橡膠壩工程景觀照明設(shè)計方案探討

黎詠梅

摘要：近年來越來越多的城市為保護(hù)環(huán)境、美化城市面貌，開始建設(shè)自己的環(huán)城水系，而橡膠壩是環(huán)城水系中的重要組成部分，本文以承德橡膠壩工程的景觀照明設(shè)計為例，從方案比選到方案設(shè)計，進(jìn)一步揭示出“綠色照明”的具體含義，即節(jié)能---加裝補(bǔ)償電容器，協(xié)調(diào)---兼顧周邊環(huán)境統(tǒng)籌規(guī)劃，長壽---開設(shè)通氣窗延長光源壽命，人文---程序化控制更趨人性化，環(huán)保---采用淺藍(lán)色光球避免眩光增加觀賞性等，供今后水利工程景觀照明設(shè)計參考借鑒。

關(guān)鍵詞：景觀照明設(shè)計光球透光性光源照度補(bǔ)償電容器程序化控制

承德市內(nèi)有一條武烈河自北向南貫穿而過，因近年干旱缺水，河道斷流，雜草叢生，蚊蠅孳生，不僅影響到城市市容，還影響到周邊生態(tài)環(huán)境。2006年5月承德市動工興建橡膠壩工程。壩址選在距上游承德大橋188.5處，設(shè)計壩軸線與河岸垂直，軸線方向NE39.5，采用三段充水式棉綸壩袋結(jié)構(gòu)，每段長56.0m，中間設(shè)隔墩，深淺槽布置，中間深槽段壩高4.0m，底板高程291.40m，兩側(cè)淺槽段壩高3.0m，底板高程292.0m，充水泵房布置于右岸，泵房面積16.5×8.4m(長×寬)，下部為泵房，上部為配電室、控制室、值班室，泵房內(nèi)設(shè)置2臺雙吸離心泵，埋設(shè)3條充水管路，分別向三段壩袋充水。

橡膠壩的建設(shè)，一可以改善市城生態(tài)環(huán)境，還武烈河以碧綠水面，在蓄水的第一天就吸引了4只天鵝落客水面；二可以提供市城生活用水，解決水源危機(jī)；三可以提供觀光娛樂場所，劃船、戲水、垂釣等。

由于橡膠壩位于市區(qū)，其景觀照明設(shè)計就顯得尤為重要，既要滿足工程運行管理要求，又應(yīng)該與周邊照明設(shè)施融合輝映。

1方案比選

方案一，在壩袋間的2個隔墩上各設(shè)一支高桿燈，桿高選多少米才合適呢？30m、40m…，經(jīng)過計算機(jī)效果仿真，否定了這一方案。因為高桿燈安裝于河槽，地勢低，所以無論從獨自視覺效果，還是與周邊燈光層次配合上，均不適合。

方案二，在壩袋間的2個隔墩上各設(shè)一組百葉華燈，雖然照度效果達(dá)到了，但燈型與右岸市府廣場類同,沒有新意。

方案三，沿橡膠壩布設(shè)霓虹燈，考慮防洪安全要求，需接一條架空線安裝霓虹燈，另外，與左岸步行街燈型類同，且照度不夠。

方案四，在2個隔墩上分別設(shè)置自動旋轉(zhuǎn)投光燈，以兩條移動光束照射水面及兩岸，雖然增加了動感，但其強(qiáng)烈的眩光會影響慢步河邊的游人眼睛。

方案五，在2個隔墩上各裝設(shè)1個直徑為4m的玻璃鋼球，球內(nèi)裝設(shè)照明光源，利用透光原理，當(dāng)燃亮球內(nèi)光源時，兩支光球尤如兩顆碩大無比的夜明珠，與周邊景觀配合，真有畫龍點睛之效。球體顏色選用淺藍(lán)色，以滿足透光性好，且與周邊景觀相協(xié)調(diào)的要求。對球內(nèi)光源要求發(fā)光效率高，使用壽命長，光通量大，選用飛利浦HPI-T-2000W金鹵燈(技術(shù)參數(shù)見表1)，它是在高壓汞燈的基礎(chǔ)上，添加金屬鹵化物，使金屬原子或分子參與放電，發(fā)出可見光，調(diào)配金屬鹵化物的成分和配比，可得到全光譜（白光）的光源。每只球體內(nèi)裝設(shè)三只HPI-T 2000W金鹵燈，三角布置于球心支架上。

表1飛利浦HPI-T 2000W金鹵燈技術(shù)參數(shù)

圖1 橡膠壩工程夜景照明設(shè)計效果圖

2方案設(shè)計

以下僅就設(shè)計中的幾個技術(shù)問題說明如下。

2.1球體透光性檢測

球體透光性直接關(guān)系到球內(nèi)光源功率的確定，透光性差，則需配置光源功率大、效率低、運行費用高，透光性好，則反之。經(jīng)國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測（檢測數(shù)據(jù)見表2），球體玻璃鋼選用淺藍(lán)色，既可滿足透光性要求，又兼顧了與周邊景觀的協(xié)調(diào)。

表2淺藍(lán)色玻璃鋼透光性檢測技術(shù)參數(shù)

2.2光源照度計算

采用Philips HPT-T-2000W/220V，光源光通量189000Lm，球體表面積S=4πR2=πD2=51.84m2，球體表面光亮度M=Φ×80%/S=875cd/m2，按照周圍無其它光源影響60m處照度E=I/r2=8.7Lux，即在河岸邊的亮度值接近《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計技術(shù)規(guī)范》SDJ173-85規(guī)定的主要通道照度標(biāo)準(zhǔn)10Lux的要求。

2.3加裝補(bǔ)償電容

因鹵化燈功率因數(shù)很低，本工程所選光源cosφ=0.44，經(jīng)以下照明負(fù)荷計算及壓降損失計算，可以看出通過加裝補(bǔ)償電容，減小工作電流近1倍，減小壓降損失近4倍，從而降低了電纜截面，提高了用電效率。

⑴照明負(fù)荷工作電流計算

加裝補(bǔ)償電容前：Ijs1=PΣ/（√3Uncosφ）=6×2000W/(√3×380×0.44)=41.44A；

加裝補(bǔ)償電容后：Ijs2=PΣ/（√3Uncosφ）=6×2000W/(√3×380×0.85)=21.44A。

⑵照明網(wǎng)絡(luò)線路損失計算

加裝補(bǔ)償電容前：ΔP1=I2R=I2（rL）=41.442×(3.4347×0.12)=176.95V；

電源電纜選用JHS-3×6+1×4型防水橡套軟電纜，

其r=3.4347,L=0.12km。

加裝補(bǔ)償電容后：ΔP2=I2R=I2（rL）=21.442×(3.4347×0.12)=47.37V。

⑶補(bǔ)償電容計算

Qc=P（tgα1- tgα2）=2000×(tg63.9°-tg31.8°)=2842.5Var,

其中：α1=cos-1(0.44)=63.9°, α2=cos-1(0.85)=31.8°；

Qc=ωCU2，C= Qc/ωU2=2842.5/(100×3.14×2202)=187μF。

2.4程序控制

光源采用程序化控制，設(shè)有4種運行工況。第一種為全亮，遇有重大節(jié)日或重要事件可投入該種運行方式；第二種僅燃亮每只光球內(nèi)面向河岸布置的2盞光源，造成明暗視覺差，而河岸側(cè)亮度不減，節(jié)省了能源；第三種只燃亮光球內(nèi)面向河內(nèi)布置的1盞光源，隔岸而望，有一種朦朧之感；第四種則輪流燃亮光球內(nèi)的3盞光源，造成動感，但閃動頻率不易過快，以免頻繁啟動光源，影響其使用壽命。

2.5通風(fēng)散熱

光球內(nèi)3盞2000W光源燃亮?xí)r，散發(fā)出的熱量，如果密閉在球體中，勢必造成球內(nèi)溫度升高、過熱，將直接影響到球體玻璃鋼貼膜及光源使用壽命，故提出在球體上開設(shè)通風(fēng)窗的問題，其中需注意以下三點：①通風(fēng)窗應(yīng)考慮防雨，不能開在球體上部，②通風(fēng)窗應(yīng)考慮防洪，不能低于河道最高洪水位，③通風(fēng)窗應(yīng)考慮防蟲，需設(shè)防蟲隔網(wǎng)。

3結(jié)束語

通過承德橡膠壩工程景觀照明設(shè)計使我們更進(jìn)一步理解到“綠色照明”的深刻含義及現(xiàn)實意義，具體表現(xiàn)為：①節(jié)能，通過加裝補(bǔ)償電容，降低了線路損耗，減小了電纜截面。②協(xié)調(diào)，方案設(shè)計除考慮自身特點外，還需兼顧周邊景觀設(shè)計，統(tǒng)籌規(guī)劃，整體協(xié)調(diào)。③長壽，玻璃鋼球開設(shè)通氣窗，延長光源使用壽命。④人文，通過程序化控制，使之更趨人性化。⑤環(huán)保，采用淺藍(lán)色光球，夜晚光源燃亮?xí)r提高透光性，并避免眩光，白天光源不亮?xí)r增加觀賞性等。

參考文獻(xiàn)

[1]《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》(SL227-98)

[2]《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-2004)

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。