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建築物外觀夜間照明設計準則之研擬

本研究依據各國建築物外觀照明相關規範,並考量我國照明相關規定,擬訂 建築物外觀夜間照明設計準則如下,並於各條文附加說明,以利準則能更利於參 閱及明瞭。

一、 目的與適用範圍

本準則為兼顧節能與光害防治的目的,對建築物外觀夜景照明設計提出建 議,期望新建、改建及增建之建築物,經由合理的設計,達到舒適、節能、環保 及美觀之功效。建築物立面裝設廣告招牌、顯示屏幕等裝置不適用之。

二、 用詞定義

1. 照明功率密度:建築物外觀夜間照明所有設置之燈具,計算燈具總共之功率 除以建築被照立面面積之總合,單位為 W/m2

解說:建築物之被照立面指建築物經光源直接或間接照射之牆面。

圖 4.1 建築物被照立面示意圖 (資料來源:本研究繪製)

2. 低度照明區:指休閒、文教類,宗教、殯葬類,衛生、福利、更生類建築。

解說:本用詞定義 2、3、4 之照明區用語乃參照 CIE(International Commission on Illumination)-150 戶外照明設施侵擾光線的限制指南中,為防止光汙染而訂立依 據照明區域與周邊環境對應而成之照明環境區域輝度標準,其中將照明區域分為

被照立面

四類,如表 4.1。

表 4.1 CIE 照明區域分類

區域 周邊 照明區域 例如

E1 自然 黑暗區域 國家公園、保護區

E2 農村 較暗區域 工業、農村住宅區

E3 郊外 一般區域 郊區住宅、工業區

E4 城市 高亮度區域 市中心、商業區

(資料來源:CIE150-2003)

本定義採 CIE 分類與建築規則總則編第三條之三之建築物用途分類之類 別、組別定義、並依使用特性分類等結合而成。

3. 中度照明區:指住宅,工業、倉儲類,辦公、服務類,公共集會類建築。

4. 高度照明區:指商業類建築。

5. 高明度外牆:指白色外牆塗料,乳白色外牆釉面磚,淺冷、暖色外牆塗料,

白色大理石等,材料反射率為 60%~80%。

解說:明度指色彩本身的亮度亦即顏色的深淺度,根據圖 4.2 孟賽爾色表系統定義 色度與彩度之對應關係中,高明度外牆即指其外牆材料顏色越淺,越可有效反射 光源。

圖 4.2 孟賽爾色表系統 (資料來源:Albert H.Munsell,1905)

圖 4.3 白色大理石 圖 4.4 乳白釉面磚 (資料來源:建築世界,2008)

6. 中明度外牆:銀色或灰綠色鋁塑板、淺色大理石、白色石材、淺色磁磚、灰 色或土黃色釉面磚、中等淺色塗料、鋁塑板等,材料反射率為 30%~60%。

圖 4.5 鋁塑板 圖 4.6 淺色大理石 (資料來源:建築世界,2008)

7. 低明度外牆:深色天然花崗石、大理石、磁磚、混凝土、褐色、暗紅色釉面 磚,人造花崗石、普通磚等,材料反射率為 20%~30%。

解說:根據 IESNA 於 1987 年出版之 IES LIGHTING HANDBOOK 中提到,反射 係數若小於 20%之建築材料不宜使用投光照明。

圖 4.7 深色天然花崗岩 圖 4.8 混凝土 (資料來源:建築世界,2008)

8. 光害:干擾性或過量的光輻射(含可見光、紫外和紅外光輻射)對人體健 康和人類生存環境造成的負面影響的總稱。

解說:本用語參照台灣 CNS(2006)「CNS 15015 戶外景觀照明燈具」對光害定 義為:「光害是干擾性或過量的光輻射(含可見光、紫外和紅外光輻射)對人體 健康和人類生存環境造成的負面影響的總稱。室外照明的光污染主要是因建築物 外觀夜間照明、道路照明、廣場照明、標誌照明、體育場和停車場室外功能及景 觀照明所產生的干擾光對人、環境、天文觀測、交通運輸等造成負面影響的總稱。」

9. 直接輝度:指光源直接裸露之單位面積發光強度,單位為 cd/m2

解說:直接輝度為人眼在視覺角度直視光源之輝度。輝度為物理量,與視覺上對 明暗的直觀感受有一定的區別;例如在白天和夜晚看同一盞交通信號燈時,感覺 夜晚燈的亮度高得多。這是因為眼盠適應了晚間相當低的環境亮度的緣故。實際 上,信號燈的輝度並沒有改變。由於眼盠適應環境亮度,物體明暗在視覺上的直 觀感受就可能比它的物理性輝度高一些或低一些。

三、 基本原則

1. 建築物外觀夜間照明設計,應從行人尺度、街道尺度、都市尺度考慮整體照 明效果,創造舒適和諧且節能的都市夜間光環境。在建築物外觀夜間照明設 計相關圖說審查時,宜提供夜間照明規劃書供審查之參考。

解說:建築物夜間照明為都市景觀之重要環節,設計者透過照明設計表現建築物 的景深、輪廓、意象與美感時,應考慮各種尺度間相互關係:如建築物基座部分 之燈光表現與行人尺度(一般為三至五層之房屋高度)相關聯,可帶給行人行走 時之感受;建築物外牆之立面燈光表現區對於街道尺度(在街道一側可觀賞之距 離,約八至十五層高度)來說尤其重要;都市尺度(遠距離或高處方能觀賞)則 可透過建築物頂部或屋突之燈光表現加以表達。

表 4.2 人眼視距與景觀

視距 觀景限制

20~30m 可認知每棟建築物色彩、圖案與形象

30~100m 可感知視覺區域內建築物的色彩、圖

案與整體形象, 留有建築形象 100~600m 可感知建築物與天際線

600~1200m 可俯視部分建築群體 (資料來源:梁又文,1990)

照明規劃書說明應包含燈光規劃說明書、3D 示意圖、各種照明環境分區、

視距尺度、周遭環境影響調查報告、光害的分析、光的表達方式、照度與方位角、

維護檢討表以及附錄六之建築物外觀夜間照明照明功率密度值送審檢核表。

2. 應合理選擇照明光源、燈具和照明方式,並應根據建築物功能、特徵、周 圍環境及建築屬性,考慮光的投射方向、燈具的安裝位置、燈具之維護性 等因素的影響。

解說:建築物可區分為商業類建築、住宅類建築、工業類建築、古蹟建築等類別,

合理的照明方式應根據上述類別設計適合之光源與照明方式。

另建築物外觀照明應避免對航空障礙燈造成影響,依照交通部航空障礙物標 誌與障礙燈設置標準建築物或其他設施(以下簡稱物體)含附屬物在內之整體高 度超過所在地表或水面六十公尺者,應設置航空障礙物標誌及障礙燈。

3. 應根據建築物表面色彩與材質,合理選擇光的顏色,使其與建築物及周邊 環境相協調。

解說: 光源之光色為創造建築物夜間氛圍之重要環節;光色也就是色溫,在照明 應用領域常用色溫定量描述光源的色表,當光源的顏色與黑體(完全輻射體)在 某一溫度時發出的光色相同時,黑體的溫度就會稱為該光源的色溫,單位為 K。

依 CIE 之常用照明光源的顏色表現效果說明:可分為暖色<3300K、中間色

3300<5300K、冷色>5300K。如暖色建築材料在低照度時可產生寧靜感、在高照

度下會產生活躍之氣氛。

圖 4.9 光源照度與色溫度間相對心理感受 (資料來源:A.A.Kurithof,1941)

4. 建築物外觀夜間照明之燈具等設施應盡可能隱蔽;當隱蔽困難時,應使照 明設施的形狀、尺度和顏色與環境相協調。

解說:照明燈具安裝需考慮視點,外露易影響建築物之美觀與整體性,對建築物 的照明應該是見光不見燈具並使燈具與建築物、環境融為一體。燈具隱蔽可避免 建築物立面日間景觀的破壞,以及夜間照明光源的均勻度。

5. 照明燈具應與建築立面的牆、柱、簷、窗、牆角或屋頂部分的建築構件相 結合,且在燈具與接觸面淋水向施以阻絕措施,避免鏽水漬垂流影響建築 物外觀。

解說:大氣中含有灰塵等懸浮物質,會使燈具遭塵埃堆積影響出光量,由於燈具 多為金屬材質,長期受外在自然環境影響及雨水長期沖刷易使金屬鏽蝕造成鏽 水,若未隔絕易造成外牆劣化並影響美觀。

四、 照明設計

1. 建築物採用投光照明時,不同環境區域建築物投光照明的帄均照度標準值 應符合下表的規定,但是在注重保護生態環境之區域,不應設置建築立面 照明。

表 建築物立面照明之帄均照度 建築物立面材料明度 帄均照度(lx)

低度照明區 中度照明區 高度照明區

高明度外牆 15 20 75

中明度外牆 20 30 100

低明度外牆 30 75 200

解說: 建築物外觀照明頇根據所處環境與活動內容、行為方式相配合,故設計階 段參照 CIE 94-1993 針對相應地區訂定帄均照度值。

建築物經過光源照射後,經不同明度的立面材料反射繼而呈現在觀察者視線 的輝度不同;舉例來說:在照明設計時低明度外牆由於反射比低、較易吸附光源 故需較高的帄均照度值方能達到照明需求,但頇注意為達照明需求反而運用過多 光源導致能源耗損。

建築物被照立面的照度與所屬環境輝度(在較暗的環境比明亮的環境所需照 度低)有對應關係, 在 CIE94-1993 中對建築物垂直照度值訂定之相關規定,如 表 4.3。

表 4.3 照明對象所需照度

建築物飾面材料 照度(lx)

照明環境區域

亮色石材 白色大理石

普通石材,水泥 亮色大理石 20 30 60

暗色石材 灰色花崗岩 40 60 120

暗色大理石 100 150 300

淡黃色磚 35 50 100

暗褐色磚 40 60 120

紅色磚 100 150 300

暗色磚 120 180 360

建築混凝土 60 100 200

鋁合金 200 300 600

續下頁

經過熱處理後的噴漆 深色 ρ=10% 紅色-褐色-黃色

3. 建築物採用重點照明突顯特定的裝飾物等目標時,其光影特徵、輝度和光 色等應與建築整體協調統一。

解說: 重點照明為提高特定區域或目標的照度,使其比周圍區域亮的照明。在建 築物外觀中用來加強照明表現特定的目標,如門頭、雕塑、入口等,其被照立面 的輝度和背景輝度或照度的對比度,可依據英國《城市照明指南》和北美照明學 會《照明手冊》第九版規定的對比度為 5 時,可較好地突顯被照物。重點照明亦 頇注意燈光照射在建築物上形成的光影是否與立面整體美觀協調。

4. 建築物外觀夜間照明可採用多種照明方式,當使用多種照明方式時,應分 清照明的主次,注重相互配合及所形成的總體效果,並能於帄日與節慶展

4. 建築物外觀夜間照明可採用多種照明方式,當使用多種照明方式時,應分 清照明的主次,注重相互配合及所形成的總體效果,並能於帄日與節慶展

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