淺談海上城戶外夜景照明工程設計

施尉（廈門合立道工程設計集團股份有限公司）

?

淺談海上城戶外夜景照明工程設計

施尉
（廈門合立道工程設計集團股份有限公司）

【摘要】本文通過對海上城夜景照明工程設計全過程的敘述，結合《城市夜景照明設計規范》對戶外建筑夜景照明效果實現問題進行經驗的分享和探討。

【關鍵字】夜景照明；配光角度；平均半柱面照度；遮光板

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

筆者借海上城夜景照明設計的經驗，結合《城市夜景照明設計規范》JGJ/T163-2008（以下簡稱《夜規》）對戶外燈光的要求，進一步闡釋做好戶外夜景照明設計的不易以及在設計過程中要注意的細節。

1　設計前期準備

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構。

⑵了解建筑師的設計意圖。該建筑方案由英國阿特金斯建筑設計公司設計，建筑理念為“白鷺”，象征該項目為美麗鷺島廈門的地標性建筑，因此夜間延續了建筑的靈魂，運用“白鷺”為設計理念，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》3.1.2條中提及的“注重整體藝術效果，突出重點”的設計原則不謀而合。

⑶實現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照明。結合《夜規》附錄A城市規模和環境區域的劃分，將該項目定性為大城市的E3區，為接下來燈具的選擇提供依據。如圖1。

圖1　建筑理念“白鷺”圖

2　照明設計/施工圖階段

⑴燈具類別及布燈原則

結合方案效果，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。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，卡槽的尺度在白天不應影響建筑外立面效果，如圖2。

⑵燈具參數的確定

確定所選用的燈具是實現燈光效果的關鍵，需要滿足以下參數要求：

①燈具的出光需要滿足設計預期的效果，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置的燈具，燈具的尺寸尤其重要）。

④確定燈具參數后，利用《夜規》附錄B半柱面照度地計算、測量和使用計算出相應的半柱面照度，并對照《夜規》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能指標，避免造成光污染。

根據上述對燈具的要求，結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安裝，對室內及室外都不應產生眩光。綜上所述該項目所選擇的LED線型投光燈燈具技術參數為：

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燈具對內設置防眩光板，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》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）；

∑——所有有關燈具貢獻的總和；

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——光源光通維護系數與燈具維護系數的乘積。

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　燈具參數圖

I(C,γ)根據燈具廠家提供的配光曲線及數據約為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°，根據建筑圖紙得知H=1.35m；光源光通維護系數暫取0.9；燈具維護系數根據《夜規》表4.1.3選擇取0.6；經計算ESC=76.2LX，滿足《夜規》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，在設計過程中，繪制狹小空間的燈具安裝節點，并通過專業建模軟件，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控制系統設置

①控制方式：本工程采用DMX512控制協議實現燈光灰度級變化，該控制協議符合國際上通用的多路燈光控制器USITT標準，傳輸速率可達250K。

②控制需實現的效果：本工程需實現三段演繹效果,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點光源應能實現明暗變化，并且能與LED線型投光燈互動。

控制器分布與設置：本工程主控制器設置于地下室工程部內，分控器集中設置于1#樓酒店5F，13F，2#樓辦公11F，設置于1#樓酒店5F的分控器負責管控裙房部分的LED線型投光燈及LED點光源，由于分控器數量及控制線數量較多，將分控器集中設置于1#樓酒店的13F避難層，可以大大節約弱電豎井空間及減少后期維護對酒店造成的影響，并且酒店13F及辦公11F均屬于中間層，統一的集中出線不僅可以減少玻璃幕墻開孔數，還能有效地減少管線在卡槽內敷設的數量。具體設置如圖10所示。

圖10　燈光控制系統圖

控制器參數如下：

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，視頻處理能力達到1024×512/60Hz；

②動態視頻清晰流暢，無運動拖尾和鋸齒現象；

③系統軟件是全中文界面，簡單易懂，操作簡便。

⑵分控器/大峽谷DMX-X6D，主要功能：

①主要接收主控器發來的像素數據幀，按照自身設置的地址，取出像素幀中的對應部分數據，經格式調整后按特定的時序從控制端口發出，控制LED燈發光變色。

②分控器設有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（當線路過長時，應考慮信號衰減問題）。

3　總結

目前項目施工單位已進場，并積極配合玻璃幕墻進行示范段燈具的安裝。經過2輪的試燈環節后，發現現場燈具安裝的難度較大，玻璃幕墻預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的遮光板能有效防止對內的眩光，但是由于施工的誤差導致遮光板突出卡槽，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）。根據現場遇到的問題，決定增設對外遮光板，并且遮光板長度在垂直面上要與對內遮光板平行，避免通過反射再次造成眩光，遮光板材質表面加磨砂黑色烤漆，降低反射系數，有效控制眩光。

試燈環節對夜景照明的成功實施有著重要的意義。現代的建筑中材質多、造型多，如何能將有整體藝術效果又符合照明標準的夜景帶給世人是值得廣大照明設計師探討的，希望借由本項目的設計經驗能為照明的可實施性提供幫助。

【參考文獻】

[1]JGJ/T 163-2008，城市夜景照明設計規范［S］.

[2]北京照明學會照明設計專業委員會.照明設計手冊(第二版) ［M］.

[3]GB 50034-2013，建筑照明設計標準［S］.