膜结构建筑的采光和照明设计

    之前小编写的很多文章中说过膜结构的优点之一就是具有很好的透光性（膜材的透光性在10%-15%，ETFE膜的透光性可以达到80%以上），所以膜结构建筑白天基本上可以依靠自然光无需使用人工照明设备即可满足采光需求，这从一定程度上节省了能源的消耗，但是室内光照度仅是形成室内视觉环境的诸多因素之一，膜材的选取、结构拓扑形状以及细部构造都对视觉环境有重要影响，因此初步设计阶段就应考虑建筑的视觉环境，除达到室内活动需要的照明要求外，还应该考虑到室内人员的视觉感受，这就对膜结构建筑的采光和照明设计提出了更高的要求，今天我们就来简单说下这个话题。
    一、膜结构建筑的光照特性

    1.采光系数高

    照射到屋面的阳光以漫反射的形式透射到室内，从内部看，屋面成为一个连续的光亮面，其强度因屋面与太阳的相对位置而变化。

    膜结构建筑室内空间的采光系数一般可高达10%，而在传统的建筑中，光线只能从有限的采光窗进入室内，其采光系数不到3%，即使在阴天，膜结构建筑室内的光照水平也能满足大多数活动的基本要求。

    2.没有炫光

    由于进入膜结构室内的透射光和反射光都是漫射光，不太可能出现眩光，但要考虑玻璃采光去的布置及遮阳以避免其直射光造成的眩光。

    3.色彩感好

    在室内人们对白色或者米白色膜材会有很好的色彩感知，因为这两种色彩表现出对可见光具有线性光谱透射的特点。透射程度随透射光波长的增加而增加，这使得透射光比入射光还略温暖，透射光谱与纤维及其特性、涂层的厚度以及附加面层有关，生产商应给出更多的详细信息，相对于涂覆PVC的聚酯纤维膜材，涂覆PTFE的玻璃纤维的透射光谱更加的均匀。
    二、影响视觉环境质量的因素及措施

    1.三维视觉

    在膜结构建筑室内，透光膜材的发散特性使室内光线过渡均匀，从而减弱结构的立体感，人眼就难以辨别立体和平面，因此，在漫射光十分均匀的膜建筑室内，人对物体的方向和空间位置的感知就差，所以当建筑用于对其空间感要求很高的活动是，如体育场馆，就应对该问题给予足够的重视。

    2.膜面形状的可识别性

    平滑的曲面和均匀的采光使屋面亮度均匀且无变化，室内人员很难感知空间的体量和屋面的形状，但膜材条元间的接缝看上去颜色要深，这对勾勒膜面三围形状有很大作用，在设计是应该考虑接缝的视觉效果，使其能向使用者表达室内的几何形状。

    3.可感光水平

    人对光强度的感知能力很高，因为人眼可以感受的亮度范围很大，膜面的明亮度不仅和实际的亮度有关，也与背景有关，进入室内的强漫射光的对比度较低且无阴影，用户可能会把这种现象与照明不足相混淆，这也就造成了膜结构建筑室内光照度虽然比传统建筑内同类活动所需的光照度大胆用户抱怨光照度不足情况的发生。

    4.光线分布

    虽然膜结构内部的漫射光降低了物体不同侧面之间的对比度，但屋面与室内其他墙面的亮度差别巨大，尽管人眼对光强度有很强的适应性，但对光的明暗比的可接受程度是有限的，由于膜结构拓扑形式的原因，人的绝大部分视线会集中在明亮的顶棚上，如果背景亮度比被注视物体强很多，就会产生遮蔽效应， 特别是在使用显示设备时这一问题尤为突出。

    5.直接光与间接光的均衡解决措施

    上述问题可以通过平衡照明区的矢量-标量比予以避免，通过玻璃采光窗使其直射光进入室内能显著提高对比度，同时保持屋顶与其他界面之间的亮度平衡，玻璃采光去的面积不必太大，但是在膜面的分布要合理。
    三、膜结构建筑内的人工照明

    膜结构建筑内部在白天一般不需要人工照明，如果需要采用人工照明，则应加强直接照明，而不是通过膜面反射的间接照明，以便增强照明所产生的立体感和用户对光的主观识别，在工作环境中，应将人工照明聚焦到工作面上，减少发光屋顶可能引起的模糊效应。

    夜间的人工照明一般将光线直接照射到膜面内侧，这样膜面可将大部分光线反射回室内，同时透射到膜面外侧后的光线产生散射，外观上会产生暖光效果，因此即使建筑无人使用，膜结构在夜间看上去也像天际线处的灯塔。

    照明设计人员应均衡配置直接的和间接的人工照明，给使用空间提供足够光照度，使工作高度范围内的三维物体具有较好感知度，对光强的感受问题在夜间尤为突出，很多工程为了满足低光照度的感知要求，也必须提供超乎与通常使用的高光照度的人工照明。
    以上就是小编总结的关于膜结构建筑的采光和照明设计的全部内容了，如何利用好膜材较高的透光性从而设计出让人感觉舒适的视觉环境也是每一个膜结构设计人员应该注意的问题，当然如果您有好的想法也可以随时跟小编进行沟通，如果您有膜结构方面的工程，也可以联系我们，专业的团队一定不会让您失望的。