大型綜合機場建設項目照明比選與應用研究

黎光輝

[摘要]航站樓應用功能復雜多變，屬于綜合性建筑類型，設計的照明系統是航站樓的重要組成部分。與一般的建筑照明系統相比，它有更高的標準要求。機場候機樓通常占地較大，其公共照明系統也是多種多樣，不僅包括工作區域的一般照明，還包括大量的裝飾、廣告和相關的標志照明。晚上也需要營造優美的照明效果空間。所以系統中需要應用的燈具較多，且分布區域較廣，如果用手動的方式控制照明系統開關，就不能體現其經濟性和理想性，而且很難運行，更談不上節能。

[關鍵詞]航站樓;照明;自然光;眩光;反射。

0? 引言

全球航空業正在高速發展，經濟全球化日趨激烈，乘飛機已成為現代人出行的重要方式，如今，機場安檢逐步加強，乘飛機需采取的步驟主要是辦理登機手續，托運行李，通過安檢，找到登機口，在登機口等候，轉機，等等，現在除了要花費更多的時間坐飛機外，還要花費更多的時間在托運和登記上，停留在機場大樓的時間要大大延長。因此，如何在航站樓內提升旅客的體驗和感受，營造一個更加舒適、貼心的候機環境，對于提高旅客的出行質量，創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境更容易讓人在候機樓感到輕松自在，本文將重點對此進行深入研究。

1設計思路

1.1設計原則

候機樓大空間照明設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。

一是針對不同區域、不同功能進行設計，為不同區域的旅客和工作人員提供良好的視覺環境;并且要選擇合理的照明燈具，適當的照明方式，精確地控制各項照明指標，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。

二是要與建筑環境、室內設計完美結合，充分利用各種照明方式，與建筑內部空間及外部形象完美結合，突出建筑環境特征，使用合適的照明燈具，提供合理、健康、舒適的光環境，避免光污染。

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

選用高效節能照明燈具，合理設置燈具的安裝方式和位置，并根據不同時段的客流，采用靈活的照明控制方式，在白天應盡量利用自然光，盡量實現節能。

1.2照明標準

按照最新國家標準GB50034-2013建筑照明設計標準對機場和其他交通建筑的照度標準值、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行了初步規范。

確保照明水平是為了在機場建筑內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。照明質量標準，如肉眼的視覺感受、室內光環境的影響、眩光的控制、均勻度和顯色性的優劣等，都是要很好地達到的，真正要注意和考慮的設計因素。

2 案例分析

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

2.1 北京首都國際機場T3航站樓

北京首都國際機場三號航站樓（T3）主樓由荷蘭機場顧問公司（NACO）、英國諾曼·福斯特建筑事務所負責設計，2004年3月26日3號航站樓T3主樓工程及監理合同的簽定。首都機場開始三期擴建工程。2007年12月完工。T3主樓及其配套工程位于現有東跑道和新建跑道之間。三號航站樓建成后將是國內面積最大的單體建筑。其總建筑面積98.6萬平方米。北京首都國際機場3號航站樓，建筑面積90多萬平方米，新增機位99個;新建一條長3800米、寬60米的跑道，世界上最大的客機空客A380也能夠順利起降。此外，新建北貨運區，相應配套建設場內交通系統，以及供水、供電、供氣、供油、通導、航空公司基地等設施。2018年北京首都機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）

在當時，北京首都國際機場T3航站樓的外墻全部采用了玻璃幕墻，并采用了較為先進的工藝，其內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，白天能讓自然光進入候機廳，可以大量節省電能。而候機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構，那么白天也需要大量的人工照明設備，這將造成電力的巨大浪費。

其次，它可以使室內和室外的人們視野更加開闊，更容易獲取飛機的候機信息和起飛、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，而且還首次在國內機場采用了大規模自然采光的設計理念，能夠有效地節省照明能源;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，乘客在航站樓內不用擔心迷路。

T3航站樓的頂棚分為上、中、下三層結構。頂部是金屬片構成的膜狀結構，主要起著遮光和保護作用，“鏤空”三角形采光屋頂采用透明玻璃，白天可向機場航站樓內注入適量的天光，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，基本實現零排放，滿足室內照明需要。

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，使光影在空間中產生上下呼應。不但讓室內空間顯得更寬敞，對光源的直接反射也讓每個人都產生了華貴感，增添了整個環境的奢華氣質。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

在北京首都國際機場，T3照明環境設計的精髓主要體現在天花式自然照明系統上，它對自然光的引入和處理充滿了設計靈感和對乘客的關懷;而對人工照明系統的應用則相對簡單直接。T3的照明環境在功能和能耗上無疑是設計中的典范。但是，在感情上，這種“直白”的人工照明系統，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構和象征著中國傳統符號的龍形外型是其最大的特點，此外，設計師還特別采用了紅色作為其夜景的主色調。夜幕降臨，從空中俯視，T3航站樓猶如一條紅龍，頗為壯觀。這個候機樓沐浴在自然光以及紅色和金色人造光的環境中，其空間物理形態和條紋的紅色天花引導旅客穿過建筑物，到達、離開和登機口這三個主要目的地。這個巧妙的設計效果，通過前面的屋頂和斗拱來引導方向，大大減少了穿過機場的時間，使過境時間和在航站之間步行的距離縮短。。

2.2 北京大興國際機場航站樓

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

2.2.1大興國際機場航站樓的外墻（圖4）

由于北京大興國際機場采用了“浴火鳳凰”的設計理念，因此該航站樓比整體外型較長，其幕墻面積約為71000㎡，主要系統分為立面大板玻璃幕墻系統、玻璃采光頂系統等，結構形式復雜，設計和施工十分困難。

為加強玻璃幕墻的強度，同時支撐整個結構，航站樓中心區立面玻璃幕墻全面采用“無橫梁立柱外裝系統”，不僅使室內空間規整、大，而且鋼柱采用銀灰色系，在幕墻玻璃的呼應下不至于顯得太突兀和喧賓奪主，整體效果呈現在航站樓候機樓候機時，讓人視覺放松，但也不過于緊張。與此同時玻璃幕墻向內傾斜立面，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，靠近玻璃幕墻側的空間完全可以通過自然光線滿足候機樓的照明問題，可以為國家節省大量的電力。。

2.2.2大興國際機場航站樓的天花（圖5）

新機場擁有世界上最大的屋頂面積，高達18萬平方米。候機樓的頂部主要自然采光系統包括一個中心天窗、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構，所以8000個玻璃中沒有兩個是相同的。平面鋁網根據屋面曲面的變化有不同的角度，既可以避免強光照射，又可以滿足候機樓的自然采光要求。

為確保航站樓能夠達到低能耗、高亮度、高舒適性、易維護等特點，北京大興國際機場航站樓照明設計創新地采用了下射+上射投光的照明方式，既能將復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入，進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，達到一定的裝飾效果。

（1） 中央采光頂（圖6）

航站樓核心區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。屋面采光頂的上萬塊玻璃組成一個“自由曲面”，每塊玻璃都有唯一的“身份證”（規格尺寸均不相同），每塊玻璃中空層的內部則是“智慧芯”——整齊排列的鋁網根據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，實現節能環保、美觀、人性化。

（2） 八個C形柱采光頂（圖7）

航站樓核心區按南北中軸線對稱分布了八個C形柱，每個C形柱部分都設計了采光頂結構，形狀酷似“氣泡”。該部分采光頂采用了鋁結構采光頂，“鋁”這個材質用在采光頂結構上非常罕見。

（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，為候機人從進入機場后安檢后通往候機廳的必經之路，該走道長期有大量客流量，其采用自然光源更是為新機場的節能添磚加瓦。

2.2.3大興國際機場航站樓的地面（圖9）

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

2.2.4小結

大興國際機場航站樓采光頂，大量采用鋁網玻璃，其基本原理是將鋁網固定在玻璃中空層內，統一南北排列，據說能在遮蔽陽光的同時，將直射陽光通過漫反射進入室內，達到舒適的采光效果。這種又稱“智能遮陽天窗玻璃”，是航站樓新材料的應用。

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

為確保航站樓能夠達到低能耗、高亮度、高舒適性、易維護等特點，北京大興國際機場航站樓照明設計創新地采用了下射+上射投光的照明方式，既能將復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90%的反射率），將整個航站樓空間照亮。。

3 總結

在分別闡述了兩個國際機場航站樓的照明環境設計之后，總結一下機場航站樓的照明環境的共同設計要點。

3.1 全過程參與及與建筑的協調性

航站樓的整體室內設計需要參與進來，在整個設計的過程中，隨著航站樓室內設計的變化和要求，進行了不斷深入的合作設計。燈光效果及方式確定后，由室內、建筑等專業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環境相結合，與航站樓整體效果相協調。機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，整體協調是實現良好照明效果的重要環節。

3.2 采用自然照明與節能

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

但如何在引入自然照明時避免眩光的產生，是航站樓照明環境設計中必須解決的一大設計難題。傳統的解決方案是通過特制的玻璃，對引入的自然光進行遮擋，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、高效的候機樓照明環境。

3.3照明方式的多層次應用

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

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空間。盡管間接照明會導致小面積的能量損失，但是它的優點是避免了眩光，創造了柔和的照明效果。通過對光源二次甚至更多的反射，實現了北京大興國際機場航站樓的主照明系統，從而營造了一個溫馨、柔和的照明環境。

半直射照明：通過散光片等透光性材料來照明目標空間的光線。散光面板可使集中光源擴散，使光線柔和均勻，避免眩光現象發生。

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缺點，綜合運用，達到最佳照明環境，是航站樓設計中必須考慮的問題。

3.4模塊化的應用

目前的設計行業基本上所有終端的照明環境設計都會采用模塊化設計思想，不僅能最大限度地降低照明生產和維護成本，還能保持照明環境元素的整體一致性。不僅僅是對照明環境的設計，只要到了大空間，總會發現模塊化的身影。

4 展望

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

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

機場照明設計有別于一般的照明設計，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。對大空間進行科學、合理的照明設計，其意義已經不僅僅僅僅在于體現建筑本身的藝術效果，更重要的是對社會經濟利益的改善和提升。

參考文獻

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