中國合同能源管理網(wǎng) - 2010-8-12 13:06:10
作者：邵民杰 王偉宏 倪云茹余偉
1,2 （現(xiàn)代設計集團華東建筑設計研究院有限公司， 上海 200002）
3,4 (飛利浦中國投資有限公司 上海 201801)
摘要：本文通過新建的上海浦東國際機場二期航站樓工程實例，闡述了大空間場所照明環(huán)境與機場建筑特有的照明設計理念，以及運用實施好這些理念的思路與要點。
關鍵詞：大空間照明 照明方式 室內(nèi)光環(huán)境 節(jié)能
1.概述
上海是我國東部沿海的最重要城市，地處東南沿海經(jīng)濟發(fā)展帶與長江流域經(jīng)濟帶的交匯點，是連接國內(nèi)與世界經(jīng)濟、貿(mào)易的樞紐。上海機場運行的日益繁忙成為其最直接的表現(xiàn)。浦東國際機場定位于國際大型航空樞紐港，其中二期航站樓建設是整個二期工程中最重要的建設項目。二期航站樓位于一期航站區(qū)的東側，基本以中間的機場軌道交通車站對稱布置，形態(tài)與一期航站樓基本類似，總建筑面積近50萬平方米。機場航站樓作為當代功能復雜，應用廣泛的建筑，其照明也成為建筑中一個重要組成部分。機場航站樓建筑照明是集建筑美化、人體工程和航空安全于一身的綜合體，它不同于普通民用建筑照明，而是有著更高的要求。其對于提升整個機場的形象有著重要的意義，并受到了極大的關注。航站樓大空間建筑是指航站樓中空間和面積都特別大的公共場所。大空間建筑在日新月異的機場建筑中扮演著越來越重要的角色，有時它的設計及實施的難度會很大，而作為大空間建筑中一個重要組成部分—大空間照明，其設計與實施的優(yōu)劣又將直接影響整個建筑的效果。
圖1 浦東機場航站樓實拍夜景
二期航站樓室內(nèi)大空間公共場所主要有二處，一處是位于主樓13.6米層出發(fā)大廳，大廳空間龐大，有兩大片弧型屋頂，寬度137米，長度404米，高度12～26米，天花頂部有88個樹葉型遮陽膜，整個空間非常簡潔、連續(xù)，中間設有10個長60米、寬15米、間距36米的辦票島。另一處是位于長廊13.6米層國際侯機大廳，大廳呈單片弧型屋頂，中間是長達1062米的侯機區(qū)域，由多根單柱支撐，弧型屋頂寬度40米，高度12～17米。天花上有9米間距的樹葉型膜。
圖2 主樓13.6米層出發(fā)大廳
圖3 長廊13.6米層國際侯機大廳
2.設計構思
航站樓建筑的照明需要在完成不同功能區(qū)域所有功能要求的同時，達到美觀的要求，使照明與建筑及其裝飾完美的組合，互相呼應。機場二期的航站樓設計，沿續(xù)了機場一期的總體概念，既在大空間上與其承合，又在其內(nèi)部空間中更強調(diào)了不同空間形式變化的轉合，以及在結構、材料及其細節(jié)上的突破。這些建筑空間上的概念要用照明的語言予以強化：既有與一期照明設計中類似的手法，又在不同內(nèi)部空間的細節(jié)上予以表現(xiàn)。
二期航站樓的室內(nèi)設計在尋求突破，其設計以“溫暖、親切、安靜的旅程”為主題，意在突破以往航站樓建筑冷色的內(nèi)部空間處理，而在內(nèi)部空間上賦予了暖色調(diào)，并在不同的區(qū)域施以不同的細部處理，為過往的旅客留下更多溫馨的記憶和體驗。照明設計也需要表現(xiàn)這一思想：在不同內(nèi)部空間中，在與人親和的尺度上增加不同的特制效果的燈具。
機場，是人們離開或到達一個城市（甚至國家）的地方，留下對這個城市（國家）的記憶或產(chǎn)生最初的感覺。隨著其離開辦票或到達進關，在不同空間的流動中，所有的細節(jié)都在潛移默化地增加他對這個城市（國家）的意識。光作為建筑的第四維空間，也要在細節(jié)上強調(diào)：強調(diào)光的引導作用，并增加一些中國或上海的符號和記憶。
3.設計原則
航站樓大空間照明有著與其它建筑照明不同的特點與功能需求。
1.照明要根據(jù)不同的區(qū)域，不同的功能要求來進行不同的設計，為不同區(qū)域的旅客與工作人員提供良好的視覺環(huán)境。選擇合理的照明燈具，合適的照明方式，準確控制好各項照明指標，包括照度、亮度、眩光、顯色性等參數(shù)，使其真正滿足人對照明功能的需求。
2.照明除滿足其功能要求外，還需要與建筑環(huán)境，室內(nèi)設計完美地結合起來，并充分應用各種照明手段來表現(xiàn)建筑內(nèi)部空間和外部形象，突出建筑環(huán)境特點，利用合適的照明器具為人們提供合理、健康、舒適的光照環(huán)境。
3.照明還根據(jù)航站樓建筑的特殊要求及大空間建筑的特點來配置合理的照明燈具與光源，以滿足室內(nèi)照明的需求。
4.同時要滿足機場高交通流量的引導性照明功能要求， 利用光的亮度、色溫變化，標識空間，引導人流，形成合理的光誘導。
5.選擇高效、節(jié)能的燈具及附件，根據(jù)功能區(qū)采用合適的照明方式，合理設置燈具的安裝位置；并根據(jù)時間和人流，采用靈活的照明控制方式；白天盡可能利用自然光。
4.照明標準
我國實施的國家《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）對機場建筑的照度水平，眩光及眩光控制以及顯色性均提出了詳細的指標值。保證照度水平是為了使機場建筑室內(nèi)有足夠的光線與照度，以便有效、安全、舒適地滿足工作人員及旅客基本活動視覺功能上的照明要求。但筆者認為對機場建筑中大廳，通道，等候等區(qū)域的非工作部分照度水平值并不要求也沒有必要太高。照度水平的高低也并非是衡量或體現(xiàn)整個空間照明設計的唯一根據(jù)，而其它照明質(zhì)量標準，如人眼的視覺感受，室內(nèi)光環(huán)境影響，眩光的控制，均勻度及顯色性的優(yōu)劣等綜合因素才能真正滿足于人們生理和心理性的需求。
另外良好的照明設計除了充分體現(xiàn)照明指標水平外，還要通過空間照明及燈光設置，突出體現(xiàn)建筑的效果與美感，營造氣氛，提高旅客的舒適、滿意度。
5.照明方式
目前國內(nèi)外機場建筑大空間照明模式主要有三種：
1.直接照明；----采用直照型燈具，其效率較高，能源損失較少，但對燈具的布置方式及美觀度有講究，一般要求燈具外觀與建筑風格協(xié)調(diào)。
2.間接照明；----采用大中功率投光燈，利用建筑結構來反射照明，其效率相對較低；而且建筑的裝飾材料對照明效果的影響也較大。
3.直接照明和間接照明相結合的方式----利用間接照明來表現(xiàn)建筑結構形態(tài)特點，用直接照明來補充及完成功能性照明要求。
表1列出了直接照明與間接照明各自的優(yōu)缺點。
結合二期航站樓的建筑形態(tài)，航站樓大空間照明考慮采用以間接照明為主、間接/直接相結合的照明方式。
二期航站樓大空間結構非常簡潔、明快，頂部樹葉性膜（上有天窗）結構與一期頂部藍色星空相對應，也是大空間照明中需重點考慮的部分，不僅可以通過亮度、顏色對比突出大空間的特點，而且其高反射率的特性成為大空間照明的一個重要光學部件。
二期航站樓大空間頂部樹葉形膜面積約占屋頂面積的10%，是為了滿足航站樓白天采光照明。膜的反射率高達70％，結合建筑原有特征，設計中采用了將“膜”作為光學上的二次反射系統(tǒng)的間接照明。這樣的照明效果展示了無論從白天和晚上看自然光從天窗進入航站樓內(nèi)部的視覺特點，同時體現(xiàn)“見光不見燈”的柔和的光環(huán)境，突出航站樓的屋頂結構特征。燈具主要考慮安裝在設備房頂部，旅客基本看不到燈具，體現(xiàn)簡潔、柔和、流暢的視覺空間，同時布線維護也簡單。而在座位區(qū)等需要較高照度的區(qū)域，將設置高桿庭園燈作為間接照明的補充。大空間的照明充分體現(xiàn)了溫暖親切、安靜安心的整體設計主題。
6．燈具及光源的選擇
大空間照明設計實施中，燈具及光源的選擇也是至關重要的，由于室內(nèi)面積空間較大，為了達到所需的照度及滿足建筑效果的需求，所需要的燈具數(shù)量、光源功率及用電量將會較大。為此大空間照明對燈具光源的選擇除了要注意到美觀及配光合理外，還將充分考慮其節(jié)能性，以滿足照明環(huán)境的舒適性、功能性，同時亦考慮其節(jié)能性。
在進行光源選擇時對光源的各種性能（技術性和經(jīng)濟性）進行綜合比較、評價，主要依據(jù)3條基本原則：
1、按照高效、長壽命原則選擇光源；
2、按照環(huán)境對顯色性的要求選擇光源；
3、按光源的色溫（顏色）選擇光源。
7．設計實施
二期航站樓大空間的照明不僅要滿足不同的功能要求，同時也是整個航站樓室外照明的一個主要部分。夜幕降臨，旅客遠遠就可看到一個晶瑩剔透的建筑，猶如一只大鳥展翅飛翔。
旅客進入寬敞的出發(fā)大廳，在均勻的燈光照耀下，自然木暖色弧型天花和白色的膜以及樹枝型鋼柱支撐，給人一種溫暖熱情的，安全的、定心的，柔中帶剛、與一期剛性不一樣的空間和視覺感覺。在均勻的空間亮度下，旅客可以很容易看到標識等信息，簡潔、明亮的辦票島吸引著旅客，在柔和的燈光下，等候辦票。
進入侯機長廊，在均勻照亮的自然木暖色弧型天花映襯下，白色的樹葉型膜，給人以非常強烈的引導性，座位區(qū)在簡潔的高桿燈燈光下，猶如家里的客廳，非常的溫馨、安寧，可以安靜地等待登機。
7.1.主樓13.6米層出發(fā)大廳
7.1.1照明目標：
1）通過亮度對比、顏色對比揭示大空間建筑結構的特征美；
2）為旅客營造一個獨特的溫暖、柔和的大空間視覺感覺，對機場的建筑環(huán)境留下深刻的印象；
3）均勻、輕快、明亮、連續(xù)的空間亮度，滿足旅客對高流量交通建筑的安全感心理要求，并使旅客能快速識別標識系統(tǒng)，完成流程；
4) 通過光的亮度、色溫的變化，起到光誘導的輔助標識作用。
這是旅客對機場室內(nèi)環(huán)境的第一眼印象，弧型天花上白色樹葉型遮陽膜在舒適、柔和燈光照耀下，與自然木色底色形成明顯的色彩、亮度對比，加強旅客對機場特征的印象，標識等系統(tǒng)在天花反射光形成的均勻空間亮度環(huán)境下，非常明顯。旅客等候辦票時，辦票島明亮柔和的燈光以及精致的燈具本身將給旅客帶來一個安靜的心境。
間接照明的設計使空間亮度非常均勻，在空間和人的尺度上特意創(chuàng)造一些亮點，可以降低此照明方式帶來的沉悶感，活潑整個空間的氣氛；同時利用人的趨光性，在流程上通過高亮度和色溫變化，引導人流。
7.1.2照明方式：
整個空間非常簡潔、明快，照明方式以間接照明為整個空間提供基本照明，在辦票島加重點照明滿足工作面的高照度要求。兩個弧形形成一個流動的空間，天花頂部88個樹葉型膜和間接的鋼腹桿形成一個與一期藍色星空不同的空間印象。
采用間接照明的方式，主要照明中間膜，視覺的焦點聚集在獨特的天花細節(jié)上，亮度從波峰逐漸變暗，在波谷處又亮起來，視覺上增加空間的高度。原木色天花反射率略低，88個樹葉型膜反射率較高（約為0.7），以此作為大反射器。選擇合適配光的燈具安裝在辦票島頂部和設施用房頂部，主要光束照明膜，余光照明周圍的天花；在大廳羅盤、辦票島頂部設置燈具為其他部分的天花提供一定的亮度；反射下的光再加上辦票島工作燈光、廣告等為空間和地面提供基礎照明。
為充分利用遮陽膜的高反射率，照膜的燈具配光要求較高，盡量與膜的形狀配合。近門處的膜長約45米，最寬處約4.7米，燈具安裝在辦票島頂部向上照明，燈具光束角沿膜橫向約5度，沿膜縱向約45度。近海關處膜長約29米，最寬處約3.75米，燈具安裝在膜的端部斜向上照明。燈具光束角沿膜橫向約5度，沿膜縱向約45度。
7.1.3燈具布置
1）在每個辦票島頂部長膜正下方安裝16套1000W投光燈，分別照明相應的4個膜
2）在門口羅盤上方和相應的辦票島頂部每個節(jié)點各安裝2套1000W非對稱配光金鹵燈投光燈，補充照明天花。非對稱配光燈具角度只要微調(diào)，發(fā)光面與水平面基本平行，不會對旅客造成眩光。
3）在波谷的柱子側面，各安裝2套400W非對稱配光金鹵燈投光燈，照明波谷的天花，同樣發(fā)光面與地面平行，向上照明，不會形成眩光。
4）在辦票島之間的柱子上除2套400W非對稱配光金鹵燈向上照明波谷天花外，再各安裝4套150W非對稱配光金鹵燈，向下照明地面，一方面補充地面照度，另一方面提高這區(qū)域的地面亮度，降低400W金鹵燈和地面的亮度比，盡量減少19.6m標高人員往下看時的眩光。
5） 對靠近海關的膜，在13.6m的辦公島頂部、19.6m的設備房頂部，以及內(nèi)側墻上布置1000W金鹵燈投光燈和250W金鹵燈投光燈，照明天花。
6）考慮到19.6m平臺上旅客往下看的景觀，外露在設備房頂部的燈具隱藏在屋面下，發(fā)光面基本與屋面平行。
7）在入口處休息座位區(qū)，以7.2m間距布置5m高庭院燈，為座位區(qū)補充燈光，同時又增加氣氛.
8）聯(lián)檢入口墻用光洗墻，起到光引導作用。
主要大廳布燈及照射示意見圖4。
7.1.4照明指標：
地面平均照度 170lx
能耗(功能性) 7.4W/m2
色溫：～4200K
顯色指數(shù)：80
采用Germany Dialux4.1及 Philips Calculux Indoor 5.0計算軟件，模擬計算出天花照明、地面照明的亮度與照度如下：
表4是二期航站樓主樓13.6米層出發(fā)大廳設計和建成后的實測照度。
表4 出發(fā)大廳設計和建成后的實測照度
圖6 建成后的現(xiàn)場實景
7.2長廊13.6米層國際侯機大廳
7.2.1照明目標：
與主樓13.6米層出發(fā)大廳目標類同；并在等候座位區(qū)，為滿足旅客等候時閱讀等需求而采取措施，保證座位區(qū)有合適的照度。這里旅客停留時間最長，要通過長長的通道，弧型天花上白色樹葉型膜在舒適、柔和的環(huán)境燈光照耀下，與自然木底色形成色彩、亮度對比，再次加強旅客對機場特征的印象，標識、引導等系統(tǒng)在天花反射光形成的均勻空間亮度環(huán)境下，非常明顯。
7.2.2照明方式：
整個空間非常簡潔、明快，照明方式以間接照明為整個空間提供基本照明，在座位區(qū)加直接照明滿足旅客等候時的高照度要求。Y型鋼柱支撐著弧形原木色天花和白色樹葉型膜，空間非常柔和，光從Y型鋼柱支撐的分岔口投向天花，照明主光投向高反射率的膜，余光照亮周圍的天花，整個天花亮度從中間向兩側逐漸降低，使旅客在長通道行走時不覺得沉悶。座位區(qū)天花較暗，與旅客等候時需要的安靜氣氛相符，設置6米高的桿燈為旅客提供局部高照度，滿足等候時閱讀等要求。在檢票處無座位區(qū)，為滿足旅客上下樓梯的安全要求，在設備房墻上的壁燈為地面提高照度，同時達到的洗墻效果增加空間的視覺亮點。
7.2.3燈具布置：
1）間接照明：在每個Y型鋼柱支撐的分岔口安裝2套400W金鹵燈投光燈，分別投向相應的兩個膜，為避免眩光，兩個燈具發(fā)光面相對。
2）座位區(qū)直接照明：在座位區(qū)以約9米的間距安裝6米高桿庭園燈，燈桿位置要求靠近座位，降低對旅客行走的障礙。燈具燈桿整體造型與建筑結構和功能吻合，同時既要滿足照度要求，同時盡量減少眩光，營造溫馨柔和的氣氛。
3）洗墻燈：為滿足局部檢票下樓梯區(qū)和兩個設備房之間通道的照明要求，在設備房墻上安裝28W熒光壁燈。
圖7 大廳布燈及照射示意圖
7.2.4照明指標：
主要通過13.6m天花的間接照明為整個空間提供基礎照明和空間亮度；通過6米立桿燈，每桿4套150W金鹵燈，為座位區(qū)和通道提供照明。
通道地面平均照度 119lx
座位區(qū)地面平均照度 200lx
色溫：天花 ～4500K
座位 ～4200K
顯色指數(shù)：天花 80
座位 80
采用Germany Dialux4.1及 Philips Calculux Indoor 5.0計算軟件，模擬計算出天花照明、地面照明的亮度與照度如下：
圖8 膜與臨近天花照度分布圖
圖10 建成后的現(xiàn)場實景
8大空間照明成功實施的要點
1）注重前期設計的參與
此次二期航站樓大空間的效果照明在整體室內(nèi)設計階段就參與投入其中，在整個過程中隨著室內(nèi)設計的變化和要求作不斷的深入設計。確定照明效果和方式后，由建筑和結構等專業(yè)確定外露燈具的安裝方式、安裝位置、美觀要求、外觀顏色、尺寸等，以使能更好的與建筑整體效果協(xié)調(diào)一致，是實施好照明的重要環(huán)節(jié)。
2）與建筑的融合
設計的照明方案充分考慮功能性照明與效果照明相結合，既突出建筑特征，又滿足功能要求。以間接照明為主的出發(fā)大廳燈具基本隱藏在辦票島、設備房頂部，見光不見燈的照明方式使整個空間充滿了光，提高了空間視覺亮度，同時又充分展示了膜這一建筑特征。作為補充照明的外露燈具，燈具的外形以及與建筑結構的固定方式都經(jīng)過建筑的精心選擇與設計，力求做到與建筑融合為一體。國際候機大廳外露照明燈具的外型選擇也與建筑結構相呼應，柔中帶剛。照明布燈及燈桿位置的設置均集合了音響、監(jiān)控系統(tǒng)等設備安裝于一體，有效地降低了投資，符合多位一體的設計要求。
3）安裝調(diào)試過程的投入
后期的安裝調(diào)試過程也是極為重要的一環(huán)，盡管設計過程考慮的比較仔細，但是在施工過程中仍會出現(xiàn)一些問題。比如燈具的安裝方向、角度等可能與設計不符，現(xiàn)場燈具的安裝高度無法滿足設計要求等。其次設計時采用的照明設計軟件模擬照明效果，難免會與現(xiàn)場實際效果不符。這些都需要后期照明設計師根據(jù)現(xiàn)場效果，與建筑師協(xié)調(diào)解決，在現(xiàn)場條件的基礎上，不斷調(diào)整，不斷完善。
4）節(jié)能的體現(xiàn)
節(jié)能是綠色照明永恒的設計主題。大空間照明設計不僅要考慮照明功能和藝術效果，同時也應將節(jié)能很好地融入到設計中去。機場大空間照明設計，始終圍繞著綠色照明的主題，照明方式和設施的選擇充分體現(xiàn)以人為本的原則，既滿足功能要求又滿足節(jié)能要求。本次設計的二期航站樓大空間照明就充分體現(xiàn)了節(jié)能這一理念。實施的結果也比較理想：出發(fā)大廳照明總功率404KW(不含辦票島內(nèi)部照明)，功率密度僅7.4W/m2；1080米長的國際候機大廳照明總功率183KW，功率密度不到5W/m2。照明節(jié)能的效果非?？捎^。
9 結束語
機場大空間照明設計不同于一般的照明設計，需要更多地與建筑相配合，融為建筑的一體，不僅要滿足功能性照明，更重要的是能體現(xiàn)建筑照明新穎別致，給人以無限遐想的效果。科學、合理的大空間照明設計，其意義已不完全僅在于對建筑本身藝術效果的體現(xiàn)，而且對社會效益和經(jīng)濟效益的提高也將起到積極的推動作用。
參考文獻
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[4]中華人民共和國國家標準 GB50034-2004 《建筑照明設計標準》
[5]國際照明委員會CIE 標準 S 008/E-2001 《室內(nèi)工作場所照明》
來源：中國照明網(wǎng)
【責任編輯：易木】
