跨河橋梁夜景照明設(shè)計淺析——滏陽河衡水市區(qū)段跨河橋梁夜景照明設(shè)計

郭 靖 唐志剛

(同方股份有限公司光電環(huán)境公司，北京100083)

1 引言

隨著城市現(xiàn)代化水平的提高，燈光夜景建設(shè)已成為城市規(guī)劃建設(shè)水平的重要標(biāo)志。一個美麗的城市既要白天看建筑賞綠化，也要夜晚看燈光賞夜景。

城市橋梁以其優(yōu)美的弧線，宏偉的形象已成為城市的重要景觀。從古代簡簡單單的木橋，到現(xiàn)代的具有各種各樣結(jié)構(gòu)的大型橋梁，橋一直在發(fā)揮著它們不變的作用:連接兩地的交通紐帶。然而隨著經(jīng)濟(jì)和文明的發(fā)展，人們對橋梁賦予了越來越多的意義，于是橋梁從某種意義上來說，不僅僅是一種設(shè)施，成為城市傳達(dá)經(jīng)濟(jì)發(fā)展或是藝術(shù)作品的媒介，也成為設(shè)計師手下的藝術(shù)品。

城市的跨河橋梁是道路交通的重要組成部分，其照明是夜間道路暢通和安全的重要保證，滿足道路橋梁照明功能所需要的照度和均勻度，同時作為沿江河的一處重要景觀，夜景照明應(yīng)該具備觀賞性和裝飾性，突出橋梁本身的美觀形體，或在燈光組合中賦予橋梁一種具有特定文化內(nèi)涵的藝術(shù)品位，同時與水元素的遙相呼應(yīng)在夜間更添靈動。

2 跨河橋梁照明設(shè)計遵循的基本原則

(1) 保證橋面的交通功能照明的前提下，做好橋體的夜景照明;

(2) 跨河橋梁夜景照明作為交通功能照明的補充和提升，不得影響交通安全，不能對交通、航空、航運等造成眩光和光污染;

(3) 跨河橋梁夜景照明要充分展現(xiàn)橋梁建筑風(fēng)格，用燈光突顯橋梁的特征和關(guān)鍵部位;

(4) 使用多種光源，在橋梁主體與橋洞之間形成不同層次的燈光景觀，提高構(gòu)筑物在夜間的藝術(shù)感染力和視覺吸引力;

(5) 橋體立面有均勻良好或?qū)哟吻逦牧炼确植?。不同方位和角度的照明，使照度具有不同變化，加強整體立體感;

(6) 照明設(shè)施盡量隱蔽，不影響橋梁白天景觀;

(7) 照明設(shè)施便于安裝和維護(hù);

(8) 減少工程投資和運行節(jié)能。

3 滏陽河衡水段跨河橋梁的總體規(guī)劃設(shè)計

3.1 項目背景

衡水是京南一座正在崛起的園林生態(tài)城市，位于河北省東南部，與北京相距250公里，地處黑龍港流域的衡水歷史悠久，文化底蘊深厚。衡水不僅有著深厚的文化底蘊和秀麗的自然風(fēng)光，而且具有美妙絕倫的一大批令人拍案叫絕的傳統(tǒng)手工藝品。滏陽河是衡水的母親河，綿延通暢數(shù)千年，貫穿市區(qū)13公里(如圖1)，是建設(shè)生態(tài)宜居美麗湖城的重要規(guī)劃工程。

圖1 滏陽河衡水市區(qū)段

3.2 照明設(shè)計原則和亮度分級規(guī)劃

參考《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》JGJ/T163—2008，《城市環(huán)境(裝飾)照明規(guī)范》DB31-T316—2004和國際照明委員會提供的相關(guān)亮度指標(biāo)，并考慮視看距離的影響，提出參考的亮度范圍。

表1 不同城市規(guī)模及環(huán)境區(qū)域建筑物泛光照明的照度和亮度標(biāo)準(zhǔn)值

表1中將環(huán)境區(qū)域分為三個區(qū)域:E2區(qū)，低亮度區(qū)域，相當(dāng)于鄉(xiāng)村的工業(yè)或居住區(qū)等;E3區(qū)，中等亮度環(huán)境區(qū)，相當(dāng)于城郊工業(yè)或居住區(qū)等;E4區(qū)，高亮度環(huán)境區(qū)，相當(dāng)城市中心和商業(yè)區(qū)等。

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，滏陽河衡水市區(qū)段跨河橋梁夜景照明亮度設(shè)計為:

(1) 亮度設(shè)計按照中等城市的中等亮度環(huán)境區(qū)域設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 色調(diào)控制:RGB LED全彩變換模組。

(3) 色溫控制:白光均選用3000K左右的暖白光色(見圖2)。

圖2 色溫參考值

4 滏陽河衡水段跨河橋梁的總體規(guī)劃設(shè)計方案

4.1 滏陽河跨河橋梁設(shè)計理念

總體框架為滏陽河上跨河的六座橋梁，與滏陽河兩岸景觀亮化形成統(tǒng)一整體，通過點、線、面的統(tǒng)一結(jié)合，形成一副主次分明、動靜結(jié)合、明暗有致、連續(xù)貫通的生態(tài)畫卷。以育才橋、中華橋、干馬橋為視覺亮點，重點突出，根據(jù)橋梁的不同景觀造型和風(fēng)格，形成一橋一景，橋景融合、光景融合的畫面。

滏陽河形成了衡水市南城與北城不同的兩大發(fā)展區(qū)域，滏陽河的跨和橋梁聯(lián)系著南北城區(qū)的緊密發(fā)展，也是北城經(jīng)濟(jì)發(fā)展到南城新區(qū)發(fā)展的和諧過渡。設(shè)計理念將體現(xiàn)“天人合一”的精神，從上游開始分為自然篇章、文化篇章、科技篇章、現(xiàn)代篇章，創(chuàng)造出人與自然，光與環(huán)境，燈與橋梁，歷史與現(xiàn)代的和諧畫卷(見圖3)。

4.2 滏陽河跨河橋梁照明設(shè)計

自然篇章——育才橋照明設(shè)計理念來源于大自然中的元素，這與育才橋的結(jié)構(gòu)特點和雕刻花紋相輔相成，根據(jù)自然中的元素設(shè)計的橋梁壁燈，在夜晚燈光的襯托下煥發(fā)勃勃生機，給育才橋增添了一條四季更迭，光彩絢麗的自然畫卷(見圖4、圖5)。

圖4 育才橋照明設(shè)計——水上視角

圖5 育才橋照明設(shè)計——側(cè)視角

代表文化篇章的中華橋是滏陽河衡水市區(qū)段上游橋梁，也是衡水市主要路段橋梁，橋梁設(shè)計本身同育才橋簡約大氣，橋欄桿有優(yōu)美流暢的曲線造型和精致的雕刻花紋，但在設(shè)計細(xì)節(jié)上與育才橋的自然細(xì)節(jié)不同，從橋欄到橋壁雕刻處處展現(xiàn)出一份文化氣息，在中華橋的照明設(shè)計里融合了衡水三絕中“金魚”這一重要元素，在此基礎(chǔ)上通過夜景照明的手法使得橋欄處或橋下立柱都形成一處具有文化意境的夜景景觀(見圖6)。

圖6 中華橋照明設(shè)計——水上視角

現(xiàn)代跨河橋梁的道路照明，若超過50米，一般在橋上兩側(cè)人行道設(shè)置道路照明，滿足橋梁的交通功能需要。對于橋面上的功能照明可安裝路燈，庭院燈和欄桿等。育才橋橋梁路面長106米，寬27米的雙向2車道路面，中華橋橋梁路面長100米，寬42.5米的雙向3車道路面，根據(jù)國家對于橋梁照明的標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)育才橋、中華橋現(xiàn)場的考察和橋梁道路照明的照度測量，光源選用傳統(tǒng)光源，沿用橋梁道路兩側(cè)的路燈，與橋梁相接道路環(huán)境相銜接，同時保證橋面照度滿足國家標(biāo)準(zhǔn)并高于相接道路的照度。

橋體側(cè)壁照明是照明的重點之一，育才橋?qū)⒑馑械淖匀晃幕嵨对诖颂幯由煸O(shè)計，LED壁燈可根據(jù)季節(jié)時令進(jìn)行色彩的變換，形成一副自然生態(tài)畫卷。橋下被投光燈染亮，與滏陽河水中波光粼粼的倒影渾然一體。

橋梁照明設(shè)計的重點和難點，在于橋欄的上部曲線和球體結(jié)構(gòu)的照明。橋欄上流暢的造型和球體結(jié)構(gòu)，如何創(chuàng)新的利用燈光渲染出來，同時不影響白天橋欄景觀，不對橋欄造成額外的結(jié)構(gòu)破壞成為照明設(shè)計的難點。

橋欄上部照明摒棄了LED柔光帶勾勒造型的手法，考慮采用自發(fā)光點構(gòu)成像素?zé)舻淖龇ǎ?jīng)過模擬和試驗，效果不理想。為了滿足最初的設(shè)計理念，設(shè)計師通過研究橋欄內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合LED定向發(fā)光的優(yōu)勢，設(shè)計了一款專門用于橋梁欄桿內(nèi)側(cè)(如圖7)，渲染橋欄，照亮球體，通過光影對比強化了球體的立體感，同時燈具小巧超薄，白天隱藏于內(nèi)側(cè)，每個模組的光束角和投射角度都經(jīng)過精心計算，使其投射到每個部位的光達(dá)到最初的設(shè)想，又不對其他模組產(chǎn)生影響。

為了水上的夜游線和岸上的游人都有較好的視覺效果，同時盡量節(jié)省投資、節(jié)約能耗，經(jīng)過幾次試驗，確定了每個安裝燈具的距離。

圖7 用于橋梁欄桿照明的燈具截面圖

作為另一重點路段的干馬橋，是典型的拱橋結(jié)構(gòu)，拱橋的橋上道路照明宜采用有民族風(fēng)格的庭院燈照亮橋上路面，同時也起到裝飾作用或者通過橋欄燈照亮橋上路面;在本設(shè)計案例中，干馬橋路面長100米，寬42米，為雙向3車道，路面功能性照明沿用橋梁道路上的路燈照明，選用傳統(tǒng)光源，路面照度和均勻度都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(見圖8～圖10)。

干馬橋的照明設(shè)計采用最新的綠色節(jié)能光源和系統(tǒng)進(jìn)行夜景照明，通過整體的LED控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)，使得在夜間這個橋梁形成可變色的動感效果，平日的夜晚可模擬“天氣變換系統(tǒng)”，根據(jù)天氣的變化呈現(xiàn)美麗奇異的燈光效果，使行人體會最新科技帶來的生活新體驗。

橋欄為普通的金屬欄桿，融入“音符的韻律”理念設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)場實測在欄桿處定制了一款LED條形燈具，夜景通過控制模式，燈光伴隨著節(jié)奏譜出一首首或激昂或幽靜的曲子。

橋體以暖白色為主，橋拱使用LED進(jìn)行照明，光源選用三基色RGB LED可進(jìn)行全彩變色，橋洞內(nèi)側(cè)壁安裝投光燈照亮橋洞托出整座橋的輪廓，橋洞曲面的亮度大于橋側(cè)面亮度，增加立體感和透明感。平日里橋拱照明顏色為黃光和4000K白色，突出橋梁結(jié)構(gòu)，增強層次，豐富橋梁變化;欄桿立柱頂端采用了LED水晶燈，不會給行人造成任何的危險性，并起到引導(dǎo)的作用;在欄桿扶手下面安裝LED條形燈，掃亮欄桿的整體外立面，整個橋梁在夜間形成連貫性。

圖8 干馬橋照明設(shè)計——水上視角

圖9 干馬橋照明設(shè)計——側(cè)視角

圖10 干馬橋局部照明設(shè)計示意圖

中華橋、育才橋、干馬橋三座橋梁的夜景照明設(shè)計從“以人為本”的環(huán)境角度出發(fā)，給行人提供舒適的有趣味的光環(huán)境。在設(shè)計案例中力爭光與建筑的相互融合，合理的考慮燈光的每一處實現(xiàn)，適合的選用傳統(tǒng)光源和LED光源，最終三座橋梁橋體裝飾照明和橋面道路功能性照明系統(tǒng)總耗電105KW，把節(jié)能、環(huán)保、以人為本的照明理念貫徹至終。

5 綜述

城市中的橋梁象征著城市發(fā)展的經(jīng)濟(jì)地位和技術(shù)水平，從某種意義上來說，橋梁的夜景照明不僅僅是一種功能手段，同時也成為了城市的重要景觀之一。針對城市中的這類橋梁照明，我們發(fā)現(xiàn)都或多或少地存在一些照明設(shè)計的誤區(qū)。如何使這樣精心設(shè)計的藝術(shù)品不被黑夜吞噬，如何使橋梁這一精美的建筑物在水中斑駁倒影的襯托下綻放更獨特動人的光芒，也成為照明設(shè)計者用心去思考的問題。

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