综合论坛:植物照明在绿色建筑和生态城市的应用
发布时间: 2017年03月03日       来源: 绿色上海        【字体:

王爱群 刘雪梅


植物照明在绿色建筑和生态城市的应用,这是很值得研究探索的应用领域。


一、向往生态城市的生活

在微信朋友圈,我们经常转发着世外桃园的园林生活,鲜花,绿树,草地,小河,成为我们期待的梦想生活。

大城市的人们讨厌拥堵的马路,讨厌废气,讨厌层层叠叠挡住我们仰望蓝天的大楼群,很多人都叫嚷着要逃离大都市。但我们为了梦想,为了生活,还是要生活在现代城市,不得不坚守属于我们的家园,哪怕环境日趋恶劣。


室内灯光绿化墙


每当我们旅游归来,山区茂盛的植物和充沛的氧气,令人无比怀留恋。

北京的空气质量报告,337的指数是常态,已经有研究报告证明中国北方人群寿命比中国南方的短4—5年,原因是雾霾。中国不久的将来,很可能肺癌如同伤风感冒般寻常,想想十分恐怖。

我们向往着自然环境良好的生态城市的生活,建设这一个个具有现代都市和原始自然环境结合的生态,已经成了我们追求和奋斗的目标。

改造自然,政府从宏观层面考虑治理污染水资源的源头,做好水处理,改善水资源,整治土壤环境;而我们能做的,是对我们生活的微环境来进行改造。

我们做城市规划的,除了做新城市建设规划,更值得为老城区的改造做好改良型规划。

由于涉及成本,投资、人力和政策等,改造环境,都得一步步来。


二、如何应用植物照明

先谈大的概念。

(一)绿色建筑的形成:室外空间(绿化墙)的改造

1.初级版改造方法:简易有效的生态化

把绿草藤蔓条块状贴墙,马上改观了,是否?

城区很多旧楼,拆来不及拆,不好拆,或者更多是值得保留的。也许爬山虎等植物已是最低成本的。墙体绿化,旧房穿新衣,马上可以让老建筑体现高大上的历史感。

2.中级版改造:兼具功能性和观赏性

是为寻找别致的漂亮楼宇定制的绿化墙,升级为各种特色观赏植物,艺术造型设计,各色适合墙体立体种植的藤蔓,美丽多姿,自然生长,令人想起新西兰的山峦厚厚的绿,犹如绿色的绒毯。

另外一种风格,则像人工绣制的壁毯,花纹特别,有各种造型设计。

3.高级版改造:成为标准化的建材

则是将墙体绿化作为标准化建材发展。这样将进入一个新的发展时代。

我们将会看到城市里一座座钢筋水泥丛林将变为绿色建筑森林,将会有助于改善人们的居住环境,改善空气质量,提高健康水平。

目前,我们在某些地方规划这样的住宅,并努力使这样的高端住宅平民化。

绿化墙的发展将在户外有更多的发展,成为绿色建筑的标配。

(二) 植物照明和绿色建筑的结合

目前,绿化墙的设计,基础部分一般考虑了通风、给排水、电、管线等,我们现在增加了灯,将植物照明和植物墙相结合,形成了光和绿色建筑,将是一个提升。

增加了植物照明,增加了以下更多功能:

1.夜间绿化墙有了合理布局灯光,会将建筑展示更优雅。

2.具有植物照明功能的灯光,将有助于植物在夜间的生长,使植物生长更良好,降低植物养殖的维护成本。

3.具有一定艺术设计的灯光绿化外墙,使城市小环境到大环境有显著改善,使城市居民对城市的满意度幸福指数提高,促进社会人群心理和谐。

4.大面积的绿化墙,生长良好,充分改善空气质量,降低居住人群的肺癌等患病率。



生长2个月后不同波长光对同一种植物光照影响对比图


5.灯光的控制和互动,活跃生动优雅的艺术生态环境,促进城市创新动力。

(三)植物照明应用

一是植物照明在植物工厂里用来补光。其目的是规避污染的土壤,进行植物养殖,提供蔬菜,(大部分为绿叶菜,番茄,黄瓜等)用红、蓝光谱的植物灯照射为主。

二是植物照明在室内装饰墙的应用。推荐使人眼舒适的白光为主。室内绿化墙面积建议不必过大。

三是植物照明在室外景观的应用。

四是在园林和花园包括屋顶花园的应用。推荐对植物生长有利的灯光,主要是低温、白光系列。

植物景观照明的难题是:植物的反射率,植物是绿叶的多,什么灯光打上去会成什么颜色?反射光谱又是怎样的呢?

这是个新的研究领域,不是技术难的问题,是需要用心去观察、实验、总结。

技术上分析总结,人眼视觉光谱响应曲线在380—760纳米范围。植物的响应光谱,光合作用最强的是在450—650纳米范围。表现在光色方面,为白光系列。黄光在植物照明方面的效果对植物的促进生长没有白光更合适,但对温馨幽雅的环境的营造,视觉舒适度方面是很不错的。纯植物景观照明暖白光系列是可取的。


植物多层种植


人眼视觉光谱响应曲线


植物光合作用光谱响应曲线


三、实践总结

根据我们的实践,总结如下:

1.光辐射评价效果

合成的评价被称为光合成有效辐射(PAR:PhotosyntheticallyActive Radiation),是通过400—700nm的波长范围内所含光合成的有效光子束(PPF:Photosynthetic Photon Flux)进行评价的。

植物体实际受光的光子量用光合成有效光子照度(PPFD:Photosynthetic PhotonFlux Density)表示。

白炽灯光谱  单位照度PPFD0.019

日光光谱   单位照度PPFD 0.018

荧光灯光谱   单位照度PPFD0.016

高压钠灯光谱 单位照度PPFD 0.017

金卤灯光谱  单位照度PPFD0.014

单位照度单位是umol

2.植物补光现实效果思考

人与植物共存的公共空间,红蓝光并不适合人眼。

全光谱的植物灯PAR值比红蓝植物灯更高。

室内植物景观借鉴农业工厂的经验,工厂育苗,室内空间模块应用。室内灯光绿化墙,光强分布不均,会造成植物光照不足与过量。同时要注意植物用量,预留足够的视觉空间。

3.生态城市照明设计的发展趋势

全光谱:推荐白光,暖白光;

照度适当, 功率可调;

灯光设计与艺术图形结合;

光影闪烁和变动节奏频率和合理控制:静为主。

4.适合生态城市照明的灯具技术的发展趋势

灯具更小巧精致,功率小型化;

灯具适合隐藏,  和植物互动;

灯具支架角度可调,  可旋转;

灯具控制系统智能化,节能。

(作者单位:中国中建设计集团照明规划研究院)


(本文由作者供图)