築纖維膜材的透光性常被認為是張(zhāng)力膜結構最有價值的特(tè)性。在白天的大部(bù)分時間裏,膜材的光譜透射比(一般為10%-15%)提供了(le)不使用人工照(zhào)明的可能性(xìng),從而(ér)節約了大量能(néng)源,以補償(cháng)較高(gāo)的供暖能耗。
雖然(rán)室內的光照度較高,但光照(zhào)僅是形成室內視覺環境的諸多因素之(zhī)一。膜(mó)材的選取、結構(gòu)拓撲形狀以及細(xì)部構造都對視覺環境有重要影響。因此,初步設計階段就(jiù)應考慮建築的視(shì)覺環境(jìng),除達到室內活動需要的照度(dù)要求(qiú)外,還應滿足使用者的感知及(jí)其他主觀方麵的需求。
張拉(lā)膜的光照特性(xìng)
照射到屋麵的陽光以漫射光的形式透射到室內。從內容看,屋麵成為一個連續的光亮麵,其強度因屋麵與太陽的相對位置而變化。
張拉膜結構室內空間的采光係數(即室內外表麵天然光日照水平之比)一般可高達10%;而在傳統建築中,光(guāng)線(xiàn)隻能從有限的采光(guāng)窗進入室內,其采光係數不到3%。即使在陰天,膜結構室內的光照(zhào)水平也能(néng)夠滿足大多數活動的基本要求。
2、沒有眩(xuàn)光
由於進入 膜結構室內的透射光(guāng)都是漫射(shè)光,不太可能出現眩光,但要考慮玻璃采光區(qū)的布(bù)置(zhì)及遮陽以避免(miǎn)其直射光造成(chéng)的眩光。
3.色彩感好
在室內人們對白色或米色膜材會有很好的色彩感(gǎn)知,因為這兩種色彩表現(xiàn)出對可見光(guāng)具有線性光(guāng)譜透射的特點。透射程(chéng)度隨透射光波長的增加而增加,這使得透(tòu)射光比入射光還略溫暖。透(tòu)射光(guāng)譜與纖維極(jí)其特性、塗層的厚度以及附加層麵有關,生產商應給出更多的詳細信息。相對於塗覆PVC的聚酯纖維膜材,塗覆PTFE的玻璃纖維膜(mó)材的透射光譜更加均勻。
影響視覺環境質量的因素及措施
1.三維視覺(jiào)
對物體(tǐ)三維尺度的感知(zhī)深受光照效果的影響,這可以用矢(shǐ)量-標量比來表示,矢量-標量比是指達到一點的光束(shù)強度和方向與達到該(gāi)點全部(bù)光通量的比。物體被發光源(如太陽)直接照射或透光透明玻璃照射時,其矢量-標量比就較高,立體效果就較好。然(rán)而在膜結構建築室內,透(tòu)光膜材的發散特性使室內光線過渡均勻,從(cóng)而減弱結構的立體感,人眼就難以(yǐ)辨別立體和平(píng)麵。因此,在漫射(shè)光十分均(jun1)勻的膜建築室內,人(rén)對物體的方向和空間位置的感知就差。所以當建築用於對(duì)其空間感要求很高的活動時,如體育場館,就應對該問(wèn)題給予足夠的重(chóng)視。
2.膜麵形狀的可識別性
平滑的曲(qǔ)麵和均勻的(de)采光使屋麵亮度均與且無(wú)變化,室內人員很難(nán)感知空間的體(tǐ)量(liàng)和屋麵的形狀。但膜材條元間的接縫看上去顏色要深,這對勾勒膜麵三維形(xíng)狀有很大作用。在設計(jì)時應考慮接縫的視覺效果,使其能向使用者表達室內的幾何形狀。使用不透光(guāng)的(de)保溫膜材會使接縫不(bú)易辨認,從而影響結構(gòu)形狀的辨識,也使(shǐ)內部空間缺少表達特征。雖然可以(yǐ)通過人工照明來部分彌補這一缺陷,但(dàn)夜間采用室內照明(míng)時,上述情況仍可(kě)能出現(xiàn)。
3.可感光水平
人對光強度的感知能力(lì)很高,因為人眼可以(yǐ)感受(shòu)的亮度範圍很大(從10-150000cd/㎡)。膜麵的(de)明亮度不僅和實(shí)際的亮度(dù)有關(guān),也與背景有關。進入室內的強漫射光的(de)對比度較低且無陰影,用戶可(kě)能會把這種現象與照度不(bú)足(zú)相混淆。這也導致了膜結構用戶抱怨光照度不足情況的發生,盡管現場測試(shì)表明室(shì)內實際光照度(dù)比傳統建築(zhù)內同類活動所需的光照度大得多。
4.光線分布
雖然 張拉膜內(nèi)的漫(màn)射光降低了物體不同側麵之間的對比度,但屋麵(miàn)與室內其他牆麵的(de)亮度差別巨大。盡管人眼對光強度有很強的適應性(xìng),但對光的明(míng)暗(àn)比的(de)可接受程度是有限的(1:10的量級)。由於(yú)張拉膜拓撲形(xíng)式的原因,人的絕大部分(fèn)視線會集中在明亮的頂棚上(shàng)。如果背景亮(liàng)度比被注視物體強(qiáng)很多,就會產生遮(zhē)蔽效應(yīng),當使用顯示設備時這(zhè)一(yī)問題尤為突出。
由於人眼適應了膜麵的高亮度,相比之下其他牆麵就顯得比實際情況(kuàng)暗,盡管(guǎn)室內自然光(guāng)大幅度提高了,但室內整體上還會給(gěi)人一種昏(hūn)暗的感覺。該問題可通(tōng)過采用反光牆飾(shì)材料或開設玻(bō)璃洞口使自然光直射到室(shì)內的下部來解決。
5.直接光與間接光的均衡解決措施
上(shàng)述問題可以通過平衡照明區的矢量(liàng)-標量比予以避免。通過玻璃采光窗使直射光進入室內能(néng)顯著提高對比度,同時保持屋頂與其他界(jiè)麵(miàn)之間的亮度平衡。玻璃采光區(qū)的(de)麵積不(bú)必太大,但在膜麵上的(de)分布要合理,這樣可以:
1)增強室內空間光線的(de)方向性。
2)為室內(nèi)界麵提供直射光,減(jiǎn)小(xiǎo)建築室內下部與屋頂麵的對比(bǐ)度。
膜麵(miàn)周邊采(cǎi)用透明材料(liào)在(zài)提高室內空間(jiān)視覺舒適性的同時,還在視覺(jiào)上弱化了膜麵與周圍笨重支承結(jié)構(gòu)之間(jiān)在交界麵處的強烈對比。
人(rén)工照明
張拉膜結構室內在白(bái)天一般(bān)不需要人工照明,如果需要采用人工照(zhào)明,則應加強直接照明,而(ér)不是(shì)通過膜(mó)麵反(fǎn)射的間接照明,以便增(zēng)強照明所產生(shēng)的(de)立體感和用戶對光的主觀識別。在(zài)工作環(huán)境中,應將人工照明聚焦(jiāo)到工作麵上,減小發光屋頂(dǐng)可(kě)能引起(qǐ)的模糊效應。
夜間的人工照明一般將光線直接照射到(dào)麵(miàn)膜內側,這樣膜麵可將大部分光線反射回室內,產生類似白天漫(màn)射光環境般的室內效果,同時(shí)透射到膜麵外側後的光(guāng)線產生散(sàn)射,外(wài)觀上會產生暖光(guāng)效果,因此即使建築無人使(shǐ)用, 張拉膜結(jié)構在(zài)夜間看上去也像(xiàng)天際線處的燈塔。
照明設計人員應(yīng)均衡配置直接的(de)和間接的(反射光)人工(gōng)照明,給使用空間提供足夠光照度,使工作高度範圍(wéi)內(nèi)的(de)三維物體具有(yǒu)較好感知度。對光強(qiáng)度的感受問題(tí)在(zài)夜間(jiān)尤為突出(chū),很多工程為了滿足(zú)地光照度(dù)的感知要求,也必須提供超乎於通常使用的高光照度的人(rén)工照明。 |