淺談智能照明的人性化設計

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隨著社會經濟的發展,照明設計已逐漸突破了傳統以照度、均勻度為設計指標的概念,更多強調的是人性化設計,通過對光的照度、色溫、顯色性的綜合考慮,使之與建筑完美結合,從而建立一個良好的生理和心理環境。我們在配合德國設計公司完成某國際會展中心的照明施工圖設計過程中,對現代照明的人性化設計作了一些深入思考。筆者以此拋磚引玉,希望籍此文能與從事照明設計的電氣設計人員共同探討。

該國際會展中心為某市標志性建筑,整個建筑沿山腳因勢而建,分為主體建筑(建筑面積約12萬平米)、A廣場(為建筑物主入口,建筑面積約35萬平米)和B廣場(下沉式廣場,建筑面積約20萬平米)三大部分,主體建筑分為國際會議區和國際展廳兩部分,A、B廣場作為主體建筑的附屬部分,平時可作為大型露天展覽場地,節日時可作為大型歌舞表演場所(已在此舉辦過兩屆民歌節大型國際性演出),演出時可將主建筑融入其背景畫面。在設計過程中,通過照明空間及運動的變化,使人在步入建筑物的過程中逐漸感受建筑的魁宏,并通過細部的表現、完善的應急照明系統設置、先進的照明系統的自動控制,使人體會到設計師對人性無微不至的關心和體貼。

一、             照明的空間設計:

照明的空間設計主要是在保持建筑風格協調性的基礎上利用燈具類型、照度、色溫的變化來構造空間的功能分隔。

從外部來看,整個會展中心包括主體建筑(會展部分)、A廣場、B廣場三個部分。其中主體建筑依山而建,氣勢恢宏,占地約3萬㎡,其頂部標高為169米,采用白色張拉膜形成一個倒掛的朱槿花造型,當華燈初上,其內腔數百盞金鹵燈的暖色光線由內透射而出,在夜空的映襯下更顯得冰清玉潔,成為城市的特色標志;A廣場位于主體建筑北側,標高91米,B廣場則位于主體建筑的西側,中間隔著十分壯觀的城市快速環道,其標高為69米。主體建筑與A、B廣場高低錯落、互相襯托,因此整個照明設計必須處理好這三者在空間上的關系?,F在許多廣場照明設計利用了較多的新技術,如霓虹燈、LED、陰極管甚至激光束等,但會展中心照明設計必須突出主體建筑,A、B廣場只是一個襯托作用,如果利用太過于花哨的燈光,將會淹沒主建筑的宏大氣勢,也與主體建筑的沉穩風格不協調,因此不如返璞歸真,采用暖色調的庭院燈并結合草坪燈、LED地燈及小型埋地投光燈(為了避免造成不舒適的視覺刺激,地燈僅設在樹叢中,起到裝飾綠化帶的作用)構成一個照度不很高的休閑場所,使整個廣場安靜、簡單卻不失優雅。當人置身其中,能放松繃緊的神經,感受夜色的寧靜與安詳,對主建筑起到良好的綠葉扶花作用,較低的照度設計也大大節省了電能。

主體建筑內部則分為國際會議區和國際展廳兩部分,在設計時考慮利用色溫的不同來營造不同的氛圍,會議區利用暖色調(3000K)烘托熱烈的氣氛,展廳區利用冷色調(4100K)保持日光的特色。在展廳區為了進一步突出其特色的鋼結構屋面造型,對屋面照明采用了6000K色溫并加大設計照度,使整個建筑在功能和形體上各具特色。

二、             照明的運動設計:

照明的運動設計主要是利用照度的過渡以及光源安裝位置的過渡來形成照明的運動性,體現人性化的特點。

由于設計時按500Lx照度來布置展廳照明,當人們由照度為10Lx的A廣場步入室內,如果照度直接升至500Lx,會由于照度的過大反差造成視覺的不適應。因此在設計中我們隨著人們的步入照度按10-50-100-150(250)-300(500)Lx逐漸過渡。

在會議區,照度也不是一成不變的。例如在會議區的環形走廊中,利用照度的不同將環廊劃分為內環廊(高照度)和外環廊(低照度),其目的有二:一是為了配合建筑設計突出內環廊的櫻桃木裝飾,在寬大的走廊中形成明暗對比,使之不再單調;二是利用高照度的內環廊吸引人群在內圈行走,使外環廊人少而顯得整個建筑空間更加開闊,保持建筑的空間美感。

在燈具的安裝上,設計師的考慮也別具人性化:廣場為LED地燈,臺階采用兩側的壁裝階梯燈,入口處采用地燈將兩壁照亮,然后是壁燈,最后切換到頂部照明,燈具由地下逐步上移的過程,象征著太陽的逐漸升起,讓人逐漸將視覺由夜色改為白天,提高人的興奮度。

三、             照明的細部設計:

國外建筑設計不同于國內的一大特色就是細部的表現,只能遠看不能近觀似乎已成為國內設計的悲哀,在跟德國某設計公司的配合過程中,我們深感德國人的嚴謹和細致,整個會展設計幾乎在建筑上就沒有相同的標準層,即使是功能相同的展廳區,由于所處樓層不同,其風格也不盡相同,因此照明的設計也必須適應各個不同的功能分區要求,根據建筑的特點,設計采用不同的筒燈、地燈、壁燈、階梯燈、吊燈、燈盤、發光天棚、鏈吊燈、桿吊燈、燈槽、燈橋、燈環架等各種燈具類型,營造不同的照明手法,即使是同類型的燈具,也根據裝飾風格的不同選用不同的造型,使人每到一處都感受到精雕細琢。

四、             照明的建筑配合:

國內的建筑設計還有一大特色就是各個工種自行設計,強電的燈具、給排水的噴淋頭、暖通的風口、弱電的報警探頭和背景廣播的喇叭均自行設計,能做到管道不打架不壓低吊頂高度就算是很不錯了(即所謂的管道綜合),這固然造成整個吊頂設備布置的混亂,德國某設計公司在這方面要求很嚴格,還特別配合我方繪制了吊頂綜合布置圖,將各個工種的設備統一起來,使得整個建筑吊頂布置井然有序。

然而,由建筑工種對燈具定位后,確實也帶來一系列問題,最關鍵的就是均勻度指標問題,比如在本設計中,22.5米標高展廳的燈具嵌裝于600*500燈橋上,由于燈橋位置受到吊頂形狀的約束,燈橋的水平間距并不均勻,若采用普通燈具就無法滿足均勻度指標,故選擇右圖所示的偏光軸配光曲線的燈具以滿足使用要求,這也對施工方提出了較高的要求——安裝時必須注意燈具的配光曲線方向。

燈具的管理維護是高大空間照明必須考慮的,除了注意采用長壽命光源之外,尚應與建筑工種配合,采用檢修橋、檢修梯、升降滑輪等方式,在滿足照明安裝要求的同時,盡可能方便日后的維護工作。

五、             應急和疏散照明:

在大型建筑中,應急和疏散照明不僅需要配合建筑疏散通道設計,為參觀者提供更為可靠的安全保障,還應考慮業主的管理及使用功能的要求。由于會展中心的獨特性,其應急照明設計相對較為棘手,主要體現在以下幾個方面:

1.展廳空間一般比較高大,為達到節能高效的目的,照明多采用金鹵燈等氣體放電燈。然而,若應急照明采用此類燈具,斷電后再啟動時間較慢(一般3~5分鐘),這對于應急照明來說是絕對不允許的;如采用熱啟動功能的燈具,熱啟動觸發器的觸發脈沖電壓將由原來的幾千伏變為1~2萬伏,不但對光源壽命有較大影響,而且燈具的高絕緣要求致使造價過高,并且熱啟動功能的燈具在選型方面受限較多。所以本次設計應急燈具采用EPS集中供電,市電斷電時,由蓄電池組繼續供電,投切時間約0.1~0.15s,氣體放電燈不會出現斷電再啟動的情況。 同時由于采用EPS集中供電,燈具不需配置本地蓄電池,也大大減少了維護工作量。

2.在展廳等大空間場所,疏散照明由于沒有墻壁等安裝載體,一般采用鑲嵌于地面的指示燈。而對于會展中心來說,展廳內通常需要通行汽車,這就要求地面指示燈的承載力需達4kN以上,目前只能特別定制。

六、             照明樓宇自動控制:

       智能建筑的最大特點體現在節能方面,而照明系統用電量約占整個建筑用電量的20%以上,在本會展中心更是達到30%,照明專用的3臺變壓器總容量3000kVA,而且整個建筑基本上均是公共場所,照明控制由內部管理人員負責,近六七十萬平米建筑面積的照明控制如果采用人工控制幾乎是不可能的。

       因此在照明設計中,所有的室內公共場所照明控制箱、戶外照明配電箱均預留樓宇自控控制接口,通過銅纜、局域網、光纖、微波等不同的傳輸模式由控制中心對各個照明配電箱內的DDC進行遠程控制,同時在各個配電箱設置就地手動控制,以便現場檢修和操作。照明的控制采用現場照度探測器與時間段設定相結合的控制方式,對于室內照明場所,當照度低于設定標準時,DDC打開相應照明回路;對于室外燈具,則設定在晚上某一時間段自動開啟照明燈具;在特殊要求時也可以完全人工控制。

       照明系統還與安防系統聯動,一旦出現防盜探頭報警或攝像機視頻報警,報警主機立即聯動樓宇自控系統,聯動打開相應報警地點的照明回路,啟動照明燈具,攝錄像監控設備投入工作。

在某國際會展中心照明設計及實施過程中,通過與德國某建筑設計公司近四年的設計交流,我們深刻體會到他們的照明設計理念——人性化設計。其外似簡單而不失細部以及一體化設計的理念都值得我們認真學習。同時這樣的設計也對我國的設計人員、采購者、供貨方及施工方均提出了更高的技術和配合要求。

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