大型綜合機(jī)場建設(shè)項目照明比選與應(yīng)用研究

黎光輝

[摘要]航站樓應(yīng)用功能復(fù)雜多變，屬于綜合性建筑類型，設(shè)計的照明系統(tǒng)是航站樓的重要組成部分。與一般的建筑照明系統(tǒng)相比，它有更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。機(jī)場候機(jī)樓通常占地較大，其公共照明系統(tǒng)也是多種多樣，不僅包括工作區(qū)域的一般照明，還包括大量的裝飾、廣告和相關(guān)的標(biāo)志照明。晚上也需要營造優(yōu)美的照明效果空間。所以系統(tǒng)中需要應(yīng)用的燈具較多，且分布區(qū)域較廣，如果用手動的方式控制照明系統(tǒng)開關(guān)，就不能體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性和理想性，而且很難運行，更談不上節(jié)能。

[關(guān)鍵詞]航站樓;照明;自然光;眩光;反射。

0? 引言

全球航空業(yè)正在高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化日趨激烈，乘飛機(jī)已成為現(xiàn)代人出行的重要方式，如今，機(jī)場安檢逐步加強，乘飛機(jī)需采取的步驟主要是辦理登機(jī)手續(xù)，托運行李，通過安檢，找到登機(jī)口，在登機(jī)口等候，轉(zhuǎn)機(jī)，等等，現(xiàn)在除了要花費更多的時間坐飛機(jī)外，還要花費更多的時間在托運和登記上，停留在機(jī)場大樓的時間要大大延長。因此，如何在航站樓內(nèi)提升旅客的體驗和感受，營造一個更加舒適、貼心的候機(jī)環(huán)境，對于提高旅客的出行質(zhì)量，創(chuàng)造令人滿意的出行體驗，已成為一個非常迫切需要解決的重要問題。所以營造一個舒適柔和的照明環(huán)境更容易讓人在候機(jī)樓感到輕松自在，本文將重點對此進(jìn)行深入研究。

1設(shè)計思路

1.1設(shè)計原則

候機(jī)樓大空間照明設(shè)計具有與其它大型公共建筑照明非常不同的特點和功能要求。

一是針對不同區(qū)域、不同功能進(jìn)行設(shè)計，為不同區(qū)域的旅客和工作人員提供良好的視覺環(huán)境;并且要選擇合理的照明燈具，適當(dāng)?shù)恼彰鞣绞剑_地控制各項照明指標(biāo)，包括照度、亮度、眩光、顯色等，使其能夠真正地滿足人們對照明功能的要求。

二是要與建筑環(huán)境、室內(nèi)設(shè)計完美結(jié)合，充分利用各種照明方式，與建筑內(nèi)部空間及外部形象完美結(jié)合，突出建筑環(huán)境特征，使用合適的照明燈具，提供合理、健康、舒適的光環(huán)境，避免光污染。

三是要同時要滿足航站樓高客流引導(dǎo)性照明的功能要求，利用航站樓照明燈具的亮度、色溫的變化，標(biāo)識出合理的照明效果。

選用高效節(jié)能照明燈具，合理設(shè)置燈具的安裝方式和位置，并根據(jù)不同時段的客流，采用靈活的照明控制方式，在白天應(yīng)盡量利用自然光，盡量實現(xiàn)節(jié)能。

1.2照明標(biāo)準(zhǔn)

按照最新國家標(biāo)準(zhǔn)GB50034-2013建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)場和其他交通建筑的照度標(biāo)準(zhǔn)值、眩光值、眩光控制和顯色性要求（見下圖），對航站樓各功能空間進(jìn)行了初步規(guī)范。

確保照明水平是為了在機(jī)場建筑內(nèi)部獲得足夠的光線和光照，從而有效、安全、舒適地滿足工作人員和乘客基本活動視覺功能的照明要求。照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如肉眼的視覺感受、室內(nèi)光環(huán)境的影響、眩光的控制、均勻度和顯色性的優(yōu)劣等，都是要很好地達(dá)到的，真正要注意和考慮的設(shè)計因素。

2 案例分析

通過對設(shè)計因素進(jìn)行闡述后，下面作者通過分別對北京首都國際機(jī)場T3航站樓、北京大興國際機(jī)場航站樓的照明環(huán)境設(shè)計進(jìn)行拆解、對比和分析。

2.1 北京首都國際機(jī)場T3航站樓

北京首都國際機(jī)場三號航站樓（T3）主樓由荷蘭機(jī)場顧問公司（NACO）、英國諾曼·福斯特建筑事務(wù)所負(fù)責(zé)設(shè)計，2004年3月26日3號航站樓T3主樓工程及監(jiān)理合同的簽定。首都機(jī)場開始三期擴(kuò)建工程。2007年12月完工。T3主樓及其配套工程位于現(xiàn)有東跑道和新建跑道之間。三號航站樓建成后將是國內(nèi)面積最大的單體建筑。其總建筑面積98.6萬平方米。北京首都國際機(jī)場3號航站樓，建筑面積90多萬平方米，新增機(jī)位99個;新建一條長3800米、寬60米的跑道，世界上最大的客機(jī)空客A380也能夠順利起降。此外，新建北貨運區(qū)，相應(yīng)配套建設(shè)場內(nèi)交通系統(tǒng)，以及供水、供電、供氣、供油、通導(dǎo)、航空公司基地等設(shè)施。2018年北京首都機(jī)場年旅客吞吐量首次突破1億人次。

2.1.1 T3航站樓的外墻（圖1）

在當(dāng)時，北京首都國際機(jī)場T3航站樓的外墻全部采用了玻璃幕墻，并采用了較為先進(jìn)的工藝，其內(nèi)部采用了紅色過渡到黃色噴漆的鋼桁架作為支撐。航站樓的外墻采用玻璃幕墻具有重要意義。

第一，白天能讓自然光進(jìn)入候機(jī)廳，可以大量節(jié)省電能。而候機(jī)樓一般是綜合性建筑，體積通常都比較大，如果將外墻做成全封閉混凝土結(jié)構(gòu)，那么白天也需要大量的人工照明設(shè)備，這將造成電力的巨大浪費。

其次，它可以使室內(nèi)和室外的人們視野更加開闊，更容易獲取飛機(jī)的候機(jī)信息和起飛、降落等實時信息。

第三，可增加通透感。北京首都國際機(jī)場T3航站樓的玻璃幕墻向外傾斜約15度，使旅客在眺望窗外時，不會受到玻璃反光的影響，從而減輕了乘客的焦慮感。

2.1.2 T3航站樓的天花（圖2）

該航站樓建筑通透大方，屋頂被設(shè)計成155個“龍鱗”式天窗，這一獨特的造型不僅給航站樓整體建筑增添了恢宏氣派，而且還首次在國內(nèi)機(jī)場采用了大規(guī)模自然采光的設(shè)計理念，能夠有效地節(jié)省照明能源;T3航站樓著名的“彩霞屋頂”也具有獨特的功能——屋頂條紋由紅到橙、由濃到淡、總是指向南北，乘客在航站樓內(nèi)不用擔(dān)心迷路。

T3航站樓的頂棚分為上、中、下三層結(jié)構(gòu)。頂部是金屬片構(gòu)成的膜狀結(jié)構(gòu)，主要起著遮光和保護(hù)作用，“鏤空”三角形采光屋頂采用透明玻璃，白天可向機(jī)場航站樓內(nèi)注入適量的天光，從而為航站樓提供基本照明而不消耗任何能量。

T3在白天光線充足的情況下，通過四周立面玻璃幕墻和天花采光頂引入自然光線，基本實現(xiàn)零排放，滿足室內(nèi)照明需要。

2.1.3 T3航站樓的地面（圖3）

航站樓地面以灰白色大理石為主，其表面光滑，具有鏡面反射的特點，能反射天花及周圍立面的光線，使光影在空間中產(chǎn)生上下呼應(yīng)。不但讓室內(nèi)空間顯得更寬敞，對光源的直接反射也讓每個人都產(chǎn)生了華貴感，增添了整個環(huán)境的奢華氣質(zhì)。高反射的大理石地面也是一把雙刃劍，它能將光線直接反射到天光上，產(chǎn)生眩光。眩暈如果在視線中停留很長時間，則會引起不適。

2.1.4 小結(jié)

在北京首都國際機(jī)場，T3照明環(huán)境設(shè)計的精髓主要體現(xiàn)在天花式自然照明系統(tǒng)上，它對自然光的引入和處理充滿了設(shè)計靈感和對乘客的關(guān)懷;而對人工照明系統(tǒng)的應(yīng)用則相對簡單直接。T3的照明環(huán)境在功能和能耗上無疑是設(shè)計中的典范。但是，在感情上，這種“直白”的人工照明系統(tǒng)，再加上“不同凡響”的層次感，給人的感覺更加冷淡。

飄逸的氣動式屋頂結(jié)構(gòu)和象征著中國傳統(tǒng)符號的龍形外型是其最大的特點，此外，設(shè)計師還特別采用了紅色作為其夜景的主色調(diào)。夜幕降臨，從空中俯視，T3航站樓猶如一條紅龍，頗為壯觀。這個候機(jī)樓沐浴在自然光以及紅色和金色人造光的環(huán)境中，其空間物理形態(tài)和條紋的紅色天花引導(dǎo)旅客穿過建筑物，到達(dá)、離開和登機(jī)口這三個主要目的地。這個巧妙的設(shè)計效果，通過前面的屋頂和斗拱來引導(dǎo)方向，大大減少了穿過機(jī)場的時間，使過境時間和在航站之間步行的距離縮短。。

2.2 北京大興國際機(jī)場航站樓

2019年9月25日，北京大興國際機(jī)場正式投入運營，作為總投資額高達(dá)800億元人民幣、年客流吞吐量達(dá)1億人次、飛機(jī)起降量80萬架次的巨型機(jī)場，北京大興國際機(jī)場被評為新“世界七大奇跡”之首。北京大興國際機(jī)場航站樓由法國ADP Ingenierie建筑事務(wù)所和扎哈·哈迪德（Zaha Hadid）工作室設(shè)計。航站樓按照節(jié)能環(huán)保理念，建設(shè)成為中國國內(nèi)新的標(biāo)志性建筑。航站樓設(shè)計高度50米，采取屋頂自然采光和自然通風(fēng)設(shè)計，同時實施照明、空調(diào)分時控制，采用地?zé)崮茉?、綠色建材等綠色節(jié)能技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)

2.2.1大興國際機(jī)場航站樓的外墻（圖4）

由于北京大興國際機(jī)場采用了“浴火鳳凰”的設(shè)計理念，因此該航站樓比整體外型較長，其幕墻面積約為71000㎡，主要系統(tǒng)分為立面大板玻璃幕墻系統(tǒng)、玻璃采光頂系統(tǒng)等，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，設(shè)計和施工十分困難。

為加強玻璃幕墻的強度，同時支撐整個結(jié)構(gòu)，航站樓中心區(qū)立面玻璃幕墻全面采用“無橫梁立柱外裝系統(tǒng)”，不僅使室內(nèi)空間規(guī)整、大，而且鋼柱采用銀灰色系，在幕墻玻璃的呼應(yīng)下不至于顯得太突兀和喧賓奪主，整體效果呈現(xiàn)在航站樓候機(jī)樓候機(jī)時，讓人視覺放松，但也不過于緊張。與此同時玻璃幕墻向內(nèi)傾斜立面，同樣可以減少人們眺望窗外時陰影對視線的影響。

在沒有雨霧的情況下，靠近玻璃幕墻側(cè)的空間完全可以通過自然光線滿足候機(jī)樓的照明問題，可以為國家節(jié)省大量的電力。。

2.2.2大興國際機(jī)場航站樓的天花（圖5）

新機(jī)場擁有世界上最大的屋頂面積，高達(dá)18萬平方米。候機(jī)樓的頂部主要自然采光系統(tǒng)包括一個中心天窗、六條形天窗、八個氣泡窗和貫穿指廊的中部采光帶等。

整座碼頭總共使用了12800塊玻璃，其中8000多塊用于屋頂。因為屋頂采用流線曲面結(jié)構(gòu)，所以8000個玻璃中沒有兩個是相同的。平面鋁網(wǎng)根據(jù)屋面曲面的變化有不同的角度，既可以避免強光照射，又可以滿足候機(jī)樓的自然采光要求。

為確保航站樓能夠達(dá)到低能耗、高亮度、高舒適性、易維護(hù)等特點，北京大興國際機(jī)場航站樓照明設(shè)計創(chuàng)新地采用了下射+上射投光的照明方式，既能將復(fù)雜的曲線型屋頂照亮，又能有效利用屋頂納米涂層鋁板折射的光線（高達(dá)90%的反射率），將整個航站樓空間照亮。

在功能性上，白柵為游客提供了向縱深移動的暗示，白柵將天光通過上層采光頂進(jìn)入，進(jìn)行一定程度的遮擋和漫反射，使足量的天光在此“停留”，在照明效果上起到了“光源”的作用，若將上層采光頂比作燈具中的燈泡，則下一層就是燈具的燈罩，在功能上使光線變得柔和可控的同時，達(dá)到一定的裝飾效果。

（1） 中央采光頂（圖6）

航站樓核心區(qū)屋面則由一個中央天窗、六條條形天窗、八個氣泡窗及貫穿指廊中部采光帶等組成頂部主要自然采光體系。屋面采光頂?shù)纳先f塊玻璃組成一個“自由曲面”，每塊玻璃都有唯一的“身份證”（規(guī)格尺寸均不相同），每塊玻璃中空層的內(nèi)部則是“智慧芯”——整齊排列的鋁網(wǎng)根據(jù)屋面曲面變化而有不同角度，不僅可避免強烈日照，還能滿足航站樓自然采光需求，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、美觀、人性化。

（2） 八個C形柱采光頂（圖7）

航站樓核心區(qū)按南北中軸線對稱分布了八個C形柱，每個C形柱部分都設(shè)計了采光頂結(jié)構(gòu)，形狀酷似“氣泡”。該部分采光頂采用了鋁結(jié)構(gòu)采光頂，“鋁”這個材質(zhì)用在采光頂結(jié)構(gòu)上非常罕見。

（3） 六道條形采光頂（其中5個是指廊部分采光頂）（圖8）

整個航站樓有六條長走道，為候機(jī)人從進(jìn)入機(jī)場后安檢后通往候機(jī)廳的必經(jīng)之路，該走道長期有大量客流量，其采用自然光源更是為新機(jī)場的節(jié)能添磚加瓦。

2.2.3大興國際機(jī)場航站樓的地面（圖9）

在候機(jī)大廳，地面選用淺灰色大理石材質(zhì)，增加了大廳的空間感和亮度，這樣的環(huán)境容易使人保持清醒的頭腦，使旅客產(chǎn)生一種家居的親切感，配合經(jīng)過二次反射的柔和光線，為旅客提供放松、自在的候機(jī)環(huán)境。

2.2.4小結(jié)

大興國際機(jī)場航站樓采光頂，大量采用鋁網(wǎng)玻璃，其基本原理是將鋁網(wǎng)固定在玻璃中空層內(nèi)，統(tǒng)一南北排列，據(jù)說能在遮蔽陽光的同時，將直射陽光通過漫反射進(jìn)入室內(nèi)，達(dá)到舒適的采光效果。這種又稱“智能遮陽天窗玻璃”，是航站樓新材料的應(yīng)用。

另外，北京大興國際機(jī)場也充分體現(xiàn)了“綠色科技機(jī)場”的理念，像首都國際機(jī)場T3航站樓就安裝了20000盞燈光，而面積較大的大興機(jī)場，僅安裝3千盞照明燈具，節(jié)能效果就達(dá)到30%-50%。

為確保航站樓能夠達(dá)到低能耗、高亮度、高舒適性、易維護(hù)等特點，北京大興國際機(jī)場航站樓照明設(shè)計創(chuàng)新地采用了下射+上射投光的照明方式，既能將復(fù)雜的曲線型屋頂照亮，又能有效利用屋頂納米涂層鋁板折射的光線（高達(dá)90%的反射率），將整個航站樓空間照亮。。

3 總結(jié)

在分別闡述了兩個國際機(jī)場航站樓的照明環(huán)境設(shè)計之后，總結(jié)一下機(jī)場航站樓的照明環(huán)境的共同設(shè)計要點。

3.1 全過程參與及與建筑的協(xié)調(diào)性

航站樓的整體室內(nèi)設(shè)計需要參與進(jìn)來，在整個設(shè)計的過程中，隨著航站樓室內(nèi)設(shè)計的變化和要求，進(jìn)行了不斷深入的合作設(shè)計。燈光效果及方式確定后，由室內(nèi)、建筑等專業(yè)人員確定各種燈具的安裝方式及安裝位置，以及外觀是否美觀，是否可以更好地與建筑室內(nèi)環(huán)境相結(jié)合，與航站樓整體效果相協(xié)調(diào)。機(jī)場的照明方案需要充分考慮不同功能房的照明效果，既要突出航站樓的特點，又要滿足功能要求，整體協(xié)調(diào)是實現(xiàn)良好照明效果的重要環(huán)節(jié)。

3.2 采用自然照明與節(jié)能

航空站周圍立面采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，白天可大量引入自然光，光線充足的情況下，室內(nèi)幾乎不需采用人工照明，可滿足室內(nèi)的照度要求，也不需考慮自然光的眩光問題，節(jié)省了大量能源。

但如何在引入自然照明時避免眩光的產(chǎn)生，是航站樓照明環(huán)境設(shè)計中必須解決的一大設(shè)計難題。傳統(tǒng)的解決方案是通過特制的玻璃，對引入的自然光進(jìn)行遮擋，散射，反射等處理，使得原本強烈耀眼的自然光更加柔和和舒適。

此外，還應(yīng)考慮到自然照明和人工照明的完美配合，將照明燈具嵌入格柵或天花中，將自然照明與人工照明相結(jié)合，能有效地解決直射式人工照明的不足，同時營造出整潔、高效的候機(jī)樓照明環(huán)境。

3.3照明方式的多層次應(yīng)用

直接照明：利用射燈等光源直接照明目標(biāo)空間。理論上對能量的直接利用最大，但缺點是容易產(chǎn)生眩光。首都國際機(jī)場T3航站樓的人工照明采用了直射照明技術(shù)。

非直接照明：通過反光板等具有反光特性的物體反射來照明目標(biāo)空間。盡管間接照明會導(dǎo)致小面積的能量損失，但是它的優(yōu)點是避免了眩光，創(chuàng)造了柔和的照明效果。通過對光源二次甚至更多的反射，實現(xiàn)了北京大興國際機(jī)場航站樓的主照明系統(tǒng)，從而營造了一個溫馨、柔和的照明環(huán)境。

半直射照明：通過散光片等透光性材料來照明目標(biāo)空間的光線。散光面板可使集中光源擴(kuò)散，使光線柔和均勻，避免眩光現(xiàn)象發(fā)生。

航站樓人工照明主要采用直接照明、間接照明和半直接照明三種照明方式，如何有效地利用三種照明方式的優(yōu)缺點，綜合運用，達(dá)到最佳照明環(huán)境，是航站樓設(shè)計中必須考慮的問題。

3.4模塊化的應(yīng)用

目前的設(shè)計行業(yè)基本上所有終端的照明環(huán)境設(shè)計都會采用模塊化設(shè)計思想，不僅能最大限度地降低照明生產(chǎn)和維護(hù)成本，還能保持照明環(huán)境元素的整體一致性。不僅僅是對照明環(huán)境的設(shè)計，只要到了大空間，總會發(fā)現(xiàn)模塊化的身影。

4 展望

航站樓建筑的照明在滿足不同功能區(qū)域各種功能要求的同時，也要達(dá)到美觀的要求，使照明與建筑及其裝飾完美結(jié)合，相互呼應(yīng)。

總體上說，機(jī)場航站樓的照明設(shè)計是一門藝術(shù)，在權(quán)衡好建筑設(shè)計與照明方案的同時，也要突出機(jī)場航站樓的特色，最大限度地利用這些能與航站樓藝術(shù)美感融為一體，節(jié)能環(huán)保，壽命更長的 LED筒燈，以達(dá)到完美的照度效果，為整個航站樓的照明工程增添一分色彩。

機(jī)場照明設(shè)計有別于一般的照明設(shè)計，它需要更多的與建筑配合，與建筑融為一體，不僅要滿足功能要求，更重要的是要能夠體現(xiàn)建筑照明的新奇和別致，給人以無限遐想的效果。對大空間進(jìn)行科學(xué)、合理的照明設(shè)計，其意義已經(jīng)不僅僅僅僅在于體現(xiàn)建筑本身的藝術(shù)效果，更重要的是對社會經(jīng)濟(jì)利益的改善和提升。

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