的利益而把體塊吃掉。”
建筑的內(nèi)心是抽象的又是意象的，很難用某種比較直接的方式來表達(dá)。燈光就是要抓住這一點(diǎn)，利用“弦外之音”的手段外化建筑的內(nèi)在抽象的情感。
2.幕墻與燈光的一體化設(shè)計(jì)
21世紀(jì)后，隨著照明技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是LED的發(fā)明與發(fā)展，它明亮可變，節(jié)能環(huán)保的特性，與輕巧的幕墻體系能自由的結(jié)合在一起，為建筑師在建筑表皮的材料選擇上提供了新的自由度，使傳統(tǒng)上厚重的建筑表皮逐步向輕質(zhì)的外墻體系轉(zhuǎn)變，并達(dá)到虛實(shí)之間的相互轉(zhuǎn)化。
2.1 光的特性及其在建筑外立面中的運(yùn)用
光色的基礎(chǔ)是冷暖，暖色光會(huì)給人以積極的情緒，并且有親近感，冷色光則反之。用照度適中的中性色(白光)照射白色或者接近白色的墻面，會(huì)出現(xiàn)清潔，明亮醒目的效果。
光色與幕墻材料的顏色和質(zhì)感也有相輔相成的關(guān)系，一般說來，經(jīng)磚和黃褐色的石材會(huì)較適合用暖色光來照射，用高壓鈉燈或者鹵素?zé)?白色或者淡色的大理石可以用色溫較高的冷白色光(復(fù)金屬燈)來照射，但用高壓鈉燈也未嘗不可。燈具方面，一般來說方形的投光燈的光線分布角度較大，圓形燈具的廣角較小。廣角燈具效果較均勻，但不適合做遠(yuǎn)距投射。
光的表達(dá)雖然不像物體一樣具有實(shí)體固定性，但是它能控制光域范圍、強(qiáng)弱、色彩變化，又能隨時(shí)間空間進(jìn)行不同方式的選擇與對應(yīng)。因此，人工照明能更好的為空間還原出自然光的本色，實(shí)現(xiàn)光與建筑，人與建筑最和諧的關(guān)系。
2.2 LED燈具的特性
LED燈是固體光源，也稱為半導(dǎo)體光源，它不但壽命長，而且環(huán)保節(jié)能，是近年來在照明業(yè)發(fā)展最快的光源，是最具有發(fā)展?jié)摿Φ墓庠粗弧Ｋ擞袌?jiān)固耐用，體積小，耗電量低，使用壽命長和高亮度低熱量的優(yōu)點(diǎn)外，還便于施工，易造型，低輻射（詞條“輻射”由行業(yè)大百科提供），可回收利環(huán)保。 另外，其光分布易于控制，集計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)通訊和圖像處理等技術(shù)與一體，可在線編程，急速響應(yīng)及瞬間變化且色彩豐富。可以實(shí)現(xiàn)很多無法實(shí)現(xiàn)的神奇效果。
基于以上優(yōu)點(diǎn)，LED燈在近年來被廣泛的運(yùn)用到建筑的外立面照明上。
2.3 LED燈具與幕墻外立面結(jié)合的基本形式
在其與建筑外立面相結(jié)合的形式上，一般可分為以下的方式：
1.在骨架和支撐結(jié)構(gòu)上安裝LED燈。如與幕墻相結(jié)合的設(shè)計(jì)，將在后面章節(jié)中有較為詳細(xì)的描述。
將燈具隱藏在建筑的梁或者樓板下，對實(shí)體墻照明創(chuàng)造出背光的效果。上海佘山天主教堂(圖1)始建于1871年，擴(kuò)建于1925，是上海西南部地標(biāo)性建筑，因其建筑本身為無釘無木無梁無鋼的構(gòu)造，并且毗鄰天文觀測臺(tái)，其外立面照明設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格控制亮度和眩光，不能影響天文觀測臺(tái)的相關(guān)測試。所以，設(shè)計(jì)師沒有用傳統(tǒng)的鹵素?zé)簦遣捎肔ED燈，采用從下往上打光的方式，將白天不受光的一面打亮，增加了古建筑的透明感;同時(shí)，用彩色泛光燈具照亮了教堂塔樓，圓頂和塔頂，呈現(xiàn)出琉璃翠瓦，琥珀清透的效果。
3.雙層表皮內(nèi)透光的方式。采用空腔內(nèi)透光照明，既達(dá)到了最佳光照效果，節(jié)約光能，又可以避免眩光及很好的遮擋燈具。如水立方(圖2)，用藍(lán)色的LED燈，突出了場館的功能，對其進(jìn)行了新穎的詮釋。
4.立面材料嵌入方式(圖3)和立面投光方式。
5.天幕（詞條“天幕”由行業(yè)大百科提供），如北京的世貿(mào)天階(圖4)。長200m，寬30m，打破傳統(tǒng)的屏幕模式，帶來的視覺新體驗(yàn)。
2.4幕墻與燈光整合設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
在建筑布局上，LED燈有以下的方式：
1.點(diǎn)，點(diǎn)狀LED又稱led智能燈，每個(gè)像素點(diǎn)完全獨(dú)立，有獨(dú)立的控制信號，點(diǎn)可以任何形式，大小和形狀任意分布，可以用點(diǎn)突出節(jié)點(diǎn)，用點(diǎn)去形成個(gè)性獨(dú)特的圖形和變化，呈現(xiàn)出繁華的效果。
2.線，將若干LED像素點(diǎn)安裝在條形構(gòu)件上，就變成了線，即人們所說的條形燈。可以用線來強(qiáng)調(diào)建筑的輪廓，造型更靈活。
3.面，在建筑立面上，讓燈光以面的形式出現(xiàn)，用面的方式去營造商業(yè)氣氛，用面去區(qū)分建筑的功能區(qū)域，將整個(gè)面立體化。
但是，在具體的幕墻設(shè)計(jì)中，燈光的設(shè)計(jì)需要與幕墻設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)考慮。
1.石材幕墻：可考慮在頂部或者底部設(shè)置射燈以突出石材的質(zhì)感和建筑物的氣勢，或在立面上設(shè)置隱藏的燈帶(圖5)或?qū)魩ё鳛槭哪粔Φ难b飾線條與幕墻結(jié)合設(shè)計(jì)(圖6)。
2.鋁板幕墻：石材幕墻和鋁板幕墻上燈帶的走線較為方便，可直接在面板內(nèi)側(cè)走線和安裝開關(guān)，可根據(jù)不同的外立面要求設(shè)置不同的燈型，圖7為鋁板幕墻上設(shè)置條形燈的一個(gè)案例。圖11是在鋁板幕墻的龍骨上安裝射燈，打亮上部的玻璃幕墻。
1.玻璃幕墻：玻璃幕墻可分為框架式和單元式，其中框架式又可分為明框和隱框。
1) 隱框框架式玻璃幕墻：一般不建議在隱框幕墻上設(shè)置燈帶，一方面是由于燈帶外露影響幕墻的美觀，另一方面是由于設(shè)置燈帶，會(huì)對隱框幕墻的水密性有較大的影響。
2) 明框框架式玻璃幕墻：燈帶要與幕墻的主受力結(jié)構(gòu)合理連接，燈帶的設(shè)置不能破壞幕墻的整體效果，在外立面設(shè)計(jì)中，可以考慮到將燈帶作為外裝飾的一部分(圖9)，橫向和縱向上都是每20m要設(shè)置一個(gè)出線孔，孔徑大小和所用燈的功率相關(guān)(圖10)。燈具固定不能破壞幕墻的水密性。
3) 單元式幕墻：不建議直接在幕墻面層上做燈帶，這是由于單元板塊為一個(gè)整體，任何在型材上的鉆孔都會(huì)破壞其鋁合金型材的等壓腔從而影響幕墻整體的水密性能。一般考慮做室內(nèi)泛光照明，同樣能達(dá)到建筑物夜景裝飾的效果。比如將燈具融入幕墻體系之中，通過計(jì)算機(jī)控制把燈光投射在內(nèi)層的鋁板反射面上，最終以光面的形式在建筑物上呈現(xiàn)。
4. 在追求建筑美觀的同時(shí)，我們還應(yīng)考慮到是否破壞了光環(huán)境，造成光污染，為了避免光污染產(chǎn)生的眩光，我們可以改變燈具的位置和高度，角度以及燈具的形狀來避開人正常活動(dòng)時(shí)的視覺范圍，也可以采用間接照明的方式，使光源不再進(jìn)入視域中，避免眩光。
2.5幕墻與燈光一體化設(shè)計(jì)的意義
幕墻系統(tǒng)作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（詞條“圍護(hù)結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供），對水密性和氣密性要求很高，燈光在后期安裝，容易造成幕墻的漏氣和漏水問題。特別是玻璃幕墻，一體化設(shè)計(jì)能從根本上解決幕墻性能下降和失效的問題。
燈具作為立面組成的一部分，與幕墻系統(tǒng)結(jié)合設(shè)計(jì)，既解決了建筑外立面的夜間景觀照明，又不影響白天建筑物的藝術(shù)效果，尤其是能減少燈具的專門（詞條“門”由行業(yè)大百科提供）布線環(huán)節(jié)而造成的幕墻部位位置拆裝的重復(fù)工作。同時(shí)，不同形狀的燈具也可以作為幕墻裝飾的亮點(diǎn)，從而提高幕墻產(chǎn)品的性價(jià)比。
從經(jīng)濟(jì)層面上看，當(dāng)我們強(qiáng)調(diào)了光和影的關(guān)系，通過構(gòu)圖，合理的使用光影關(guān)系，使建筑物雖然受光面少，但層次卻能得到更好的效果。通過設(shè)計(jì)來減少了燈具的使用量，或?qū)⒋蠊β薀糇兂闪诵」β实臒簦瑒t單項(xiàng)工程的造價(jià)就會(huì)降下來，總體燈光項(xiàng)目的造價(jià)也會(huì)下降。
3.結(jié)語
LED燈在幕墻系統(tǒng)上使用的普遍原則是：1,燈具具有可藏匿性;2.盡量不影響采光和通風(fēng);3.避免眩光;4.不影響幕墻的水密和氣密性能。燈具并不是簡單的依附在建筑的表皮，而是通過對表皮系統(tǒng)進(jìn)行整合設(shè)計(jì)而展現(xiàn)出建筑物最美的一面。
無論是從建筑整體效果的把控上還是從節(jié)約成本的角度上，或是從幕墻整體性能的實(shí)現(xiàn)上講，燈光和幕墻的整合設(shè)計(jì)都是一個(gè)更好的選擇。恰當(dāng)?shù)臒艄庠O(shè)計(jì)，能在保證外部空間完整性的同時(shí)，也能消除原建筑中很多由于施工不善所產(chǎn)生的缺陷，同時(shí)滿足幕墻關(guān)鍵性能的要求。
本文更多的是從細(xì)部設(shè)計(jì)的角度來闡述燈光和幕墻整合設(shè)計(jì)的必要性。恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)可以更好的體現(xiàn)建筑物的特質(zhì)，促進(jìn).建筑燈光與環(huán)境的和諧，展現(xiàn)建筑的人文魅力。
