功能照明和橋梁景觀的一體化設(shè)計(jì)

王 卿，王 凱，鄧丹平

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051)

1 橋梁照明特殊設(shè)計(jì)的必要性

橋梁是道路的延伸，又是具有跨越功能的大體量構(gòu)筑物。橋梁既是道路的一部分，又是特殊的城市建筑物，是連接道路的特殊節(jié)點(diǎn)。

城市道路照明基本上是使用立在路側(cè)成排成行的路燈作為功能性照明。它的特點(diǎn)是效率高，光照分布均勻，同時(shí)具有很好的誘導(dǎo)性。但對(duì)于橋梁的功能照明，如果也采用成排的路燈毫無變化地按原有的節(jié)奏通過，道路延伸的感覺雖得以體現(xiàn)，但橋梁節(jié)點(diǎn)的感覺被弱化了。尤其是城市重點(diǎn)地區(qū)的橋梁，造型豐富特殊，其功能照明設(shè)計(jì)要力求在白天不影響其整體造型的完整性，在夜晚又可強(qiáng)化橋梁的特殊交通、地理位置、特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)……使人們無論在視覺感受和心理感受上，都會(huì)產(chǎn)生變化和跳躍。

早在1992年2月1日，國(guó)家對(duì)于功能照明就設(shè)定了專業(yè)的規(guī)范《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，用于按照城市道路等級(jí)控制路面亮度。規(guī)范中的常規(guī)做法是采用路燈照明或高桿燈照明。

而國(guó)外的許多著名橋梁為了保證設(shè)計(jì)師的整體理念的統(tǒng)一，都不設(shè)置燈桿，而采用其他照明方式。例如，Volantin Footbridge采用地面照明方式;Hungerford Bridge利用塔身安裝照明燈具;Bach de Roda Bridge采用隔離帶與功能照明結(jié)合等做法，都把橋梁藝術(shù)與照明形式完美地結(jié)合在一起，給人們帶來與眾不同的通行體驗(yàn)(見圖1)。

圖1 國(guó)外橋梁夜景照明

在我國(guó)，隨著橋梁造型的不斷豐富，人們對(duì)景觀需求的不斷提高，常規(guī)的燈桿照明形式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足橋梁景觀的設(shè)計(jì)要求，橋梁設(shè)計(jì)與照明設(shè)計(jì)一體化勢(shì)在必行，使橋梁無論在白天還是夜晚均給人們呈現(xiàn)出最完美的一面。

2 設(shè)計(jì)方法

燈具的選擇和布置方式，必須滿足規(guī)范的要求。包括:照度、亮度、均勻度、眩光、環(huán)境比;對(duì)于道路交匯區(qū)域，應(yīng)滿足交匯區(qū)的特殊要求;對(duì)于人行橋梁，還應(yīng)滿足人行道路照明的垂直照度要求。(詳見《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》)

在滿足這些相關(guān)規(guī)范的要求下，為了突出橋梁景觀節(jié)點(diǎn)的地位，營(yíng)造出該區(qū)域特殊光環(huán)境，功能照明的設(shè)計(jì)手法主要有:①提高路面的照度和亮度;②改變光的色溫;③擴(kuò)大被照亮的區(qū)域，從而擴(kuò)大視線范圍，提高周邊環(huán)境亮度;④改變照明燈具的形態(tài)和布置方式，打破路燈的秩序和節(jié)奏感。

以下是結(jié)合幾個(gè)功能照明設(shè)計(jì)的實(shí)際工程案例進(jìn)行詳細(xì)介紹，希望對(duì)今后重點(diǎn)區(qū)域橋梁或特殊造型橋梁的功能照明設(shè)計(jì)有所啟迪和幫助。

3 設(shè)計(jì)實(shí)例

3.1 窄光束精確投光燈的運(yùn)用

案例:天津市河北大街斜拉橋功能照明設(shè)計(jì)

河北大街斜拉橋橫跨子牙河，是目前天津市最高的跨河斜拉橋，也是唯一一座拱形塔斜拉橋(見圖2)。橋梁強(qiáng)調(diào)拱形塔、傾斜拉索和橫向橋面三種純粹元素的有力結(jié)合，在整體造型和色彩的運(yùn)用上都體現(xiàn)出簡(jiǎn)潔單純的設(shè)計(jì)意圖。如果按照常規(guī)設(shè)置路燈燈桿，會(huì)破壞橋梁整體簡(jiǎn)潔純凈的設(shè)計(jì)理念。因此在功能照明的處理上別出心裁地在橋塔頂部安裝投光燈，用于道路照明，這種照明方式在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)中也是罕見的，為今后的橋梁照明設(shè)計(jì)做出了有益的探索和嘗試。

圖2 河北大街斜拉橋日景

藏于塔中的投光燈采用圓形對(duì)稱拋物面反光器，窄光束設(shè)計(jì)(見圖3)。按照路面平均亮度1.5 cd/m2黃色(2 300 K)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，全橋共需10組投光燈，每組投光燈的安裝角度、燈具功率和配光曲線的要求等需要經(jīng)過精確計(jì)算，具體見圖4。

圖3 燈具安裝位置示意圖

圖4 燈具安裝角度及功率、配光要求

建成的河北大街斜拉橋挺拔秀麗，每當(dāng)夜晚降臨，水面上下燈影交融，功能照明與景觀照明層次清晰豐富，整體夜景氣質(zhì)一如橋梁設(shè)計(jì)本身寧?kù)o、純潔，讓人流連忘返(見圖5)。

這里功能照明燈具隱藏在橋梁結(jié)構(gòu)或裝飾構(gòu)件里，由于燈具的安裝位置受到限制，光線的組織有特殊要求，否則容易產(chǎn)生眩光。拱形塔的內(nèi)側(cè)會(huì)隨之一起打亮，形成了較豐富的層次效果。

3.2 懸掛式功能照明

案例一:蘇州工業(yè)園區(qū)金光橋功能照明

本項(xiàng)目位于蘇州市相城中心區(qū)內(nèi)，此區(qū)域建設(shè)的所有橋梁均參考了世界著名橋梁。其中金光橋按照悉尼的海灣大橋的造型建造而成。由于本橋跨河部分不到300 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原橋500多米的跨度。所有構(gòu)件都是等比例縮小，但是路燈如按照規(guī)范要求設(shè)置燈桿高度、間距等參數(shù)，會(huì)使得整體恢弘優(yōu)美的形體比例失調(diào)。為了橋梁造型達(dá)到最佳效果，設(shè)計(jì)在鋼拱橫撐上安裝隧道燈，既滿足了道路照明，又保證了整體造型的氣勢(shì)恢宏(見圖6和圖7)。

圖6 蘇州工業(yè)園區(qū)金光橋日景

圖7 功能照明日景與夜景對(duì)比圖

案例二:葡萄牙Vasco da Gama大橋功能照明

Vasco da Gama大橋位于葡萄牙里斯本附近，長(zhǎng)17.2 km，主跨為825 m長(zhǎng)的斜拉橋，跨特茹河，超過河面45 m，是目前歐洲最長(zhǎng)的橋梁。大橋在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)為避免燈桿與拉索位置的互相干擾，把燈頭直接安裝于拉索上，路燈在提供基本功能照明外也可以順便照亮索區(qū)，與照索燈互相掩映，形成層次分明、造型優(yōu)美的視覺效果(見圖8)。

該設(shè)計(jì)案例不設(shè)置常規(guī)路燈，而是因地制宜地把燈具安裝于橋梁構(gòu)件上的做法，極好地保證了橋梁日景造型的完整性，使功能照明與橋梁造型完美地結(jié)合為一體。但這種做法值得注意的是與引橋照明的銜接，懸掛在橋梁上的燈具不能簡(jiǎn)單地跟隨相鄰路燈的光源和瓦數(shù)，設(shè)計(jì)要在保證道路均勻度的前提下，需根據(jù)燈具的安裝高度、位置計(jì)算出所要的間距、瓦數(shù)等參數(shù)。

圖8 Vasco da Gama大橋夜景照明

3.3 與欄桿結(jié)合的功能照明

這種照明形式為如今發(fā)展的最為成熟的代替?zhèn)鹘y(tǒng)燈桿的產(chǎn)物。許多造型豐富的橋梁為了滿足景觀效果均采用此種照明形式，燈具廠家也相應(yīng)研發(fā)生產(chǎn)出專門安裝于防撞欄桿之上的產(chǎn)品，從而使功能照明與欄桿結(jié)合在一起，形成連續(xù)的視覺效果(見圖9)。

圖9 欄桿結(jié)合的功能照明示意圖

這是一種可以將照明、防撞及夜景裝飾三種功能結(jié)合在一起的照明形式，例如，天津永樂橋、蚌埠橋等橋梁的照明均采用此種做法(見圖10)。

圖10 蚌埠橋橋梁功能照明

這種照明形式對(duì)橋梁整體造型影響小，容易贏得較好的景觀效果。且連續(xù)的照明效果也形成了視覺誘導(dǎo)。但是燈具出光孔的位置較低，僅適用于路面較窄的橋梁照明。且燈具高度與駕駛視線相近，容易產(chǎn)生眩光。因此對(duì)燈具的反光器有較高要求，且燈具需設(shè)防眩格柵，以確保行車的舒適與安全。

4 小結(jié)

優(yōu)秀的橋梁功能照明不是單純地讓道路空間更明亮、不是簡(jiǎn)單地把最好的燈具安裝在一起，而是必須注意每一個(gè)設(shè)計(jì)載體，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格、藝術(shù)造型，因地制宜，使功能照明與橋梁造型設(shè)計(jì)一體化考慮，從而提供最適合整體效果的照明形式。使白天的橋梁造型和諧完整;夜晚更是見光不見燈，在充分保證使用安全的前提下，烘托出橋梁或優(yōu)美或雄渾的形體，使其在夜間散發(fā)出迷人的另一面。

［1］CJJ45-2006.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，中華人民共和國(guó)建設(shè)部.

［2］編著:【荷】亞歷山大·佐尼斯著，張育南，古紅櫻譯，圣地亞哥·卡拉特拉瓦:運(yùn)動(dòng)的詩(shī)篇［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社