玻璃幕墙装饰照明与健康

蒋乃群 陈 鹏

(深圳市创先照明科技有限公司，广东深圳 518028)

1 引言

上世纪八十年代，中国第一座玻璃幕墙大厦在上海问世。由于透光的玻璃幕墙照不亮，镀膜的玻璃幕墙反光强烈，不可以被照亮，玻璃幕墙建筑物外立面装饰照明的设计和研发一直滞后于建筑的发展，人们对玻璃幕墙建筑物白天灿烂夺目，夜晚黑影一片已经见怪不怪。

为了解决这一难题，2002年以前，人们简单地采用室内灯光直接外透的装饰照明方式，同时产生了眩目和光污染问题。2002年以后，在玻璃幕墙内侧加用反光板、帘或膜，采用间接光内光外透的解决方案开始出现。当前，由于LED灯具尺寸小、亮度高，既安全又容易控制，人们将它直接嵌入玻璃幕墙外立面钢结构中或是外设在玻璃幕墙的檩条上，在获得较强装饰效果的同时，又产生了眩目和光污染问题。

由于眩目和光污染直接影响到人们的身心健康，本文结合案例，试对上述装饰照明方式进行分析对比，希望厘清概念，有助于正确合理地进行玻璃幕墙外立面装饰照明设计，做好绿色照明工程。

2 绿色照明

绿色照明是美国国家环保局于上个世纪90年代提出的概念〔1〕。在建筑照明工程中，与玻璃幕墙外立面装饰照明关系最为密切的绿色指标是:高效节能光源的选用;光照清晰、柔和，不产生眩光;光照清晰、柔和，不产生光污染。运用上述绿色指标，可以判断照明技术方案是否合格。

3 照明技术用语

分析对比技术方案时，有关的照明技术用语及其概念如下:

3.1 眩光 (glare)，特指射入人眼后，造成眼花，看不清东西的光线。眩光常在人眼正对光源、发光的平面镜面或抛物线镜面等，在视野中存在亮度的极端对比时发生。短时间接触眩光，会引起眼痛、头痛、心情烦躁等生理、心理不适，长时间接触眩光则会严重影响身心健康。因此，眩光是一种光污染。

3.2 光污染 (light pollution)，照明设计不良或照明装置失控时，眩目光“溢出”且分布在人居环境中，或者直接向上射向太空，将城市上空的灰霾变成“亮霾”，形成“不夜天”，导致大量的星星不可见等。

3.3 直接光 (DirectLight)，直接从光源，例如:电弧、灯泡、霓虹灯、荧光灯管等发出的光线。直接光射入眼睛时，立即使人感觉刺眼、眩目。

3.4 间接光 (Indirect Light)，直接光碰到非镜面的反光表面，例如:室内天花、室外大理石墙面等，经反射和漫射以后发出的光线。间接光射入眼睛时，使人感觉柔和、舒适，不眩目。

3.5 直接光内光外透 (directive lighting from interior lights)，指直接光从室内射出，照亮建筑物玻璃幕墙外立面。从室外见光又见灯 (光源)的装饰照明方式。因此，直接光内光外透存在眩光和光污染。

3.6 间接光内光外透 (indirect lighting from interior lights)，指间接光从室内射出，照亮建筑物玻璃幕墙外立面。从室外见光不见灯 (光源)的装饰照明方式。因此，间接光内光外透不存在眩光和光污染。

3.7 漫射器 (Diffuser)，指某种主要通过漫射，可以散射光源所发出之光线的装置。

4 直接光内光外透装饰照明方式

2001年，上海市开始推广景观建筑“内光外透”工程，让 “….楼内照明灯光晚上也要开启，建筑物的外观通过泛光照明表现出来，建筑物内灯光透过玻璃窗折射出去，使整栋大楼显得晶莹剔透，充分表现建筑物的内部结构和风格” 〔2〕。从室外观察，这种玻璃幕墙外立面内透光照明具有“见光又见灯”的特点，见图1。

图1 上海市力宝广场 (左一)玻璃幕墙外立面内透光照明，2001年Fig.1 Glass curtain wall lighting from interior lights

同在2001年，复旦大学周太明教授等的《电气照明设计》〔3〕阐述这种“比较简单的方法”时，表达了三层意思:从室内将光线打到建筑物的窗孔上;窗口处的下部放置灯具来照明窗帘;如果没有窗帘的话，则可照明窗梁或窗框，其解读见图2。

图2 玻璃幕墙外立面直接光内光外透装饰照明方式示意图，经复旦大学周太明教授确认Fig.2 Lighting from interior lights

图2中，灯具发出的光线从右下方射向左上方，透过窗帘，向左方透出玻璃幕墙外。如果没有窗帘，灯具发出的光线将100%地照亮窗梁、窗框和透出玻璃幕墙外。

当时处于建筑物玻璃幕墙外立面装饰照明的发展初期，“内光外透”一词先入为主，被用来描述当时仅有的直接内透光，即直接光内光外透装饰照明方式，造成当下不仅一般公众，还有部分照明业内人士也将“内光外透”和“直接光内光外透”两者划上等号。很明显，直接光内光外透装饰照明方式仅仅是利用了原有建筑物室内的照明灯光自然而然地外泄，必然是有亮、有暗，不节能;又因为看得见光源，必然产生眩光和光污染，影响人们的身心健康。因此，“直接看见光源，见光又见灯”的玻璃幕墙外立面直接光内光外透装饰照明方式是不合格的技术方案，不可持续，也未能获得推广。

5 间接光内光外透装饰照明方式

5.1 平行投光

2002年，内光外透装饰照明方法〔4〕采用平行投光，即发光器发出的光线与反光板大致平行。由反光器、反光板和反光贴纸有效地隔断灯具发出的直接光，使得透出玻璃幕墙外的光线H、J、K全部为间接光，彻底解决了眩目和光污染问题，见图3。

图3 来源:专利02134358.6说明书第2/6页图2(b)，光线通过H、J、K三个途径传播，向左方透出玻璃幕墙外。Fig.3 Light line

由于间接光内光外透作为一种新颖的内光外透装饰照明方式问世，从此以后，玻璃幕墙建筑物外立面装饰照明方式既包括“先来的”直接光内光外透，也包括“后到的”间接光内光外透，两种内光外透装饰照明方式开始并存。采用内光外透装饰照明方法专利02134358.6实施的深圳市大运中心夜景见图4。

图4 深圳大运中心主体育馆项目实景，2011年Fig.4 Centre stadium real scence

5.2 垂直投光

2010 年，玻璃幕墙的背景光实现方法〔5〕〔6〕提出另外一种正面发光、即向反光膜垂直投射光线并反方向漫反射的方法，对三维玻璃幕墙外立面实施装饰照明，见图5。

图5 玻璃幕墙的背景光实现方法，专利201010115830.0，的照明装置Fig.5 Background light

图5显示，玻璃幕墙2与其内侧的反光膜1之间安装若干直条LED照明装置3，三者相互平行。照明装置3正面朝向反光膜，从其正面垂直向反光膜发射白光或RGB彩光时，均匀发亮的反光膜发出均匀、柔和的漫射光，反方向穿透玻璃幕墙射出室外。这种垂直投光、反方向出光的方法不仅适用于三维玻璃幕墙，也适用于二维玻璃幕墙，使建筑物玻璃幕墙外立面成为均匀、柔和的发光面。此时，从室外任何角度都看不见光源，即没有任何直接光向玻璃幕墙外溢出，杜绝了眩光和光污染。

采用玻璃幕墙的背景光实现方法制作的深圳大运中心样板实景见图6。对样板实景的评述意是:反光膜均匀的照明。在室外实测，白色反光膜的亮度为20～25cd/m2。

图6 采用玻璃幕墙的背景光实现方法制作的深圳大运中心样板实景，白光Fig.6 White light

图6中，在玻璃幕墙与地面垂直且相互平行的檩条后面，贴装直条LED灯具，芯片正对反光膜投光，光束角120°。总体来看，垂直投光在反光膜上形成的光照比平行投光更均匀，更省电，完全不产生眩光，完全不产生光污染。作为又一种玻璃幕墙外立面内光外透装饰照明方式，玻璃幕墙的背景光实现方法充满潜力，前景广阔。

6 玻璃幕墙外立面上嵌装LED

随着建筑和LED技术的发展，当前在玻璃幕墙外立面上出现一种新的、LED组成彩色图案且有动态变化的装饰照明方式，将大厦外立面打扮成一幅“巨型显示屏”，非常震憾。深圳京基100大厦玻璃幕墙外立面装饰照明实景见图7。

图7 深圳京基100大厦玻璃幕墙外立面LED外设装饰照明，2011年Fig.7 LED decorative lighting

深圳京基100大厦采用的直条LED灯具尺寸小、亮度高，既安全又容易控制，将它直接嵌入玻璃幕墙外立面钢结构中或是外设在玻璃幕墙上，通过透明PC抗UV材质的灯罩直接出光，见图8。

图8 深圳京基100大厦外立面直条LED灯具布置图。箭头指向一条垂直上下的灯带，以此类推Fig.8 LED lamp distribution

由于LED灯具中宽35、长1000的透明灯罩不具备漫射器的功能，在获得高亮度、形成浓厚商业气氛的同时，这种所谓的巨型显示屏旁若无人，近乎疯狂地向周边环境和夜空发出直接光，让眩目和光污染无情地驱赶夜晚的温馨和浪漫。

要是周边的玻璃幕墙大厦纷纷跟进，也都变身为巨型显示屏，城市暗夜〔7〕将会消失殆尽。

7 结论

随着技术的发展，合格的玻璃幕墙外立面装饰照明方式会在实践中不断推广，新的装饰照明方式还会不断出现，只要盯住眩目和光污染这两个关键，守护暗夜不放松，优雅的城市夜景一定能实现，也一定会实现。

［1］百度百科.绿色照明等.

［2］迪臣－智能电子系统有限公司.上海市景观建筑“内光外透”工程EIB技术方案.2001，9.

［3］周太明.电气照明设计［M］.上海:复旦大学出版社.

［4］陈海生，蒋乃群.建筑物内光外透装饰照明方法及其装饰照明系统.No.02134358.6［P］，2002，7.

［5］陈海生.建筑物玻璃幕墙的背景光和点阵图案实现方法及其系统.No.ZL201010115830.0［P］，2010，2.

［6］蒋乃群.三维玻璃幕墙外立面装饰照明的研发和实践.照明工程学报［J］，2012，23(3).

［7］CCTV10.守护暗夜，走近科学［R］.2013，6.