摘要
随着城市夜景生活的丰富多彩,人们对城市标志性建筑照明效果的要求也越来越高。以楼阁式古塔这一类东方典型建筑为例,现阶段夜景照明效果满意度较低,相关研究也较少。文中通过大量的考察、测量和研究,梳理和分析了楼阁式古塔夜景照明美感表现的人眼视觉感受评价要素;再利用结构方程模型处理变量及其相互间关系的能力,运用AMOS软件对影响楼阁式古塔建筑夜景照明效果的视觉感受评价因素及因素间相互关系进行分析,构建了影响因素间关系的量化分析模型,通过对所构建模型的拟合调整和分析验证,深化了对各核心要素潜在关系的诠释,并从定量的角度阐述和剖析了各核心评价要素。最后,构建出可供实际应用且客观合理的楼阁式古塔夜景照明视觉评价体系,为古塔类建筑夜景照明设计和工程项目规划建设提供数据和评价标准参考。
楼阁式古塔经过数千年的交流和演化,作为一座独具东方建筑特色的古塔形式,其所矗立区域多成为城市的核心,如

图 1 典型楼阁式塔夜景照明现状
Fig. 1 Current situation of night lighting

图 2 典型楼阁式塔区域夜景照明环境
Fig. 2 Night lighting environment
评价体系是由影响因子构成的,以往研究影响因子,通常是依靠问卷的形式进行主观定性评估来确
SEM是一种统计学范畴的数据分析方法,主要利用变量(影响因素)的协方差矩阵来对变量(影响因素)间关系进行分

图 3 外生变量与内生变量的关系
Fig. 3 Relationship between exogenous variables and endogenous variables
此次楼阁式古塔夜景照明视觉评价体系的构建和拟合与SEM的几大优势和特点契合度较高,能够有效保证整个评价体系的可信度和科学性,切实提高整个评价体系的实际应用效果。
1) 结构方程模型具有理论先验
2) 结构方程模型可以将分析和测量同步进
3)结构方程模型综合了多种统计方法,测量模式比传统的统计方法更有弹
4)结构方程模型中存在误差不影响体系的构建结
5)结构方程模型中的每个潜在变量一般都由2个或2个以上观测变量所组成,可以对各影响因素的信度和效度进行估
6)根据科研经验和专业知识,研究者可假设各潜在变量之间存在的相关关系并据此构建初步的逻辑模型,再导入数据完成拟合度检验。通过对备选模型进行数据拟合,在保证能够进行理论解释的基础上选择最优模型,进而对所构建模型的拟合程度进行估计。
SEM与本次体系构建的流程和目的完全符合,能够保证此次体系构建的合理有效。
楼阁式古塔建筑的整体结构一般由地宫、塔基(或称须弥座)、塔刹、塔身共4部分构成,但在夜景照明方面,只需考虑塔基、塔刹和塔身。古塔外部分层设置窗和门,两层间均设置有腰檐,部分古塔还设有栏杆和平
文中评价体系的主体为楼阁式古塔建筑,通过对所选变量的调查,再利用访谈问卷进行评价,都是基于人的肉眼视觉感知对古塔夜间的照明效果的真实评价。在体系构建之前,笔者已经发表过多篇关于楼阁式古塔建筑夜景照明的相关文章,对其建筑形制、历史发展、文化传承、建筑定位等建筑特性进行了全面的研
潜在变量(一级变量) | 观测变量(二级变量) | 变量说明 |
---|---|---|
A:建 筑特 性表 现 | A1:建筑形体表现 |
建筑体量、外轮廓得到真实反映,比例均衡,以免造成比例失真,同时对建筑整体进行全面展现,不孤立的展现建筑的某一部分,或遗漏某一部分,比如遗漏须弥座、塔身、塔刹或者其他建筑部位或构件 |
A2:建筑文化表现 |
古塔建筑作为重要的宗教符号以及中外建筑交流融合的主要体现,同时作为中国古建筑中的集大成者,要着重考虑其本身建筑文化的展现,将其本身所蕴含的佛教文化以及中国古建筑文化通过灯光这一载体在夜晚被释放出来,使其充满生命 | |
A3:建筑结构表现 |
楼阁式古塔建筑结构复杂,从塔基、须弥座、塔刹、塔身等大结构到梁、枋、柱、斗拱等小结构均各有特点且非常精美, 故需对古塔建筑各结构进行全面的展现,同时还要考虑各结构在夜景照明语境下的照明层次关 | |
A4:建筑材质表现 |
古塔建筑多为木制或砖木混合材质,也有金属或琉璃材质,对于不同的古塔材质要采用不同的照明方式进行展现,尽量将其本身材质还原出 | |
A5:建筑外部装饰表现 |
建筑外部除去结构、构件、材质外还会有雕花、浮雕、彩绘、风铃等精美的建筑装饰元素,要对其所展现的内容、尺寸等进行合理的展现和强 | |
A6:建筑风格表现 | 根据其不同的建筑风格及作用进行照明设计。 | |
A7:建筑节日表现 | 在不同的节日背景下进行不同的照明动态转变,用以展现建筑特性。 | |
B:亮度 表现 | B1:结构间亮度比例 |
根据其结构重要程度及自身特征进行亮度比例划分,体现其照明层次关系,凸显古塔建筑结构,提升其空间 |
B2:与环境亮度协调性 | 保证古塔建筑本身亮度与周围环境亮度协调,建筑既要突出于环境又要融入于环境。 | |
B3:建筑整体凸显比例 |
楼阁式古塔建筑从其建筑地位、建筑尺度、建筑文化内涵等方面都注定会成为一个地区或一个场所的核心,同时在区域性照明设计上要做到结构层次的划分,所以在夜景照明设计中,要保证建筑整体的凸 | |
B4:同平面亮度均匀度 | 同一平面内,保证其亮度均匀度。 | |
B5:亮度时间变化 |
根据夜色及周围环境的亮度变化进行亮度调 | |
C:色温表现 | C1:与环境色温协调性 | 保证其与整个环境的色温协调性, 保证其色温表现与大环境无较大反差, 同时又保证建筑凸显。 |
C2:建筑色彩还原度 | 保证建筑表面色彩(彩绘、材质等) 还原度,降低色阙值影响 | |
C3:建筑性格及氛围营造 | 不同的色温会烘托出不同氛围,会对观察者产生不同的心理感受,会影响建筑在人们心理的印象,影响建筑本身性格的展现,所以要做到建筑本身建筑性格的还原,保证建筑整体氛围的色温营造及烘托。 | |
C4:色温与亮度结合合理性 |
色温与亮度合理结合,因相同色温效果下,不同亮度水平在人眼视觉感受下会有一定的差别,所以在特定的建筑主体上要对色温和亮度进行合理的结 | |
C5:各结构间色温合理性 | 保证建筑各结构间的色温设计合理性变化需求。 | |
C6:色温时间变化 | 根据节日或周围环境的色温变化合理性。 | |
D:照明效果表现 | D1:智能控制 | 对所有灯具都应尽量做到实时控制,方便对照明效果进行实时调节,以适应不同需求及变化。 |
D2:灯具选型 | 在灯具的选型上要在保证效果的同时,选用安装简单、破坏小、体型小、易于建筑融为一体、能耗少且寿命长的灯具类型。 | |
D3:灯具隐藏 | 为了保证建筑夜间照明效果,同时避免灯具对建筑欣赏过程中产生视线干扰,都会做到对照明灯具进行隐藏,做到见光不见灯。 | |
D4:节能环保 | 在照明设计保证效果的同时也要兼顾节能环保,节省能源,降低光污染。 | |
H:建筑保护 | H1:安装损害 | 灯具常见的安装方式有抱箍、打孔、胶黏等,都会对建筑本身产生一定得破坏。 |
H2:灯光损害 | 光线本身对建筑会产生一定损伤,对建筑本身表面彩绘和颜色产生褪色影响,同时灯具会产生热量,对建筑尤其是木质建筑产生胀缩影响。 |

建筑保护和照明实现这2个层面会受到其他3个层面的影响,将外生潜在变量定为色温、亮度、建筑特性3大表现;将内生潜在变量定为建筑保护和照明实现,合理假设了10条路径关系,具体关系如
序号 | 假设路径关系 |
---|---|
Z1 | “建筑特性表现”和“亮度表现”之间有相关性; |
Z2 | “建筑特性表现”对“色温表现”之间有相关性; |
Z3 | “亮度表现”对“色温表现”之间有相关性; |
Z4 | “建筑特性表现”对“照明效果实现”有直接正向影响; |
Z5 | “建筑特性表现”对“建筑保护”有直接正向影响; |
Z6 | “亮度表现”对“照明效果实现”有直接正向影响; |
Z7 | “亮度表现”对“建筑保护”有直接正向影响; |
Z8 | “色温表现”对“照明效果实现”有直接正向影响; |
Z9 | “色温表现”对“建筑保护”有直接正向影响; |
Z10 | “建筑保护”对“照明效果实现”有直接正向影响。 |
A、B 2项中一项有变化使得另一项发生相应变化,就说2个变量间互相影响,具体表示为“有相关性”,A项出现变化会使B项随之变化,而B项出现变化不会导致A项出现变化,就说A对B有“直接正向影响
由于该模型中包含很多晦涩难懂的变量,需要具备相关专业知识才能理解,并获得权威性的数据。此次模型构建的数据收集方式采用专家访谈式问卷进行,将建筑系教授、研究生导师及在读博士生设定为访谈对象。运用SD法(语义差别量表法)进行前期数据评价和收集,采用5级量表,其评价数值分别对应为:5—非常重要,4—比较重要,3—一般,2—不重要,1—非常不重要。为确保问卷评价的切实性,使问卷参与者在访谈开始前,更客观、准确地了解问卷目的,将问卷中的一些的信息对问卷访谈的参与者进行讲解,包括目的、流程、意义等不对评价结果产生影响且利于参与者准确评价的重要信息,同时,将前期调研的相关资料和数据发至参与者手中,让他们能够充分理解问卷,对评价等级的相应程度有一定的心理预
实验采用SPSS(数据分析及整理软件)的Cronbacha信度对系数进行数据的可靠性分析,系数值大于0且小于1。当Cronbacha信度系数值≥0.8时,问卷数据评价为有着非常好的内部一致性;当Cronbacha信度系数值大于等于0.7且小于0.8时为良好,大于等于0.6且小于0.7时为可接受的范围。运行SPSS对问卷中24个观察变量进行信度分析,得出总体结果,Cronbacha信度系数值为0.919,再分别对各变量的潜在数据进行信度分析。结果表明,除照明效果实现外(α系数为0.5~0.6),其他潜在变量数据的可靠性均达到了可接受的水平,系数>0.6,如
潜在变量名称 | 观测变量数 | 克隆巴赫Alpha系数值 |
---|---|---|
问卷整体数据 | 24 | 0.919 |
建筑特性表现 | 7 | 0.811 |
亮度表现 | 5 | 0.710 |
色温表现 | 6 | 0.792 |
照明效果实现 | 4 | 0.507 |
建筑保护 | 2 | 0.609 |
此次模型是根据10条假设路径关系及变量间关系进行构建的,在Amos软件上构建系统后,导入数据,对模型进行拟合和修正,最终得到科学实用的评价体系整体模型。
SEM的数据拟合原则是研究结构方程的假设模型与实际数据之间的一致性。假设模型中隐含的协方差矩阵越接近样本数据的协方差矩阵S,模型拟合越好。在SEM中,有许多关于模型拟合程度的评价指标,Yi和Bagozzi详细区分了它们,分别是3类适配度拟合指标:基本模型、整体模型和模型内部结
指标 | CMIN/DF | RMSEA | IFI | TLI | CFI | PGFI |
---|---|---|---|---|---|---|
数值 | <2 |
<0.08适配情况合理 <0.05适配情况良好 | >0.9 | >0.9 | >0.9 | >0.5 |
如

图4 初始模型搭建结构图
Fig. 4 Initial model building structure diagram
将前期问卷数据依次导入初始构建模型中,并对模型进行拟合分析,通过观察
指标 | CMIN/DF | RMSEA | IFI | TLI | CFI | PGFI |
---|---|---|---|---|---|---|
数值 | 7.923 | 0.181 | 0.597 | 0.537 | 0.594 | 0.521 |
修正初始构建模型的第一步是分析假设的初始路径关系和初始构建模型的现状运行要求,在模型的各项拟合调整标准的基础上,考虑模型修正指标和标准化载荷量中的各项推荐修正指标来逐步修
整个修正过程需对初始假定的10条路径关系进行参数分析,如
假设路径关系 | 路径系数 | 假设路径关系 | 路径系数 |
---|---|---|---|
Z1 | 0.66 | Z6 | 1.10 |
Z2 | 0.76 | Z7 | 0.10 |
Z3 | 0.81 | Z8 | 0.43 |
Z4 | 0.43 | Z9 | -0.38 |
Z5 | 0.66 | Z10 | 0.23 |
通过模型所得载荷系数如
变量名称 | 载荷系数 | 变量名称 | 载荷系数 |
---|---|---|---|
结构间亮度比例e1 | 0.591 | 灯光损害e13 | 0.250 |
与环境亮度协调性e2 | 0.595 | 安装损害e14 | 0.769 |
建筑整体凸显比例e3 | 0.454 | 灯具隐藏e15 | 0.256 |
同平面亮度均匀度e4 | 0.069 | 灯具选型e16 | 0.266 |
亮度时间变化e5 | 0.095 | 智能控制e17 | 0.491 |
建筑形体表现e6 | 0.768 | 与环境色温协调性e18 | 0.816 |
建筑文化表现e7 | 0.248 | 建筑色彩还原度e19 | 0.603 |
建筑结构表现e8 | 0.849 | 建筑性格及氛围营造e20 | 0.451 |
建筑材质表现e9 | 0.878 | 色温与亮度结合合理性e21 | 0.425 |
建筑外部装饰表现e10 | 0.755 | 各结构间色温合理性e22 | 0.550 |
建筑风格表现e11 | 0.042 | 色温时间变化e23 | 0.033 |
建筑节日表现e12 | 0.038 | 节能环保e24 | 0.065 |
指标 | CMIN/DF | RMSEA | IFI | TLI | CFI | PGFI |
---|---|---|---|---|---|---|
数值 | 2.920 | 0.095 | 0.909 | 0.888 | 0.908 | 0.748 |
可以看出,模型评价的多项重要指标均有所改善,但是CMIN/DF、TLI仍然无法完全满足评价标准,所以一次修正后的模型还需要继续进行修正和优化。
通过观察构建模型的计算量表里修正指
指标 | CMIN/DF | RMSEA | IFI | TLI | CFI | PGFI |
---|---|---|---|---|---|---|
数值 | 1.936 | 0.066 | 0.957 | 0.946 | 0.957 | 0.757 |

图5 评价体系最终SEM逻辑建构图
Fig. 5 Final SEM logical construction diagram of the evaluation system
依托所构建并达到合理拟合标准的楼阁式古塔夜景照明视觉评价体系,对正定县凌霄塔(如

图6 凌霄塔夜景照明现状
Fig. 6 Current night lighting situation of Lingxiao Tower
满意度分类 | 观测变量名称 | 优化前满意度数值/% | 优化后满意度数值/% |
---|---|---|---|
总体满意度 | 凌霄塔照明整体 | 46.0 | 77.0 |
满意度最差前5名 | 建筑结构表现 | 7.5 | 86.0 |
结构间亮度比例 | 12.0 | 91.3 | |
与环境亮度协调性 | 12.8 | 79.6 | |
建筑材质表现 | 23.6 | 84.9 | |
建筑色彩还原度 | 27.3 | 82.6 |
观察优化结果发现,虽然只优化了5项变量,但古塔建筑夜景照明整体满意度提升明显,说明此评价体系实际应用良好,为古塔类建筑的照明设计方法和数据基础上提供实践经验和理论参考。
1)经过前期实地考察、测量,依托Amos软件所构建并达到合理拟合标准的SEM结果,成功建立了楼阁式古塔建筑夜景照明视觉评价体系。该体系中包含5个一级核心评价要素,18个二级评价要素。该体系的建立是基于人类视觉心理感受层面,满足照明领域从业者及日常观赏受众从这18项核心评价维度对古塔类建筑的照明美感表现进行有针对性的综合评价,改进楼阁式古塔类建筑照明美感表现欠佳的现状,进一步改善所在区域的整体照明环境。
2)通过前期假设和后期拟合验证,最终在体系中的5个核心层面之间构建了9条合理实用的路径关系,否定了1条路径关系。亮度、建筑特性、色温这3大表现层面互相间均存在相关性,为了实现更为舒适、美观的夜间照明效果,如果有任何一个层面发生需求变化,其他2个层面也要随之进行调整;照明最终效果实现,呈现给大众所观赏的重要环节是在“照明效果实现”层面,其他4个层面的合理研究也对其效果实现积累了重要的数据和评价基础;“建筑保护”受到“亮度表现”和“建筑特性表现”的直接影响,亮度和建筑特性的要求发生变化,在照明亮度和实现方式上的相应要求也会发生变化,需要采用不同的方式和要求来对古塔类建筑进行保护;“建筑保护”不受到“色温表现”的直接影响。
参考文献
张明宇, 王立雄, 苏晓明, 等. 城市核心区中国传统古建筑夜景照明亮度适宜性评价研究[J]. 照明工程学报, 2012, 23(5): 29-33. [百度学术]
Zhang M Y, Wang L X, Su X M, et al. Adaptability analysis of nightscape lighting luminance of Chinese ancient architecture in urban core areas[J]. China Illuminating Engineering Journal, 2012, 23(5): 29-33.(in Chinese) [百度学术]
戴孝军. 中国古塔及其审美文化特征[D]. 济南: 山东大学, 2014. [百度学术]
Dai X J. China ancient pagoda and its aesthetic cultural features[D].Jinan: Shandong University, 2014.(in Chinese) [百度学术]
贾铁. 楼阁式古塔夜景照明视觉评价体系[D]. 邯郸: 河北工程大学, 2020. [百度学术]
Jia T. Visual evaluation system of night lighting of pavilion-style ancient pagodas[D].Handan: Hebei University of Engineering, 2020. (in Chinese) [百度学术]
侯万钧, 贾铁, 王立雄, 等. 楼阁式古塔建筑夜景照明色温表现视觉适宜性评价研究[J]. 重庆大学学报, 2021, 44(5): 1-8. [百度学术]
Hou W J, Jia T, Wang L X, et al. Evaluation of visual suitability of illumination color temperature in night lighting of ancient tower building[J]. Journal of Chongqing University, 2021, 44(5): 1-8.(in Chinese) [百度学术]
金纹青, 曹磊, 何秋萌. 居住区儿童户外游乐空间安全影响因素的相关性分析[J]. 天津工业大学学报, 2013, 32(6): 76-80. [百度学术]
Jin W Q, Cao L, He Q M. Correlative analysis of safety factors affecting children’s outdoor play space in residential areas[J]. Journal of Tianjin Polytechnic University, 2013, 32(6): 76-80.(in Chinese) [百度学术]
张建平. 一种新的统计方法和研究思路: 结构方程建模述评[J]. 心理学报, 1993, 25(1): 93-101. [百度学术]
Zhang J P. Structural equation modelling: a new kind of statistical and research method[J]. Acta Psychologica Sinica, 1993, 25(1): 93-101.(in Chinese) [百度学术]
程开明. 结构方程模型的特点及应用[J]. 统计与决策, 2006(10): 22-25. [百度学术]
Cheng K M. Characteristics and application of structural equation model[J]. Statistics & Decision, 2006(10): 22-25.(in Chinese) [百度学术]
Moustaki I, Jöreskog K G, Mavridis D. Factor models for ordinal variables with covariate effects on the manifest and latent variables: a comparison of LISREL and IRT approaches[J]. Structural Equation Modeling: A Multidisciplinary Journal, 2004, 11(4): 487-513. [百度学术]
Caporino N E, Morgan J, Beckstead J, et al. A structural equation analysis of family accommodation in pediatric obsessive-compulsive disorder.[J]. Journal of Abnormal Child Psychology,2012,40(1):133-143. [百度学术]
Nunkoo R,Ramkissoon H. Structural equation modelling and regression analysis in tourism research[J]. Current Issues in Tourism,2012,15(8):777-802. [百度学术]
Nunkoo R, Ramkissoon H, Gursoy D. Use of structural equation modeling in tourism research[J]. Journal of Travel Research, 2013, 52(6): 759-771. [百度学术]
Ingvardson J B, Nielsen O A. The relationship between norms, satisfaction and public transport use: a comparison across six European cities using structural equation modelling[J]. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2019, 126: 37-57. [百度学术]
Papantoniou P,Antoniou C,Yannis G,et al. Which factors affect accident probability at unexpected incidents? A structural equation model approach[J]. Journal of Transportation Safety & Security,2019,11(5) :544-561. [百度学术]
杨文静, 赵建世, 赵勇, 等. 基于结构方程模型的蒸散发归因分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(3): 581-588. [百度学术]
Yang W J, Zhao J S, Zhao Y, et al. Factors affecting evapotranspiration analyzed based on a structural equation model[J]. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2022, 62(3): 581-588.(in Chinese) [百度学术]
侯万钧, 贾铁, 王立雄. 楼阁式古塔夜景照明亮度比例的适宜性评价[J]. 照明工程学报, 2019, 30(3): 125-128, 144. [百度学术]
Hou W J, Jia T, Wang L X. Appropriateness evaluation of luminance proportion in nightscape lighting of pavilion ancient tower[J]. China Illuminating Engineering Journal, 2019, 30(3): 125-128, 144.(in Chinese) [百度学术]
贺炜. 浅谈中国古塔建筑文化特点及其在当今建筑设计中的传承与发展[J]. 美术与市场, 2014(4): 33-34. [百度学术]
He W. On the cultural characteristics of China ancient pagoda and its inheritance and development in today’s architectural design[J]. Art & Market, 2014(4): 33-34.(in Chinese) [百度学术]
周德定, 徐乃婷, 高宁, 等. 应用结构方程模型分析上海市中心城区老年人跌倒的影响因素[J]. 环境与职业医学, 2019, 36(8): 703-709. [百度学术]
Zhou D D, Xu N T, Gao N, et al. Applying structural equation model to analyze the influencing factors of elderly People’s falls in downtown Shanghai[J]. Journal of Environmental and Occupational Medicine, 2019, 36(8): 703-709.(in Chinese) [百度学术]
王永岗, 张衡, 彭志鹏, 等. 基于结构方程模型的出租车事故影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版), 2021, 40(6): 36-42. [百度学术]
Wang Y G, Zhang H, Peng Z P, et al. Analysis of influencing factors of taxi accidents based on structural equation model[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University (Natural Science), 2021, 40(6): 36-42.(in Chinese) [百度学术]
Ramkissoon H, Smith L D G, Weiler B. Testing the dimensionality of place attachment and its relationships with place satisfaction and pro-environmental behaviours: a structural equation modelling approach[J]. Tourism Management,2013,36 :552-566. [百度学术]