基于創新設計理念的城市廣場夜景照明工程

穆祥純

（北京市市政工程設計研究總院，北京市100082）

0 引言

2009年10月1日晚8時，天安門廣場舉行了盛大的國慶聯歡焰火晚會。喜慶熱烈、火樹銀花的天安門廣場成為一片歡樂的海洋，使每一個中國人都為之自豪。為迎接偉大祖國的60華誕，2009年6月之后，由北京市市政市容管委組織，對天安門地區以建國50周年大慶實施的改建夜景照明工程為基礎，更新和采用了高新技術照明產品，進一步提高了廣場照明工程的科技含量，提出要做到“主題鮮明、設計獨特、從不同視角看，都具有可觀賞性，與周邊環境相協調”的特點。此外，照明不但不能產生光污染，還要采用高新技術，凸顯節能和環保的理念。天安門地區夜景照明能耗節約十分顯著，總功率由原來的210.2 kW減少至100 kW。在采取了多項新技術后，天安門城樓紅墻、人民英雄紀念碑、金水橋、觀禮臺等處的夜景使用LED照明，使夜晚的光線變得更加柔和、莊重。據悉，天安門城樓紅墻泛光照明改造在保證墻面亮度及照度的前提下，大面積使用洗墻燈，大大提高了整體照明質量，最大限度降低炫光。人民英雄紀念碑和國旗桿基座更換新照明設施后，照明更加晶瑩剔透，更換了國旗桿基座四角的照明燈具，國旗桿更加突出。在原設計燈位的基礎上，金水橋照明安裝綠色節能LED照明設施。觀禮臺采用低電壓的LED照明設施，采用輪廓照明方式，對觀禮臺進行照明裝飾，達到不破壞觀禮臺景觀的整體性，體現和諧統一、簡潔大方、安全可靠。國慶之夜的天安門廣場絢爛奪目，流光異彩，令人難以忘懷。

以下結合設計方案和工程實施的全過程，簡要回顧一下當時的實施情況，特別是如何基于創新設計理念，對天安門廣場夜景照明工程進行改建的相關感觸和體會。

1 天安門廣場夜景照明改建前建、構筑物的照明狀況

天安門廣場位于北京市中心，南北長880 m，東西寬500 m，面積達44萬m2，可容納100萬人舉行盛大集會，是當今世界上最大的城市廣場；天安門廣場也是偉大祖國的象征和世人向往的地方。據考證，1271年元建大都，即今日北京。元大都按春秋《周禮·考工記》“前朝后市，左祖右社”規制修建。明占據元大都后改名為北平府，1403年改名為北京。1406年營建北京宮殿城池，1421年宮闕城池建成，明正式遷都北京。天安門是皇城正門，1417年竣工。當時稱承天門，1457年大火焚毀，明崇禎 17年（1644年）至清順治 8年（1651年）重建后，改稱天安門。明代承天門南面設有用6米高紅墻黃瓦圍起來的“T”字形廣場，叫天街，即現天安門廣場前身。廣場東西側有東、西長安門，南端是大明門（清朝大清門，辛亥革命后改稱中華門，現毛主席紀念堂位置），大明門至承天門千步廊兩側布置衙署，大明門南為棋盤街、百姓只能由北安門（現地安門）和棋盤街繞皇城走。清乾隆年間在東西長安門外各建了兩座三座門，并增建了南側圍墻，原T字形廣場有所擴大。

辛亥革命后拆除了東西長安門，改建為東西三座門，1914年拆除千步廊兩側朝房，東西長安街貫通。

新中國成立時，為迎接開國大典，整修了天安門廣場，展寬馬路，將石獅華表外移。1952年又拆除三座門，為興建人民英雄紀念碑；1954年拆除東西長安街上牌樓，展寬路面。1959年，為迎接國慶10周年，對天安門廣場拓寬，并在廣場中央建成了人民英雄紀念碑，在廣場的西側修建了人民大會堂、東側修建了中國革命博物館和中國歷史博物館；文革后，又在南側修建了毛主席紀念堂。北京的天安門廣場，既是世界上最大的城市廣場，也成為盛典游行檢閱和其它重要活動的場所，在1999年建國50年大慶之前，雖然經解放后多次興建和改建，天安門廣場的夜景照明有了很大的改善，但還存在許多缺陷和不能令人滿意的地方。因此，北京市市政府報請黨中央、國務院同意，決定對天安門廣場地面更換天然花崗巖石材、改建擴聲系統和金水橋改建大型彩色音樂噴泉的同時，全面改進廣場照明和周邊建筑物裝飾照明。作為總體設計單位，首先對圍合成廣場的建（構）筑物的照明情況進行了綜合分析，并對各建（構）筑物照明狀況進行了逐一分析，具體情況如下：

（1）天安門城樓

天安門城樓坐落在廣場的北端。天安門建于明永樂十五年（1417年），原名承天門，清順治八年（1651年）改建后稱天安門。城門五闕，重樓九楹，通高33.7 m。在2000余m2雕刻精美的漢白玉須彌基座上，是高10 m多的紅白墩臺，墩臺上是金碧輝煌的天安門城樓。城樓下是碧波粼粼的金水河，河上有5座雕琢精美的漢白玉金水橋。城樓前兩對雄健的石獅和挺秀的華表巧妙地相配合，使天安門成為一座完美的建筑藝術杰作。1949年廣場改建時，對天安門城樓增加了照明設備，并在以后歷年不斷改善。但仍存在如下缺陷：

a.城樓的照明：歷年來使用的燈具光源比較簡單，比如重檐歇山屋面沿襲使用白熾燈輪廓光，不能將15 m長的凹形大屋面照亮，而在承臺上及承臺下照明的泛光光源落后，光色差、光效低。

b.除城樓屋面外，檐下精致彩畫、柱廊點庫金的隔扇及漢白玉欄桿等均沒能充分表現。

c.沒能解決首長在節日之夜觀看廣場歡樂人群時，承臺下照射承臺、城樓的燈光產生較強的眩光。

d.城樓前金水橋長期沒有照明，缺乏城樓與廣場在整體光環境上的銜接，也缺乏對城樓照明的烘托。

改建前整體城樓的照明不夠生動、熱烈；缺乏感染力，不能給人以震憾之感。

（2）人民英雄紀念碑

1952年正式開工，1958年4月完工的人民英雄紀念碑是著名建筑師梁思成先生設計的，布置在正陽門和天安門中心，各距450 m，形成廣場的構圖中心。它的設計由兩層基座、碑座、碑身和碑頂織成。在照明上存在如下不足：

a.雖然在白天，淡紫色花崗石的碑身及具民族形式的蕗頂，在舒展敦實的兩層基座上比例適當、造型優美而莊嚴。但在每個節日之夜它顯現的僅是碑身。碑頂和兩層基座沒有照明。使人感到它不完整、不協調、不宏偉。

b.光源落后，光色差，照出的照片呈現綠光。總之，歷年來紀念碑的照明，不能形成廣場中心的地位，缺乏聚集力。

（3）人民大會堂

系建國10周年的十大工程，1959年8月竣工。面向廣場的一面長336 m，主體113 m長，高42 m，設計中借鑒中國傳統手法。整個建筑舒展端莊、宏偉。在照明上存在如下不足。

a.照明缺乏整體性、如113 m的正面主體光色不統一，光色較差，缺乏統一，而與副體即全長336 m的長度上也缺乏統一、協調。

b.整體照度不夠，從而缺乏魅力。

c.缺乏周圍環境對它的襯托如它東北角及正面入口兩側樹叢沒有照明等。

（4）革命歷史博物館（現國家博物館）

1958年十大建筑之一。它以前的照明缺乏統一，顯得雜亂并缺乏特色。其原因除照明本身外，它的立面統一已被各種設施如各種牌匾破壞及此次外裝修材料改了一半，形不成統一的色調。故其正面光色不統一，夜間也缺乏對內庭的表現。

（5）毛主席紀念堂

毛主席紀念堂位于北京天安門廣場中軸線南端，人民英雄紀念碑的南面，中華門原址，是中國共產黨在毛澤東主席去世后建造的紀念性建筑，也是存放前毛主席遺體的場所。1977年9月9日落成并對外開放。紀念堂是一幢方形建筑，坐北朝南，占地5.72 hm2，總建筑面積33867 m2。此前由于對該建筑物的夜景照明缺乏更多的認識和理解，只是對其牌匾進行投光式照明，大部分未做照明。

（6）天安門廣場和周邊步道

廣場上原有由周恩來總理親自主持審定的9球和13球蓮花燈。并在1997年迎接香港回歸時，安裝了4基高桿燈。但存在中心廣場亮度不夠，照度不勻，眩光比較嚴重。從廣場上看各建筑物也感到其內透光不足，色調不夠協調，缺乏完整性和層次感，也反映出其光色配置上、投光方向上顯得凌亂，減弱了廣場的圍合感。而廣場周邊步道的照明也存在照度不足的問題。

2 創新廣場夜景照明設計理念的技術路線

針對上述存在的問題，在創新城市廣場夜景照明設計理念的技術路線是：

（1）建立正確的設計理念

站在高視點去審視天安門廣場全局、觀察建構筑物總體，其設計理念為——要在光強、光色和照明方式等的統一協調的基礎上努力去刻劃特性，從而創造一種和諧、統一井富有變化的光環境。而正確的設計理念建立在對建筑學、景觀學、色彩學和攝影學等各方面的理解和運用上。

（2）明確和提高對天安門廣場及各建構筑物的性質、功能及重要性的認識。

天安門廣場是北京乃至全國的中心，周圍的建筑物都具有很強政治性，又是國家盛典的主要場所，它的照明是北京市夜景照明整體規劃的中心，十分重要。

（3）了解各建構筑物的設計特點

建筑物照明是在夜間渲染和表現建筑物的一種手段。優秀的照明能展示建筑物的完整、優美和設計特點并增加其魅力。為此應具有對建構筑物設計的審美水準，才能搞好它的照明。為此我們認真研究每個建筑物的設計特點，尤其是城樓的中國古建特色，努力用先進的光源和合理的照明方式去刻劃。

（4）提出總體夜景照明方案

天安門廣場的夜景照明應突出主體，充分展現出夜間圍合成廣場的建（構）筑物和廣場的藝術魅力，體現最新的科技成果。做到主體突出，既有統一、又有變化，要將照明、藝術與建筑融為一體，塑造一個宏大、和諧和充滿藝術魅力的夜景藝術造型，營造熱烈喜慶而又莊重典雅的歡慶氛圍。

各建（構）筑物的照度比例關系為：

a.以紀念碑為中心，其照度系數為2（600LX）。

b.天安門城樓照度為1(300LX)，金壁輝煌，雍容而不耀眼。

c.人民大會堂照度為0.8(240LX)。

d.革命歷史博物館照度為0.8(240LX)。

e.毛主席紀念堂照度為0.6(180LX)。

f.廣場內平日亮度平均要達到78LX，均勻度為0.32；一般節日亮度平均達到90LX，均勻度為0.26；重大節日亮度達到145LX，均勻度為0.31。要徹底解決廣場中心地區照度不均、亮度不夠、眩光較強的問題。

3 工程實施的創新點及效果

天安門廣場建（構）筑物夜景照明工程改建后，具有如下的創新點并呈現出前所未有的突出效果。

根據天安門廣場的性質，統一在一種莊嚴輝煌的色調之中，不用彩色光：采用總體光強、做到光色統一協調而又富有變化；既有中心、又有重點，還有一般的烘托；通過大膽的創新，使用世界上最先進的光源，并根據古建或新建筑的特點，突破古建先前未能解決的困難，努力去表現建構筑物的藝術魅力和建筑風格；既嚴格遵循避雷、防火、防紫外線及景觀方面的規范和要求，又能使用各種未使用過的照明手段去盡情描繪它們。從而達到既莊嚴、恢弘又熱烈、歡愉，使人們感受新世紀到來的喜悅。特別是祖國60年大慶在原有的基礎上，經過更換光源、燈具以及晚會的補充光源，使節日的廣場夜晚絢麗多彩、如同進入夢幻之感。

（1）天安門城樓

其創新點是：

a.首次在大型古建上使用泛光照射屋面，兩重檐的歇山屋面象熠熠發光的自發光體，手工操作的高低不一致的筒瓦和角度不一致的板瓦，形成整體屋面既一致又富變化的效果，加上輪廓光，屋面達到從未有過的亮度，展現了中國古建屋面剛直與委婉、纏綿與雄放融于一體的特色。

b.兩重檐下的斗拱彩畫及廊內隔扇增加照明、刻意表達了中國古建堂皇富麗而莊重威嚴強調中國古建濃郁的民族傳統和獨樹一幟的設色風格。

c.增加對漢白玉須彌座欄桿的照明，突出了城樓的穩定、敦實。

d.使用分段照明的方式，徹底解決首長觀禮時眩光的問題。

此外，在其他部分的照明也逐一加以改善，特別是針對古建筑凹形屋面的特點，專門研制出一種體形小、光速角窄，設置在瓦垅里的筒形“子母燈”，其子燈選擇14°的輸出角，照亮母燈照射不足的區域，并形成漸變的亮度，具有良好的顯色性，能充分表現琉璃瓦的特點和紋理。改建后的天安門城樓大屋面金壁輝煌、檐下和璽彩畫流光溢彩、赭紅色的城墻古樸莊重，使天安門城樓形成在中軸線上的重點，見圖1、圖2。

（2）人民英雄紀念碑

創新之處在于精心研究紀念碑的結構特點和突出其在廣場中的中心地位，其照度系數為2（600LX）。且以紀念碑為核心部位，解決了碑頂的照明、兩層基座的照明。為表達人們群眾對人民英雄的緬懷和崇敬之情，選用了莊嚴而親切的光色，大大提高了照度和整體性。在亮起來的毛主席紀念堂和高桿燈的環境中仍然形成廣場的中心地位。通過對碑頂增加照明設施、碑身用1 kW照明金屬鹵化物燈投射、基座增加150W埋地燈等技術手段，使碑體達到了“晶瑩剔透的效果”，突出人民英雄紀念碑在天安門廣場的中心地位，人民英雄紀念碑夜景照明改造后的照明效果顯著提高。

后來在2004年的國慶前，針對照明燈具產品的不斷發展和存在的問題，又對人民英雄紀念碑進行新的升級和改造，使得碑頂、碑身、浮雕、汗白玉欄桿、基座的層次更加分明，增加了臺階照明，增強了人民英雄紀念碑夜景照明的立體感；碑身整體色溫、平均照度有所降低，色溫的穩定性、照度均勻度有所提高；基本消除了影響執勤衛士值勤的眩光；保證了碑頂照明效果不會因部分器材失效而改變；用電量從80 kW降到60 kW節約了能源，見圖3。

（3）人民大會堂

總體統一在暖黃白色的親切和諧的光色中，加強了主體廊內的照度并取得變化，達到既統一又變化的效果，使人大會堂這個舒展宏偉的建筑物達到內容和建筑設汁及照明效果的統一。

其創新點是：

a.外立面統一光色和提高照度，并使光色統一在暖色調，以體現該建筑物原有的藝術魅力。

b.主立面廊柱內使用1000 W高顯色金鹵燈以提高照度，并形成層次感。

c.大會堂東北角的松樹采用綠色埋地燈，并通過提高照度與建筑照明有機銜接。

d.通過透光燈將樓頂的紅旗打亮。

人民大會堂的夜景照明見圖4。

（4）革命歷史博物館（現國家博物館）

創新點在于解決革命歷史博物館正面入口上旗徽兩側長期以來的陰影；對兩側廓柱頂的“蒙古包”其坡頂采用泛光照明將其打亮，并做到廓柱與“蒙古包”統一光色和照度均勻。其內庭對云杉進行藝術照明。在對革命歷史博物館外墻進行外投光照明的基礎上，在夜間開燈時將所有的白窗簾拉上，以提高整個立面照度后達到很好的照明效果；同時，將從天安門城樓上看到的暗面一律增加照明，見圖5。

（5）廣場照明

為進一步提高廣場的照度，廣場上在原有的9球和13球蓮花燈的基礎上，重新恢復中心廣場的4基高桿燈（分別為29 m和35 m），功率達51900 W，以彌補廣場照明的不均勻度，大幅度提高了廣場的整體照度和空間亮度，天安門廣場重大節日的平均照明度達到140 LX以上。

廣場上新添兩塊綠地的周邊加裝插裝式的低位欄桿，采用美氖燈沿綠地做輪廓燈，既照亮綠地，又為廣場補光；廣場周邊的315棵行道樹保留彩燈，各加裝（2只）彩色金鹵埋地燈，延至正陽門；金水橋的照明采用20盞透光燈，將五座石橋的外側漢白玉欄桿照亮，見圖6。

（6）毛主席紀念堂

毛主席紀念堂的夜景照明系清華大學建筑學院完成的。他們結合毛主席紀念堂的特點和建筑物的定位，在實施毛主席紀念堂的夜景照明工程中,從研究建筑特征入手以確定照明方法的必要性,提出了實施夜景照明綠色工程的緊迫性，提出了該建筑物夜景照明方案設計中需要注意把握的問題，通過泛光照明和內透光照明的方式，并確定要把握定位特性和注意節能的原則。該照明方案實施后，社會反響很大，當人們夜晚眺望毛主席紀念堂時，更增強了人民群眾對偉大領袖的無限愛戴和敬仰之情，見圖7。

（7）正陽門和前門箭樓

正陽門和前門箭樓作為天安門廣場南端的建筑物，亦應與整個天安門地區的夜景照明相呼應和協調。如眾所知，前門是正陽門的俗稱，包括箭樓和城樓，原由甕城墻連為一體，后因修地鐵路分割成了兩個部分。其夜景照明系由北京照明學會提出設計方案并組織實施的。這兩座全國著名的古建筑遵循“明亮、舒適和具有藝術感染”的原則，并參考天安門城樓等古建筑照明的設計理念和成功的做法，通過透光燈和泛光燈，使這兩座城樓藝術的亮了起來。此次60年大慶，正陽門和前門箭樓又經過大規模的改造，主要解決了城樓輪廓燈老化、時常斷亮等問題。全部更換輪廓燈外罩及光源后，采用能耗更低、光效更高的LED光源。改造后的城樓輪廓效果達到了連貫性，利用燈光的色彩、明暗組合，使城樓輪廓更加清晰、層次感更強；選用的LED燈比原有節能燈能耗節省了20%，同時延長了照明壽命。60年華誕之前進行的正陽門夜景照明改造工程，是其歷史上最大的一次夜景照明改造工程。在入夜時分，新型照明燈勾勒出正陽門的屋脊飛檐，將古老的正陽門和箭樓裝扮得古樸莊重和玲瓏剔透，見圖8、圖9。

總之，改建后的天安門廣場的夜景氣勢恢弘，絢麗多彩。天安門城樓的泛光燈由原來的224盞增加到2349盞，特別是在城樓屋頂上首次采用了附著式照明方式，設計安裝了新式子母型燈具，不僅大大改善了城樓屋頂的亮度，而且較好地解決了從城樓上看廣場的眩光問題。人民大會堂、中國革命歷史博物館和毛主席紀念堂在改造工程中，采用泛光照明和內透光照明相結合手法，在建筑物原有輪廓燈的基礎上，總共增加各類燈具2534盞，大大提高了建筑物的照明效果。天安門廣場夜景改造工程不僅保持了廣場的整體感，而且各建筑物相互呼應，層次分明，各有特色，使雄偉壯觀的天安門廣場在夜幕下得到了充分的體現。

4 感悟

在參與天安門廣場夜景照明工程的前期方案和工程實施的過程中，深感工程設計是工程建設的靈魂和先導。夜景照明工程作為天安門廣場改造和首都國慶50周年“亮麗工程”的重頭戲，正是在確定廣場照明總體方案和工程實施后，充分體現創新設計理念的指導思想和技術路線，依靠集體的智慧和力量，才使得天安門地區的夜景照明成為建國50周年大慶和60周年大慶的一道亮麗的風景線。

筆者有以下四點很深的感觸：一是必須進行設計理念的創新，應客觀的分析原有成果的主流、不足和產生問題的客觀環境，創新應建立在前輩們積累的幾十年豐富的工作經驗和豐碩成果的基礎上。二是應努力遵循城市夜景照明中“明亮、舒適和具有藝術感染”的原則，將建筑學、景觀學、色彩學和攝影學等各方面的知識和案例有機的結合起來，改變原有僅僅單純照明的思路，創造性的開展工作。三是注重現場試驗和綜合分析的方法，以及科學比對試驗的方式，確定方案和工程實施是一個系統、復雜和動態的過程。四是人們客觀事物的認識總是隨著社會經濟的發展而不斷提高的，此次祖國60華誕對天安門地區夜景照明進行新一輪改造和提升正說明了這一點，對事物的認識應基于“沒有最好，只有更好”的理念。

而當初為將天安門城樓的大屋面照亮，并使整個城樓達到金壁輝煌、流光異彩的效果，當時曾以天安門后面的端門城樓檐頂為試驗模型，進行“一比一”的照明燈具試驗，從中確定最終的方案。這樣的試驗進行過十幾次。為此，許多同志都付出辛勤的汗水。筆者曾親自登上天安門城樓的大屋面、人民紀念碑的碑頂以及歷革博的“蒙古包”，以了解第一手資料。

北京市政工程設計研究總院作為總體設計和工程項目總包單位，于建國50周年大慶前夕，完成了故宮紫禁城、新華門城樓的夜景照明工程。在“北京城市夜景照明優秀點（景區）評比”中，天安門廣場照明工程被評為特等獎、紫禁城夜景照明工程和新華們城樓被評為一等獎，天安門廣場改建工程也被評為“特別魯班獎”。這些夜景照明工程被廣大市民和社會各界所喜愛，見圖10。

我國著名照明學家、清華大學詹慶旋教授曾撰文指出：“照明=科技+藝術。拙劣的設計不如沒有設計。光環境的設計絕不應當局限于滿足照度標準這個水平上。它有明亮、舒適和具有藝術感染力三個層次，在每個層次上建筑師都能發揮主導作用。因此，建筑師和規劃師應當主動了解光、體察光、運用光，積極參與光環境的設計，從方案構思到施工圖完成，全過程地把光融人到自己的規劃和創作之中，為城市和建筑增光添彩。”詹慶旋教授的感言，發自肺腑，值得人們去回味和思考。

5 結語

一份耕耘，一份收獲。回首十年前在天安門廣場夜景照明工程中，通過創新設計理念，剖析存在問題，將多學科的知識有機地結合起來和綜合運用，依托科學試驗汲取第一手資料，并吸收各方面領導、專家、學者的寶貴意見，最終確定實施方案；通過夜景照明的成功實現，達到了古都風韻與現代文明相映生輝的效果，這也是首都人民向全國人民交出的一份答卷。而祖國六十華誕的國慶之夜的天安門廣場，9000 m2的“光立方”和三維煙花，以及6萬人的載歌載舞更使廣場呈現一片歡樂的海洋，向全世界展示了偉大祖國的嶄新面貌和輝煌成果。