淺談海上城戶外夜景照明工程設(shè)計

施尉（廈門合立道工程設(shè)計集團(tuán)股份有限公司）

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淺談海上城戶外夜景照明工程設(shè)計

施尉
（廈門合立道工程設(shè)計集團(tuán)股份有限公司）

【摘要】本文通過對海上城夜景照明工程設(shè)計全過程的敘述，結(jié)合《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》對戶外建筑夜景照明效果實現(xiàn)問題進(jìn)行經(jīng)驗的分享和探討。

【關(guān)鍵字】夜景照明；配光角度；平均半柱面照度；遮光板

隨著城市的快速發(fā)展，讓“城市亮起來”已成為人們普遍關(guān)注的一個社會熱點問題。然而夜景照明并不僅僅是電氣學(xué)科的一門附屬，它是結(jié)合了藝術(shù)、光學(xué)、建筑學(xué)、美學(xué)、電氣、智能化的綜合學(xué)科。

筆者借海上城夜景照明設(shè)計的經(jīng)驗，結(jié)合《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》JGJ/T163-2008（以下簡稱《夜規(guī)》）對戶外燈光的要求，進(jìn)一步闡釋做好戶外夜景照明設(shè)計的不易以及在設(shè)計過程中要注意的細(xì)節(jié)。

1　設(shè)計前期準(zhǔn)備

⑴了解項目情況。海上城位于福建省廈門海滄大道與海滄大橋交接處，主要功能包含5A寫字樓（2#樓）、超5星級酒店（1#樓），建筑面積約9.7萬m2，建筑外立面為玻璃幕墻結(jié)構(gòu)。

⑵了解建筑師的設(shè)計意圖。該建筑方案由英國阿特金斯建筑設(shè)計公司設(shè)計，建筑理念為“白鷺”，象征該項目為美麗鷺島廈門的地標(biāo)性建筑，因此夜間延續(xù)了建筑的靈魂，運用“白鷺”為設(shè)計理念，孕育三段演繹效果，分別為白鷺戲水、白鷺飛舞、白鷺歸巢。對夜景照明方案的詮釋與《夜規(guī)》3.1.2條中提及的“注重整體藝術(shù)效果，突出重點”的設(shè)計原則不謀而合。

⑶實現(xiàn)方案夜景效果所需要采用的照明方式為輪廓照明以及動態(tài)照明。結(jié)合《夜規(guī)》附錄A城市規(guī)模和環(huán)境區(qū)域的劃分，將該項目定性為大城市的E3區(qū)，為接下來燈具的選擇提供依據(jù)。如圖1。

圖1　建筑理念“白鷺”圖

2　照明設(shè)計/施工圖階段

⑴燈具類別及布燈原則

結(jié)合方案效果，并通過對建筑平、立面以及建筑大樣圖的解讀后，將所需的燈具類別分為兩種，一種為LED線型投光燈，通過首尾相連及灰度變化形成演繹效果；一種為LED點光源，勾勒建筑夜間形態(tài)。具體的布燈原則如下：

①LED線型投光燈在幕墻上的安裝位置較為苛刻，需與幕墻公司配合，并增加安裝卡槽將燈具隱藏在內(nèi)，卡槽的尺度在白天不應(yīng)影響建筑外立面效果，如圖2。

⑵燈具參數(shù)的確定

確定所選用的燈具是實現(xiàn)燈光效果的關(guān)鍵，需要滿足以下參數(shù)要求：

①燈具的出光需要滿足設(shè)計預(yù)期的效果，其中包含色溫、照度、配光角度、控制變化等需求。

圖2　布燈原則圖

②燈具的芯片選擇（關(guān)系到燈具的壽命、光衰）。

③燈具外形尺寸、顏色、防水防塵等級（對于在玻璃幕墻上設(shè)置的燈具，燈具的尺寸尤其重要）。

④確定燈具參數(shù)后，利用《夜規(guī)》附錄B半柱面照度地計算、測量和使用計算出相應(yīng)的半柱面照度，并對照《夜規(guī)》表6.2.2“建筑物立面夜景照明的照明功率密度值（LPD）”判斷是否滿足照明節(jié)能指標(biāo)，避免造成光污染。

根據(jù)上述對燈具的要求，結(jié)合該工程對玻璃幕墻的需求，幕墻卡槽空間僅有50mm×50mm，并且燈具電源線、控制線及燈具都需在卡槽內(nèi)安裝，對室內(nèi)及室外都不應(yīng)產(chǎn)生眩光。綜上所述該項目所選擇的LED線型投光燈燈具技術(shù)參數(shù)為：

①燈具尺寸23mm×19mm×1000mm（寬×高×長），燈具外殼鋁本色與幕墻卡槽顏色一致。

②燈具對內(nèi)設(shè)置防眩光板，對外借由幕墻卡槽外板兼作防眩光板。

③燈具芯片采用CREE芯片，36顆SMD分6段控制（若每顆帶控制則成本過高，且控制管線較多，有限空間內(nèi)無法放置），總功率12W，色溫4500K，65536級灰度變化，光束角30°，光效77Lm/W，IP65。

④套用《夜規(guī)》附錄B平均半柱面照度計算公式：

式中：

Esc——計算點上的維持半柱面照度（lx）；

∑——所有有關(guān)燈具貢獻(xiàn)的總和；

I(C,γ)——燈具射向計算點方向的光強（cd）；

αSC——為光強矢量所在的垂直面和半圓柱體的表面垂直的平面之間的夾角（°）；

γ——垂直廣度角（°）；

C——水平廣度角（°）；

ε——入射光線與通過計算點的水平面法線間的角度（°）；

H——燈具的安裝離被照面的距離；

MF——光源光通維護(hù)系數(shù)與燈具維護(hù)系數(shù)的乘積。

圖3　建筑外立面效果圖

圖4　見光不見燈效果圖

圖5　安裝大樣圖

圖6　燈具參數(shù)圖

I(C,γ)根據(jù)燈具廠家提供的配光曲線及數(shù)據(jù)約為2000cd；如圖2所示αSC=30°；所選擇燈具自身的配光為圓形30°角配光，因此γ=C=30°；ε如圖6所示為60°，根據(jù)建筑圖紙得知H=1.35m；光源光通維護(hù)系數(shù)暫取0.9；燈具維護(hù)系數(shù)根據(jù)《夜規(guī)》表4.1.3選擇取0.6；經(jīng)計算ESC=76.2LX，滿足《夜規(guī)》表6.2.2的要求。

⑶燈具的安裝

為了使后期施工更具可實施性，在設(shè)計過程中，繪制狹小空間的燈具安裝節(jié)點，并通過專業(yè)建模軟件，在3D模型下繪制安裝大樣圖，詳見圖7、圖8、圖9。

表6.2.2建筑物立面夜景照明的照明功率密度值（LPD）

圖7　繪制安裝大樣圖

圖8　繪制安裝大樣圖

圖9　繪制安裝大樣圖

⑷控制系統(tǒng)設(shè)置

①控制方式：本工程采用DMX512控制協(xié)議實現(xiàn)燈光灰度級變化，該控制協(xié)議符合國際上通用的多路燈光控制器USITT標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率可達(dá)250K。

②控制需實現(xiàn)的效果：本工程需實現(xiàn)三段演繹效果,LED線型投光燈通過鋁單板二次反射能形成巨像的演繹效果，LED點光源應(yīng)能實現(xiàn)明暗變化，并且能與LED線型投光燈互動。

控制器分布與設(shè)置：本工程主控制器設(shè)置于地下室工程部內(nèi)，分控器集中設(shè)置于1#樓酒店5F，13F，2#樓辦公11F，設(shè)置于1#樓酒店5F的分控器負(fù)責(zé)管控裙房部分的LED線型投光燈及LED點光源，由于分控器數(shù)量及控制線數(shù)量較多，將分控器集中設(shè)置于1#樓酒店的13F避難層，可以大大節(jié)約弱電豎井空間及減少后期維護(hù)對酒店造成的影響，并且酒店13F及辦公11F均屬于中間層，統(tǒng)一的集中出線不僅可以減少玻璃幕墻開孔數(shù)，還能有效地減少管線在卡槽內(nèi)敷設(shè)的數(shù)量。具體設(shè)置如圖10所示。

圖10　燈光控制系統(tǒng)圖

控制器參數(shù)如下：

⑴主控器/大峽谷RTP9802，主要功能：

①視頻處理播放器，自備像素位置任意空間變換和單點校正功能，視頻處理能力達(dá)到1024×512/60Hz；

②動態(tài)視頻清晰流暢，無運動拖尾和鋸齒現(xiàn)象；

③系統(tǒng)軟件是全中文界面，簡單易懂，操作簡便。

⑵分控器/大峽谷DMX-X6D，主要功能：

①主要接收主控器發(fā)來的像素數(shù)據(jù)幀，按照自身設(shè)置的地址，取出像素幀中的對應(yīng)部分?jǐn)?shù)據(jù)，經(jīng)格式調(diào)整后按特定的時序從控制端口發(fā)出，控制LED燈發(fā)光變色。

②分控器設(shè)有16個帶自動編址功能的DMX512控制端口，每個端口可以控制單像素點512個，RGB像素點170（當(dāng)線路過長時，應(yīng)考慮信號衰減問題）。

3　總結(jié)

目前項目施工單位已進(jìn)場，并積極配合玻璃幕墻進(jìn)行示范段燈具的安裝。經(jīng)過2輪的試燈環(huán)節(jié)后，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場燈具安裝的難度較大，玻璃幕墻預(yù)留的空間在一定程度上會存在誤差，另外值得一提的是增設(shè)的遮光板能有效防止對內(nèi)的眩光，但是由于施工的誤差導(dǎo)致遮光板突出卡槽，在夜間燈光開啟時形成鏡面反射（遮光板材質(zhì)為光面鋁型材），對外形成一條不必要的光帶（造成對外眩光）。根據(jù)現(xiàn)場遇到的問題，決定增設(shè)對外遮光板，并且遮光板長度在垂直面上要與對內(nèi)遮光板平行，避免通過反射再次造成眩光，遮光板材質(zhì)表面加磨砂黑色烤漆，降低反射系數(shù)，有效控制眩光。

試燈環(huán)節(jié)對夜景照明的成功實施有著重要的意義?，F(xiàn)代的建筑中材質(zhì)多、造型多，如何能將有整體藝術(shù)效果又符合照明標(biāo)準(zhǔn)的夜景帶給世人是值得廣大照明設(shè)計師探討的，希望借由本項目的設(shè)計經(jīng)驗?zāi)転檎彰鞯目蓪嵤┬蕴峁椭?/p>

【參考文獻(xiàn)】

[1]JGJ/T 163-2008，城市夜景照明設(shè)計規(guī)范［S］.

[2]北京照明學(xué)會照明設(shè)計專業(yè)委員會.照明設(shè)計手冊(第二版) ［M］.

[3]GB 50034-2013，建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.