奧林匹克塔照明工程中的照明效果檢測(cè)

馬 曄，張金剛，劉思辰，關(guān)艷明，高 偉

(北京清城品盛照明研究院有限公司，北京 100085)

引言

隨著照明工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的增加，業(yè)主在確定照明設(shè)計(jì)方案的階段，已經(jīng)不再滿足于只根據(jù)照明設(shè)計(jì)效果圖來(lái)選擇設(shè)計(jì)單位，而是更加關(guān)注設(shè)計(jì)方是否有有效的技術(shù)手段來(lái)落實(shí)方案。LED照明產(chǎn)品的使用，使得設(shè)計(jì)師不再能夠憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇燈具，其導(dǎo)致的照明方案的實(shí)施和設(shè)計(jì)效果圖的差異已成為大家關(guān)注的問(wèn)題[1-5]。各大設(shè)計(jì)院等設(shè)計(jì)方都在積極探索保障照明設(shè)計(jì)效果落地的途徑。

我們?cè)趯?shí)際照明工程中探索了一種可行方案，即通過(guò)效果檢測(cè)與設(shè)計(jì)各流程的配合，增加亮度、光色等效果指標(biāo)。我們將根據(jù)重要地標(biāo)性建筑——北京奧林匹克觀光塔照明工程項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，介紹照明工程實(shí)施過(guò)程中照明效果的檢測(cè)與重要作用。

1 項(xiàng)目前期調(diào)研中的檢測(cè)

照明設(shè)計(jì)開(kāi)始階段，對(duì)周邊環(huán)境的調(diào)研是必不可少的，一般包括周邊各重要建筑的亮度分布等。對(duì)于夜景照明改造項(xiàng)目，對(duì)目標(biāo)建筑現(xiàn)狀照明情況的調(diào)研也是重點(diǎn)之一。在本案例中，我們與設(shè)計(jì)師共同制定調(diào)研方案，確定奧林匹克塔的各視點(diǎn)分布(見(jiàn)圖1)。奧林匹克塔作為中軸線的北端至高點(diǎn)，高246 m?？諝饽芤?jiàn)度高時(shí)，在7～9 km可見(jiàn)，為城市視點(diǎn)，為輔視點(diǎn)；在2 km以內(nèi)，是主要的視看點(diǎn)。所以該項(xiàng)目在2 km以內(nèi)選取遠(yuǎn)視點(diǎn)、中視點(diǎn)、近視點(diǎn)三類視點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試(如圖1所示)。

圖1 各視點(diǎn)的分布Fig.1 Distribution of the view point

1)近視點(diǎn)100 m數(shù)據(jù)。近視點(diǎn)選取南向100 m數(shù)據(jù)，該位置為奧林匹克塔的下方的中軸線廣場(chǎng)，人流較大，主要為仰視觀看,見(jiàn)圖1(a)。冠環(huán)亮度∶冠頂亮度∶塔身亮度為83∶7∶1，塔身亮度約為0.8 cd/m2?？v向均勻度約為0.14，在視看效果上塔頂與塔身脫節(jié)。

2)中視點(diǎn)南向1 500 m數(shù)據(jù)。該視點(diǎn)位于鳥(niǎo)巢和水立方南側(cè)廣場(chǎng)，視野內(nèi)出現(xiàn)鳥(niǎo)巢、水立方、玲瓏塔、奧林匹克塔四個(gè)主要建筑，見(jiàn)圖1(b)。水立方發(fā)光面積較大，亮度在5～8 cd/m2之間，玲瓏塔和鳥(niǎo)巢的亮度也明顯高于奧林匹克塔的亮度。在該視野中，奧林匹克塔的面積最小，亮度最低，僅為2.1 cd/m2，缺少地標(biāo)建筑的引領(lǐng)作用。

3)遠(yuǎn)視點(diǎn)南向2 200 m數(shù)據(jù)。在該視點(diǎn)中，增加了盤古大觀建筑。該建筑上屏幕亮度最高，鳥(niǎo)巢、水立方和玲瓏塔的亮度次之，但都高于奧林匹克塔，奧林匹克塔并不能被明確辨識(shí)，見(jiàn)圖1(c)。

經(jīng)過(guò)以上視點(diǎn)的調(diào)研和數(shù)據(jù)分析，原有照明在近視點(diǎn)上塔頂塔身亮度脫節(jié)，中、遠(yuǎn)視點(diǎn)上整體亮度偏低。在此調(diào)研基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)師重新設(shè)定亮度層次，提升縱向亮度均勻度，提高整體亮度。

2 照明設(shè)計(jì)效果實(shí)驗(yàn)中的檢測(cè)

設(shè)計(jì)師提出設(shè)計(jì)要求，在亮度上的要求是提升塔身亮度，減小冠頂和塔身的亮度比。通過(guò)對(duì)塔身立面投光增加近觀立面亮度，結(jié)合LED點(diǎn)屏的形式增加遠(yuǎn)觀視看距離。以下是模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，檢測(cè)工程師配合設(shè)計(jì)師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集分析的過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)部分，第一部分是LED點(diǎn)屏的照明，是提升塔身亮度的主要方式。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)確定合適的亮度。第二部分為投光照明，通過(guò)精確投光，照亮塔身的各部位提高整體亮度。

第一部分的實(shí)驗(yàn)由兩個(gè)步驟構(gòu)成。第一步是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)置在100 m的塔內(nèi)實(shí)際安裝位置，由4 m×4 m的實(shí)驗(yàn)板構(gòu)成。見(jiàn)表1。在主要視點(diǎn)測(cè)試該部分的亮度，并進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

表1 LED點(diǎn)屏測(cè)試數(shù)據(jù)

第二步為在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的色彩實(shí)驗(yàn)和控制實(shí)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)是以體現(xiàn)東方審美為主，色彩主要使用調(diào)和色，色彩實(shí)驗(yàn)是保障細(xì)膩效果的重要檢測(cè)項(xiàng)。不僅需要芯片的主波長(zhǎng)符合設(shè)計(jì)要求，還需要低階啟輝，使得色彩可以在更小的亮度上實(shí)現(xiàn)疊加調(diào)和。圖2為兩種不同波譜構(gòu)成的光源，其顏色差異將導(dǎo)致最終顏色效果的呈現(xiàn)。

控制方面的檢測(cè)，是使用點(diǎn)屏等方式保障效果實(shí)現(xiàn)的重要檢測(cè)部分。為保障實(shí)現(xiàn)豐富逼真的變幻效果，對(duì)LED光源的芯片位數(shù)、幀刷新頻率、灰度等級(jí)和變化、γ校正值等進(jìn)行了測(cè)試。

第二部分為確定立面投光效果時(shí)，多組燈具的效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)步驟，第一步為基礎(chǔ)亮度測(cè)試，即在沒(méi)有投光燈的情況下，塔身的亮度。第二步為增加投光燈后，亮度測(cè)試，見(jiàn)圖3。第三步為實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的配光曲線，通過(guò)精確的光束角來(lái)保證沒(méi)有多余的光線投射到塔身之外。 第一、第二步的差值為投光燈增加的亮度。設(shè)計(jì)師現(xiàn)場(chǎng)在近視點(diǎn)、中視點(diǎn)和遠(yuǎn)視點(diǎn)三個(gè)位置的主觀評(píng)價(jià)，確定該亮度與周邊亮度的差值比例范圍。

圖3 投光燈現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Fig.3 The spot light test data

經(jīng)過(guò)以上數(shù)據(jù)的對(duì)比，選取投光亮度為3.2 cd/m2和亮度為3.7 cd/m2的燈具，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試半峰邊角，選擇投射距離與被投射面最貼切的燈具以減少光污染。

3 照明效果驗(yàn)收中的檢測(cè)

在照明工程項(xiàng)目實(shí)施結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)價(jià)，在驗(yàn)收中應(yīng)同時(shí)結(jié)合主觀判斷及客觀測(cè)量。由于照明效果呈現(xiàn)有多種模式，但奧林匹克塔整體亮度在5.8～10.5 cd/m2之間，比原整體亮度提升了2～5倍，見(jiàn)圖4。這使得奧林匹克塔在晴朗天氣在中軸線中部亦可見(jiàn)，起到了地標(biāo)引領(lǐng)的作用。

靜態(tài)照明效果下，各部位的亮度數(shù)據(jù)為冠環(huán)亮度45 cd/m2，冠頂亮度為18.5 cd/m2，塔身投光亮度為3.7 cd/m2，它們之間的比例約為12∶5∶1，提升了塔身的亮度，形成了整體感，達(dá)到了設(shè)計(jì)提出的照明效果。

圖4 奧林匹克塔照明的實(shí)景照片F(xiàn)ig.4 The lighting scene of Olympic Tower

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)奧林匹克塔照明工程案例的介紹可以看出，照明效果檢測(cè)若貫穿照明工程的全過(guò)程，則可最大限度地為照明設(shè)計(jì)方案的落地提供保障。在照明設(shè)計(jì)之初，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)研分析，找出問(wèn)題；照明設(shè)計(jì)理念確定后，提出切實(shí)的亮度目標(biāo)，并通過(guò)照明效果實(shí)驗(yàn)佐證設(shè)計(jì)理念是否可以落實(shí)；在項(xiàng)目實(shí)施完成后，通過(guò)照明效果測(cè)試與設(shè)計(jì)方案目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。照明效果檢測(cè)與照明工程全過(guò)程的結(jié)合，再有具有豐富照明效果檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)的配合，可以很好地確保照明效果的落地與實(shí)施。

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