清华园里兜兜转转,终于找到詹庆旋教授的办公室。办公室窗台上光影变幻,詹教授用平和的声音侃侃而谈,瞬间抚平了夏日带来的焦躁。

詹庆旋教授(图片来源:百度)
建筑光环境之路,一走几十年
谈起建筑光环境之路,詹教授有一丝感慨。他从1953年进入清华大学建筑系,1959年毕业后留校,教授一年《建筑设计初步》课程之后,受命开辟建筑光环境领域。1958年我国兴建十大建筑,国家大剧院也在设计当中,主要关注点是建筑声学,但已经意识到建筑光学的重要性,这是一个开始。当时建筑学课程里的建筑物理,包括声学、光学、热工学,内容主要是如何为人们创造温度合适、比较安静、光线充足的室内环境,这些都是建筑环境不可缺少的要素。过去建筑光学只讲自然采光,比如工业建筑的天窗开多大,如何设置等。随着建筑技术的发展,电气照明在室内装饰和建筑功能方面的作用越发重要。照明和空调等室内设施互相交错,不能随便布置,因此把建筑照明的概念引入到建筑设计中非常必要。苏联的建筑物理强调理论计算,跟建筑学科不够契合,西方建筑学强调物理环境的营造,对建筑学比较适用。因而清华建筑系在20世纪90年代初自编了一套教材,提出建筑光环境、建筑声环境、建筑热环境等概念,这些概念至今仍在沿用。
建筑光环境对建筑来说至关重要
詹教授明确表示,建筑光环境对建筑来说至关重要。没有合适的光线,建筑不能更好的发挥其功能,影响人们的工作效率和心情,很多艺术效果不能展示。光线与视觉直接相关,光环境的营造也涉及到室内空间和建筑造型的表现。世界建筑历史上有很多成功利用光的案例。1897年爱迪生发明白炽灯以后的130多年,照明对推进现代文明和工业技术发展都产生了很大影响,对建筑和城市的影响更是显而易见。

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建筑照明设计既要独具特色,又要与建筑融为一体,建筑设计与照明设计关系匪浅,怎样的照明设计能让建筑更节能?谈到此,詹教授直言这个问题太大,但总的来说有以下几点:
第一,充分利用天然光。天然光是无偿的,在一定意义上是无限的。但是我们国家天然采光的设计和研究比较落后,与国外同期发展水平相比有不小的差距。我国的照明设计师教育背景五花八门,出身建筑设计的很少,有些设计师可能对采光一无所知。虽然有建筑采光设计标准,但是重视不够。美国的绿色建筑标准对采光要求很高,从室内环境质量,到能源利用场地规划都有明确规定。
第二,使用能效比较高的光源和灯具。光源发展至今有三代:第一代是白炽灯。白炽灯使用寿命短,光效低,但价格便宜、显色性能好。第二代是气体放电灯,包括荧光灯、低压钠灯、荧光高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、陶瓷金属卤化物灯等。其中荧光灯是当前用量最大的气体放电光源。它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点。第三代是固态光源,主要产品是LED和OLED。固态光源的前景很好,光效相对较高,寿命长,不含汞,比较环保。从上世纪90年代中期以后发展很快,从红绿两色到红、绿、蓝三色,从白光到五颜六色。目前白光LED大都是由蓝光或近紫外光透过黄色荧光粉发出白光,因此光色不太理想。LED技术正处于快速成长期目前还有三个重要的问题没有很好的解决:一是光效和颜色的不一致性,市场产品没有统一的规格标准;二是不确定性,使用一段时间之后是否会变色,光效、寿命下降幅度难以确定;三是价格太高,如果要替代别的光源,价格必须降下来,要考虑到民用市场的接受能力。此外,虽然LED不含汞,但是专家对其发出的紫外短波辐射是否有害存在疑虑,美国和欧洲都在研究之中。
另外,OLED显示技术正逐渐被业内人士所看好。OLED采用非常薄的有机材料涂层和基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。OLED表面亮度低,发光面大,灯具可以做得很轻很薄,成本大大降低,并且也能够显著节省电能。由此看来,OLED是LED潜在的强大竞争对手。
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