浅析BIM技术在建筑动态灯光设计中的应用 ——以云纺老服装楼外立面亮化设计为例

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作者:段志坚来源:云南省城乡规划设计研究院网址:http://www.yncityplan.com

随着我国现代化进程的逐步深入,我省的社会经济得到显著发展,民众生活水平不断提高,国家和人民对城市新面貌的要求也越来越高,老旧城区的拆迁及改造成了这一时期政府的工作重点。本文以云纺老服装楼外立面亮化设计为例,介绍设计理念、内容和方法,着重叙述从BIM技术建模入手,运用revit等软件漫游并渲染,形成静态灯光的参数化驱动,并结合neon软件,实现灯光的动态效果。

作者:段志


BIM技术被誉为建筑设计行业的第二次革命,住建部也于2015年发文推进建筑信息模型的开展与应用。随着螺蛳湾日用品批发市场升级并整体搬迁至螺蛳湾国际商贸城,云纺商业城面临独立经营、销售转向、顾客流失等诸多不利因素,逐渐失去小商品批发市场的核心地位,整个商业区亟待升级和改造。老服装楼是云纺商业区整体改建项目的先驱,通过对原有老服装楼的外部形象、内部功能等多方面商业条件的分析处理,现将老服装楼改建为一个集购物、娱乐、餐饮等于一体的综合商业建筑。本次改建不仅仅是将一座建筑改头换面,更为整个云纺商业区日后的发展注入活力和定下基调。正是在这种新技术应用与旧建筑改造相互碰撞与融合的契机下,使BIM技术在灯光设计领域得到了拓展。

一、设计理念

根据建筑的功能特征,灯光设计效果既要体现造型特色及商业气氛,又要分区明确,层次清晰,动静相宜,符合该建筑时尚、青春、品质的功能定位。着重体现云纺商业区创立20多年来,从默默耕耘到发展壮大,从经济下滑到寻求转变,体现了云纺人追求卓越、顺势而谋和务实创新的企业文化和精神。

设计主题:简洁•时尚•青春。

照明效果:简洁不显简单•时尚不显浮夸•青春不显张扬。

解读一种关系——云纺与城市的关系

云纺商业区经过20多年的培育和建设,现已为云南省著名的商业超大综合体。2009年老螺蛳湾搬迁之前,一直是昆明与地州、云南与外省之间商业往来的桥梁和纽带,并且依托地缘优势,辐射到东南亚、印度等地,它已经成为城市商业、社会秩序乃至文化生态的一个有机组成部分。2010年后,随着城市的发展和变迁,老螺蛳湾整体搬迁至呈贡,渐渐失去了往日的繁荣。云纺商业中心区域经过几年的建设和发展,已经有了一定的规模和影响力,正逐渐从搬迁的影响中走出来。

展示一种价值——云纺商业区的价值

云纺商业区位于环城南路668号,地处西山区螺蛳湾中央商务区(二级CBD),市场占地规模约20万平方米,拥有28个专业交易区,拥有餐饮、娱乐、酒店、金融等配套服务设施和功能。商品品牌全,市场规模大,已经成为东南亚游客“集团”购物的商业景点,是宣传云南、展示云南的窗口,成为中国•东盟两市场的另外一对接点和部分商品批转到东盟市场的源头。

创造一种形象——塑造云纺新形象

本项目是云纺商业区老服装楼的整体提升改造,项目建筑面积约17000m2,外立面面积约7000 m2,本次改造对于整个片区起到的是门户和试点的作用。本工程能顺利推进,无论对于开发商还是对于城市建设,都是一项值得关注和期待工程。为现阶段实体经济疲软,经济转型提供一个良好的借鉴作用。也为老螺蛳湾片区再现繁华景象注入一针强心剂。

二、设计内容、方案

本次设计主要分为几个区域的照明。首先,北面为临街面,主要体现建筑的体量感,利用米黄色拉伸网铝板,结合LED灯具,形成一体化的幕墙构造,做到白天能够不破坏外立面的整体视觉,在夜晚也能够做到“见光不见灯”。其次,西北面为商业街入口,透过玻璃幕墙,以室内光为主,以内透灯光形成入口段提示,结合LED条形灯为辅助照明,以提升整体轮廓感。再次,东北面视线较为开阔,可在东面设置一块LED屏,幕墙照明与北面灯光形成一个整体,建筑转折面做局部照明。最后是南面,由于照明重要性较低,所以采用间接照明,提供柔和、舒适的光环境,仅采用轮廓灯提升建筑三维效果。

方案(财富喷泉):

在古代中国就有“遇水则发,以水为财”之说,在传统风水学中水正是财富的象征。本方案通过灯光和色彩的竖向流动形成一道道错落有致,连绵不绝的欢快水流,象征财富如流水滚滚而来,起初显示出直冲云霄般喷泉的感觉,而后变幻出财富积少成多如聚宝盆的效果,寓意着商业区能为社会带来更多的财富。

北面幕墙采用LED点光源,灯具效果为竖向移动,体现出一种蓬勃向上的活力,灯具附着于装饰面的交接处,灯具颜色采用白光和黄光为主,蓝光和红光为点缀;入口处以室内光为主,在入口装饰面与钢化玻璃网架处预留灯槽,设置条形灯带以形成入口提示;玻璃广告位可作为幕墙辅助照明,结合灯具拖尾效果,使广告效果更凸出;建筑转折面采用白色光源做出拖尾效果,以提升轮廓感。

东面幕墙效果与北一致,广告位处设置LED屏。西面入口处以室内光为主,在装饰面与钢化玻璃网架处预留灯槽,设置灯带以形成入口提示;露台照明采用浅黄色LED跑马灯,以起到防眩光的作用。在屋面网架上设置轮廓灯,网架和屋面结合处设置洗墙灯,以提升建筑三维效果。(如图1所示)


方案二(进取之路):

本方案通过彩色光源的移动,描绘出一条五彩的路,路途中有坦途也有坎坷,但只要怀抱一颗进取向上的心,坚持不懈的努力,总会到达理想的远方。就像一个企业的发展过程一样,有摸索、有碰壁、有创新、有勇气,才能拼搏出一条属于自己的道路。

北面幕墙采用LED点光源,灯具效果为横向移动,体现出一种敢于拼搏的勇气,灯具附着于装饰面的交接处,灯具颜色采用白光和黄光为主,蓝光和红光为点缀。(如图2所示)


方案三(流光溢彩):

本方案主要通过光影流动的闪耀、色彩明丽的变化,给人一种雨过天晴的感官冲击,代表着人生的精彩就如同一道道五光十色的彩虹,彩虹的每个颜色都相互依靠,手牵着手一起面对人生风雨,象征着集团每位员工同心协力面对困难,历经坎坷之后总会迎来如彩虹般绚烂多彩的晴天,与本建筑改建的目的和主题相得益彰。

北面幕墙采用LED点阵时而移动、时而跳跃、时而静止,体现出一种灵活、时尚、高品质的效果,在保证夜景照明效果的同时,尽量选用隐蔽小巧的点形LED灯具,灯具的连接均进行隐蔽处理,使灯具与建筑装饰线融为一体。(如图3所示)


三、设计方法

为展示出动态的亮化效果,本设计采用三个步骤来完成动态效果。

1、根据甲方提供cad图纸,运用BIM技术体系下的Revit平台,由建筑专业建立一个真实的三维建筑模型,本模型能够与lumionsketchup等相关软件无缝衔接。

2、在此三维模型基础上,电气专业设计师根据甲方要求,修改相关灯具族并布置灯具,通过对灯具族内光源属性(亮度、色温、颜色等)的调整,调试出较为真实的效果。

3、结合fozur漫游软件,渲染出静态灯光效果图,能够自定义正立面、侧立面、俯瞰观察角度,并制作真实漫游视频,就如同真人VR体验。

4、以BIM技术完成的静态灯光效果图为基础,运用neon动态灯光设计软件,加入点光源、洗墙灯动态效果、LED大屏显示内容,根据设计方案,从不同视角设计出符合甲方需求的动态灯光模拟效果。

四、设计创新与不足

本设计是BIM体系软件与动态灯光软件的首次配合尝试,设计过程中遇到诸多困难,产生许多疑虑,但通过设计团队的努力,圆满的完成了设计任务并总结出以下创新点:

1、运用BIM技术体系下的Revit平台搭建真实的建筑模型,该模型用于方案阶段的效果图绘制与漫游模型,实现了建筑模型可视化、可调化、参数化。

2、运用Revit平台建立的建筑模型进行灯光设计方案渲染,实现了灯光设计的快速可调,显示效果的真实,有效提高设计效率。

3、在动态灯光效果设计过程中,学习并运用neon动态灯光设计软件,使建筑、景观夜景灯光设计动态化,设计效果不拘泥于平面,更立体,更生动。

4、运用BIM技术与neon软件结合,可以完全脱离photoshop软件的束缚,使建筑、景观照明设计效果无限接近预期目标,增强了设计师对于设计效果的可控性,同时也大大削减了制作效果图所产生的时间周期及费用。

5、设计师可以通过灯具族的建立,自己创造需要表达的光源参数,比如颜色、形状、发光强度、亮度、色温等参数,并且做到显示效果同步预览。(如图4所示)


由于本次方案设计任务重,周期短,经费紧缺,设计人员经验不足等问题,没有深入研究还有哪些BIM软件可以实现上述设计效果,例如:

1、虽然通过revit软件与fozur软件能渲染出基本真实的灯光设计效果,但只能做到灯光的全熄全亮,无法做到灯光的分区域、分时段、分功能控制。

2、在运用revit软件搭建完建筑模型后,曾尝试将模型导入lumion软件进行渲染,但发现该软件只能找到白色光源的灯具库,并且不能修改光源颜色、亮度、色温等属性。

3、曾试图运用DIAlux照明设计软件建模并进行灯光设计,但发现设计效果并不真实,可供选择的光源也并不丰富。

本次设计方案从前期建模阶段、中期渲染调试,到后期效果展现,实现了BIM技术的竖向拓展。并结合动态灯光设计软件将BIM技术成功运用于建筑外立面动态灯光效果模拟,为BIM技术在今后更加广泛地运用到实际设计工作中进行了大胆的尝试并积累了有效的经验。相信随着BIM技术及相关照明软件的完善与创新,今后在建筑、景观照明设计领域将会有更先进、更完备的体系亟待我们去探索和发现。



编辑制作:云南省城乡规划设计研究院 信息网络图文中心