超大展館超窄線型燈的安裝及其燈光效果技術(shù)研究

黃佳麗（上海市建筑裝飾工程集團(tuán)有限公司，上海 200072）

1 工程概況

某館作為上海市政府十三五期間建設(shè)的一座重要大型科普?qǐng)鲳^。主展區(qū)分為“家園”“宇宙”“征程”三個(gè)緊密相聯(lián)的大型展區(qū)。

空間意象：時(shí)空區(qū)域的空間意象是由宇宙大爆炸展開(kāi)的時(shí)空之網(wǎng)而來(lái)的，時(shí)間、空間、光都由此誕生，因此時(shí)空區(qū)域的視覺(jué)表達(dá)傳遞的是時(shí)空的維度概念，從空間表現(xiàn)形式來(lái)看，由經(jīng)緯線構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)覆蓋了整個(gè)區(qū)域。

經(jīng)緯結(jié)構(gòu)：時(shí)空區(qū)的立面與頂面由超細(xì)發(fā)光線性燈條組成的經(jīng)緯結(jié)構(gòu)，經(jīng)緯格框間穿插排布了圖文燈箱、顯示屏、媒體展示面、立體展柜等。其中本項(xiàng)目難度最高的部分就是發(fā)光的經(jīng)緯結(jié)構(gòu)，如何將經(jīng)緯的形成沒(méi)有斷面？如何實(shí)現(xiàn)懸空的感覺(jué)同時(shí)還要考慮超窄發(fā)光面的安裝技術(shù)？經(jīng)過(guò)充分的研究和試驗(yàn)，一套可執(zhí)行且效果完美超細(xì)發(fā)光線型燈的方案。

2 特點(diǎn)難點(diǎn)分析

宇宙由看得見(jiàn)的物質(zhì)和看不見(jiàn)的暗物質(zhì)暗能量組成，天文館的展示空間恰好對(duì)應(yīng)這個(gè)構(gòu)成，展品展項(xiàng)對(duì)應(yīng)了“看得見(jiàn)的物質(zhì)”，而容納展品展項(xiàng)的空間就好比這“暗物質(zhì)”，因此整個(gè)天文館的基調(diào)是“暗”的，象征了浩瀚的宇宙與天體之間的關(guān)系。

暗環(huán)境的考驗(yàn)在暗環(huán)境中體現(xiàn)單一展品的“亮”是容易實(shí)現(xiàn)的，但是將體量龐大、數(shù)量眾多的展品展項(xiàng)聚集到一起的時(shí)候，要維持暗環(huán)境且體現(xiàn)空間環(huán)境氣氛則是難題了。同時(shí)線型燈的無(wú)斷點(diǎn)，超窄線型燈也是一個(gè)難點(diǎn)，這個(gè)也是保障燈光效果的因素。

3 技術(shù)分析

對(duì)于線型燈的效果，采取了幾個(gè)方面優(yōu)化。第一保證整個(gè)設(shè)計(jì)效果為地坪留縫與線型燈發(fā)光面上下跟通設(shè)計(jì)，則線型燈發(fā)光面的寬度不能超過(guò) 3 m。為了減少整體線型燈的寬度，進(jìn)行燈窄邊考慮，同時(shí)考慮到光源等因素，最后選用寬邊為 11 mm 其中發(fā)光面為 3 mm，深度為 11 mm 的線型燈。此方法是優(yōu)化線型燈的寬度。

第二為了保證與線型燈總寬度一致，最后選用 40 mm×10 mm×1.5 mm 鋼架進(jìn)行連接固定。若鋼架寬度超過(guò)線型燈的寬度，會(huì)引起整體立面上的不美觀。若鋼架寬度窄于線型燈的寬度，會(huì)引起整體線型燈的不穩(wěn)定性，此方法是對(duì)懸空鋼架的優(yōu)化。

第三為了解決線型燈的安裝形式，不影響燈具的外觀同時(shí)考慮到燈具的牢固，最后選用螺絲緊固、硅膠封閉連接。在直線燈座居中位置采用螺絲與鋼架連接，間距 200 mm，陽(yáng)角燈座與陰角燈座交每 200 mm 間距螺絲交叉固。在燈座邊緣位置采用硅膠封閉。燈具在與鋼架之間通過(guò)磁吸的形式進(jìn)行固定，磁鐵與燈座卡槽內(nèi)采用 502 膠水固定。磁鐵條長(zhǎng)度 20 mm，在懸空感鋼架間距每 800 mm 長(zhǎng)度中均分放置6 個(gè)磁條，磁鐵條在安裝時(shí)起到調(diào)平調(diào)直作用。安裝節(jié)點(diǎn)如圖 1 所示。

圖1 陽(yáng)角線型燈安裝節(jié)點(diǎn)圖

第四因燈光發(fā)光面窄、上下線全部跟通，就設(shè)計(jì)了幾款不同的燈罩安裝形式：十字切割安裝、T 字切割安裝、L 字切割安裝、陽(yáng)角切割安裝，陰角切割安裝，通過(guò)不同位置的區(qū)域設(shè)計(jì)出不同線型燈的安裝組合形式。

在陰陽(yáng)角與橫向結(jié)合節(jié)點(diǎn)處采用切割燈罩，在切口位置會(huì)存在剪切毛刺，輕微扭曲，故切割處均會(huì)使用銼刀打磨平整后進(jìn)行燈罩安裝。切割燈罩所使用的工具有：頂切鉗、斜口鉗、小臺(tái)鋸、銼刀，如圖 2 所示。

圖2 燈罩切口劃線工具

4 施工工藝

大量采用 LED 線型燈，根據(jù)燈具的外型尺寸、安裝部位、安裝形式確定固定方式。根據(jù)燈具的具體重量經(jīng)過(guò)認(rèn)真核算，該效果的的墻面和頂面的經(jīng)緯線龍骨均采用80mm×60 mm 鍍鋅方管型材制做支架，做好后，根據(jù)燈具的安裝位置，用預(yù)埋件或用脹管螺栓把支架固定牢固。附和光纖燈的龍骨采用框架型材為 10 mm×40 mm 的中空不銹鋼，間格為 800 mm×800 mm 正方形（每格有 1 ～ 3 mm細(xì)微偏差）。涉及到的交界面除了平面外還有陰角面和陽(yáng)角面。完整的框架從線條燈的系列直至配件上，精確到每個(gè)細(xì)節(jié)處理。此框架結(jié)構(gòu)既保證了對(duì)于 4.1 m 隔墻的穩(wěn)定性，同時(shí)也保證了懸空超窄發(fā)光面的效果。線型燈節(jié)點(diǎn)如圖 4所示。

圖4 線型燈節(jié)點(diǎn)

第五施工中避免不了的偏差，有偏差就會(huì)產(chǎn)生漏光，則在非出現(xiàn)位置端蓋出線孔，配備專用鋁箔膠片以達(dá)到防止漏光作用，端蓋中間通孔作用是便于線型燈走線，如圖 3所示。

圖3 鋁箔膠片

燈體背面附磁吸條，安裝線性燈具前在裝飾單位已完成的不銹鋼龍骨結(jié)構(gòu)表面焊貼薄鐵片，厚度約為 1 mm，燈具拼接完成測(cè)試后，在連接件結(jié)合位置使用緊固件固定至背面不銹鋼龍骨框架，以保證不會(huì)因?yàn)槿藶樗撼?，?dǎo)致線性燈具脫落，增加牢固性和安全性。線型燈模型如圖 5 所示。

圖5 線型燈模型

然而時(shí)空空間內(nèi)大量應(yīng)用到線型燈，燈具超小體積斷面只有 12 mm×10 mm，出光面只有 2.5 mm。燈具安裝在鋼結(jié)構(gòu)上?，F(xiàn)場(chǎng)龍骨結(jié)構(gòu)拼接完成后，精度偏差較大，立面高度 4 100 mm，導(dǎo)致誤差在 2 cm 左右，但若出光面在 1 mm 的間距時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)較大的漏光面，是不能接受的。則面對(duì)燈具出光寬面才 3 mm，對(duì)安裝精度的控制考驗(yàn)很大。則對(duì)切割的工具有所講究。則采用游標(biāo)卡尺輔助精準(zhǔn)測(cè)量尺寸，現(xiàn)場(chǎng)放置操作臺(tái)，針對(duì)不同位置的尺寸切割。同時(shí)一般切割工具要計(jì)算角度，切割片等的誤差值，不宜把握。針對(duì)這款燈具的面罩切割，定制了各角度的切割刀具，設(shè)置限位標(biāo)尺，可精準(zhǔn)切割。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，制定了超細(xì)線性燈具型材采用鋁合金材質(zhì)，表面做黑色噴塑處理，發(fā)光面僅 2.5 mm，型材整體面寬 10 mm，高 12 mm，定制直線型材及連接組件共計(jì) 9款，緊固件共計(jì) 8 種，如圖 6 所示。幾種不同規(guī)格的超窄燈具，并采取一種裝配式手段來(lái)安裝實(shí)現(xiàn)，如圖 7 所示，避免了誤差同時(shí)也保證了整體效果的實(shí)現(xiàn)。

圖6 配套固定件

圖7 不同安裝手法

超窄線條燈具，主要分為 3 個(gè)大部件，型材底座、柔性燈板、控光面罩。在不銹鋼龍骨安裝結(jié)構(gòu)表面焊貼 2 mm 厚鐵片。再安裝燈具型材底座，利用線性燈型材背后的磁吸功能，將所有型材底座的按尺寸裁切后先磁吸定位，然后按照先排經(jīng)線，后排緯線，先排上部、后排下部，先排轉(zhuǎn)角、后排平面的順序依次進(jìn)行定位拼合整齊后加專用結(jié)構(gòu)膠固定，保證打螺絲固定時(shí)，不跑偏移位。結(jié)構(gòu)膠固化后，在定位孔內(nèi)打螺絲固定。同時(shí)不同位置根據(jù)實(shí)際情況制作不同形狀的燈具模塊底座，如圖 8 所示。

圖8 燈具安裝

一字燈具模塊底座孔位加工首先通過(guò)調(diào)節(jié)、確認(rèn)角度推盤角度標(biāo)識(shí)對(duì)準(zhǔn) 90° 位，然后裝回進(jìn)料擋板，調(diào)整好切割距離，注意切割時(shí)必須壓緊材料，材料與推盤必須緊密貼合，同時(shí)切割 10 cm 長(zhǎng)度的一字燈罩安裝在底座上用于孔位位置定位，燈罩兩側(cè)面對(duì)齊鐵架兩側(cè)面，而且底座型材離垂直鐵架側(cè)面距離 ≤10 mm，接著對(duì)齊位置后用記號(hào)筆標(biāo)記鉆孔位置，最后對(duì)齊記號(hào)點(diǎn)位，用 M 2.6 專用進(jìn)行鉆孔加工。

陽(yáng)角型材模塊底座孔位加工首先將型材底座貼緊鐵架方形管兩垂直面，而且底座型材離垂直鐵架側(cè)面距離 ≤10 mm（a）如圖 9 所示，后續(xù)與一字燈具模塊底座孔位加工基本一致，用對(duì)齊位置后用記號(hào)筆標(biāo)記鉆孔位置，最后對(duì)齊記號(hào)點(diǎn)位，用 M 2.6 專用鉆頭進(jìn)行鉆孔加工。陰角型材模塊底座孔位加工與陽(yáng)角和一字燈具做法基本類似，造型上產(chǎn)生了差異。

圖9 陽(yáng)角型材模塊底座孔位加工

如圖 10 所示，其次對(duì)鋁材底座進(jìn)行固定，每個(gè)不同型材的固定都有差異，如一字型材底座固定橫平豎直不能有扭曲，陽(yáng)角陰角安裝是需要兩垂直面固定螺絲孔錯(cuò)開(kāi)固定（a）。

圖10 鋁材底座進(jìn)行固定

其次，型材底座完成后，放置柔性燈板，整體拼搭完成后進(jìn)行電源連線，24 V 電源線需剝皮后用焊錫焊連，并用熱縮套管收頭，尾線彎折入型材背部線槽內(nèi)收納平整，頭燈線接入電源驅(qū)動(dòng)，每完成一個(gè)回路接臨電試亮。所有電源進(jìn)線點(diǎn)均設(shè)置在龍骨頂部，匯線盡量在結(jié)構(gòu)內(nèi)穿孔出線，盡量減少外漏管線。不同位置安裝光源，拼接（燈板必須粘貼平整可靠，位置準(zhǔn)確，根據(jù)分組需要可用烙鐵焊線連接燈板）。

對(duì)線性燈燈具拼接完成，再進(jìn)行接線試通測(cè)試，最后加蓋亞控光面罩。采取豎向通長(zhǎng)從頭到底貫通，橫向按照單格單段對(duì)撞到豎向勻光面，減少因多關(guān)節(jié)拼接帶來(lái)的肉眼可見(jiàn)的拼縫。

所有勻光面安裝完畢，通臨電測(cè)試。仔超細(xì)線條燈的供電采用具有 DMX 512 調(diào)光功能的 150 W 電源驅(qū)動(dòng)，電源驅(qū)動(dòng)輸入為 220 V，輸出為 24 V，燈具頭燈線壓如電源驅(qū)動(dòng)的輸出端接線柱。DMX 512 信號(hào)線做網(wǎng)線水晶頭插入電源驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入及輸出端口，電源驅(qū)動(dòng)之間走網(wǎng)線手拉手串接?？刂苹芈穯尉€接入光電隔離信號(hào)放大器設(shè)備，接受分控制輸出程序信號(hào)控制。

整個(gè)系統(tǒng)試按照“分區(qū)域、分系統(tǒng)施工 → 回路調(diào)試 →分區(qū)域、分系統(tǒng)調(diào)試 → 系統(tǒng)調(diào)試 → 聯(lián)合調(diào)試”的方式進(jìn)行，只有單系統(tǒng)調(diào)試合格后才能進(jìn)行多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。需要逐個(gè)區(qū)域細(xì)致地進(jìn)行，對(duì)每個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)整、驗(yàn)證，以達(dá)到最佳效果，直至整個(gè)效果滿意為止。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)線型燈的燈具的外型尺寸、安裝部位、安裝形式確定固定方式，反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，安裝模擬實(shí)驗(yàn)。同時(shí)根據(jù)燈具的具體重量經(jīng)過(guò)認(rèn)真核算，確定固定支架的規(guī)格根據(jù)對(duì)燈具安裝位置的研究，進(jìn)行超窄面不同形式的組合，達(dá)到了預(yù)想的天頂?shù)匦纬删W(wǎng)狀的效果。運(yùn)用了不同光的語(yǔ)匯，形成了和諧與獨(dú)特的空間環(huán)境。