城市夜景照明中的電氣設(shè)計(jì)

張 帆

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

·水·暖·電·

城市夜景照明中的電氣設(shè)計(jì)

張 帆

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

介紹了夜景照明的常見(jiàn)類型，對(duì)夜景照明光源與燈具的選擇進(jìn)行了闡述，解釋了夜景照明配電及控制方法，并對(duì)公園夜景照明、廣場(chǎng)夜景照明、水景照明的應(yīng)用作了研究，為夜景照明設(shè)計(jì)提供參考。

夜景照明，燈具，光源，類型

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技的進(jìn)步和城鎮(zhèn)化率的提高，為城市景觀照明提供了良好的設(shè)計(jì)氛圍和物質(zhì)條件。但是由于目前的民用建筑設(shè)計(jì)單位中并沒(méi)有專業(yè)從事燈光設(shè)計(jì)的人員，一般的城市室外夜景照明是由建筑專業(yè)和電氣專業(yè)人員相互配合，共同完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于專業(yè)的限制，建筑專業(yè)的同志著重于視覺(jué)的美觀，電氣專業(yè)的同志著重于供配電的安全，而對(duì)于燈具的選擇、安裝和照明方式的運(yùn)用，兩個(gè)專業(yè)的同志都不是很明晰。筆者由于近年來(lái)參與設(shè)計(jì)了多座城市廣場(chǎng)、公園的景觀設(shè)計(jì)，對(duì)此深有感觸，故此將在設(shè)計(jì)過(guò)程中的心得與各位同仁分享，文中有不足或錯(cuò)誤之處還請(qǐng)各位同仁批評(píng)指正。根據(jù)《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》和《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第2版)的定義，城市照明包括城市功能照明與城市景觀照明。城市功能照明主要包括城市道路及附屬交通設(shè)施的照明與指引標(biāo)識(shí)照明。城市景觀照明是對(duì)城市中夜間可引起良好視覺(jué)感受的某種景象所加的照明。概括的說(shuō)，城市中室外照明的作用就是創(chuàng)造舒適優(yōu)雅的環(huán)境；以一定的照明保證人身財(cái)產(chǎn)的安全；以燈光手段點(diǎn)綴氣氛、美化建筑、增加商業(yè)氣息、亮化城市。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，常常是城市功能照明與景觀照明相交叉，這就要求設(shè)計(jì)人員掌握不同的光源、燈具和照明手法在不同條件下的運(yùn)用(本文著重介紹城市的景觀照明，城市的功能照明多為道路、橋梁、隧道等的照明，在此不做詳述)。由于人工照明與自然光照明屬于兩種完全不同的照明方式，所以在進(jìn)行室外夜景照明設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)明確室外夜景照明的類型，其次要根據(jù)不同的照明對(duì)象和照明類型選擇合適的光源與燈具。

1 夜景照明的常見(jiàn)類型

1)泛光照明。泛光照明是利用泛光燈使得場(chǎng)景或物體的亮度明顯高于周圍環(huán)境的照明方式。泛光照明的特點(diǎn)是要將被照對(duì)象的造型、特點(diǎn)或是歷史風(fēng)貌在夜景下更加具有立體感和特色，但應(yīng)注意照明燈具設(shè)置的隱蔽性，在白天不能影響景觀的周圍外部環(huán)境。2)輪廓照明。輪廓照明分為兩種方式：一種是利用燈光直接勾勒出建筑物或構(gòu)筑物等被照對(duì)象的輪廓；另一種是剪影照明，是將光線投射到物體的背景面，從而把被照對(duì)象的造型襯托出來(lái)，但物體的造型是黑色無(wú)光剪影。輪廓照明一般只適用于大型建筑，且不能表現(xiàn)建筑的細(xì)節(jié)。剪影照明一般用于非主體建筑的部分，如建筑的柱廊、建筑突出構(gòu)件的照明。輪廓照明經(jīng)常采用的是緊湊型熒光燈、冷陰極熒光燈或發(fā)光二極管(LED)。3)動(dòng)感照明。也稱為動(dòng)態(tài)照明，就是利用投光照明、霓虹燈照明或LED燈帶等，并運(yùn)用不斷變化圖案或色彩，從而加強(qiáng)照明效果。4)聲光照明。聲光照明是一種將聲光相結(jié)合，以表演方式進(jìn)行的照明。在很多景觀設(shè)計(jì)中還融入了音樂(lè)噴泉等其他因素，成為一種新型廣場(chǎng)表演項(xiàng)目。5)重點(diǎn)照明。利用窄光束燈具照射局部表面，使之和周圍形成強(qiáng)烈的亮度對(duì)比，通過(guò)有韻律的明暗變化，形成獨(dú)特的視覺(jué)效果。6)內(nèi)透光照明。內(nèi)透光照明是利用室內(nèi)光線向外透射的照明方式。對(duì)于某些沒(méi)有條件做外部泛光照明時(shí)，使用內(nèi)透光照明可起到裝飾美化效果；內(nèi)透光照明也運(yùn)用于大面積玻璃幕墻，反光重的大型建筑物。需要注意的是，內(nèi)透光照明燈具應(yīng)專門(mén)設(shè)置，獨(dú)立控制。內(nèi)透光照明多采用三基色直管熒光、發(fā)光二極管(LED)或緊湊型熒光燈。夜景照明見(jiàn)圖1。

2 夜景照明光源的選擇

室外夜景照明光源的選擇一般基于以下原則：即光源的壽命、效率、色溫與顯色性，對(duì)于氣體放電燈還應(yīng)注意接線方式和功率因數(shù)。各類燈具的特點(diǎn)和使用范圍見(jiàn)表1。

3 夜景照明燈具的選擇

室外照明燈具的選擇應(yīng)首先選用定型產(chǎn)品，便于維護(hù)和更換；其次，要注意燈具的效率、壽命、光束角等是否滿足設(shè)計(jì)要求；第三，要根據(jù)燈具所使用的場(chǎng)所，選擇燈具的合理防護(hù)等級(jí)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，夜景照明的室外燈具不得使用0類燈具，燈具的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP55；水下燈具應(yīng)采用Ⅲ類燈具，且防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP68；埋地?zé)艟叩姆雷o(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP67。室外安裝的燈具還應(yīng)具有防腐性。在《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》中還特別強(qiáng)調(diào)指出，應(yīng)慎選埋地?zé)簟Ｒ驗(yàn)槁竦責(zé)舴雷o(hù)等級(jí)要求高、價(jià)格貴、維護(hù)困難、易產(chǎn)生眩光，大功率的埋地?zé)粲捎跓艟弑砻鏈囟雀撸谞C傷人，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。

4 夜景照明配電與控制

1)照明配電。夜景照明的供電電壓、供電半徑等在相關(guān)的規(guī)范中均有介紹，就不在此一一說(shuō)明了，需要注意的是，安裝在室外照明配電箱(控制箱)防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54，為了避免雷擊，室外設(shè)置的配電箱還需加設(shè)電涌保護(hù)器(SPD)；距地面2.5 m以下的配電箱、控制箱應(yīng)借助于鑰匙或?qū)Ｓ霉ぞ卟拍荛_(kāi)啟；在北方地區(qū)，還應(yīng)考慮室外環(huán)境溫度變化對(duì)電氣元件的影響。

表1 各類燈具的特點(diǎn)及使用范圍

對(duì)于光源功率大于250 W或者以上的單個(gè)光源，要在每個(gè)燈具處單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)裝置，這樣可以避免故障面的擴(kuò)大；對(duì)于只在水中才能安全工作的燈具，供電回路還要采用低水位斷電措施，燈具要選擇具有抗腐蝕性和防水措施，以保證安全。

安裝于室外的景觀照明如果是距建筑外墻20 m以內(nèi)的，要和室內(nèi)系統(tǒng)的接地型式相一致；如果是距建筑物外墻20 m以外的，建議采用TT接地系統(tǒng)；TT系統(tǒng)中采用剩余電流保護(hù)器來(lái)作為接地故障保護(hù)。根據(jù)《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》8.3.3規(guī)定：當(dāng)采用TT接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用剩余電流保護(hù)動(dòng)作電流不宜小于正常運(yùn)行時(shí)最大泄露電流的2.0倍～2.5倍；參照《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》一般選擇RCD的動(dòng)作電流不大于100 mA。

2)夜景照明的控制。夜景照明的控制對(duì)于景觀照明起到了錦上添花和畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。好的照明控制，能更好的突出照明對(duì)象的特點(diǎn)，提高其藝術(shù)表現(xiàn)力，還可以節(jié)約能源，提高運(yùn)行管理水平。

夜景照明的控制方式一般可分為手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制等。場(chǎng)景模式一般分為平時(shí)、節(jié)日、重大節(jié)日等。除此以外還應(yīng)注意對(duì)燈具的分區(qū)、分類控制，做到方便維護(hù)，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少故障影響范圍等。

5 城市夜景照明的具體運(yùn)用

1)公園的夜景照明。

在城市中，公園是群眾休閑娛樂(lè)的主要場(chǎng)所，而公園的種類、功能也多種多樣，既有兒童公園、動(dòng)物園，也有歷史公園、名勝公園，因此對(duì)照明的功能和種類也就有了不同的要求。一般分為明視照明和飾景照明(也稱顯示照明)。

明視照明，是以公園的道路為中心進(jìn)行的照明設(shè)計(jì)，這部分照明設(shè)計(jì)需要考慮燈具的效率、維修、路面照度等因素。燈具選擇一般采用5 m～12 m的高桿燈、庭院燈等。

飾景照明，是為公園的夜景增加氣氛，對(duì)照度不做要求。對(duì)不同的對(duì)象，需要表現(xiàn)的位置不同，對(duì)于假山，就要使其棱線最亮；對(duì)于花壇、草坪，要利用照明形成有韻律變化的圖案；對(duì)于樹(shù)木，要通過(guò)照明的明暗對(duì)比顯示出景深。飾景照明的燈具選擇應(yīng)采用有乳白色玻璃或棱鏡，這樣可以降低亮度，減少眩光，或者采用光源位置高于人眼的燈具，來(lái)達(dá)到同樣效果。

2)廣場(chǎng)的夜景照明。

城市廣場(chǎng)可分為交通廣場(chǎng)、集會(huì)廣場(chǎng)、會(huì)展廣場(chǎng)等。簡(jiǎn)而言之廣場(chǎng)就是人、車、物的集散地。

交通廣場(chǎng)是人、車的集散地。在人員、車輛密集的地方要采用高顯色性、高效率的光源與燈具。對(duì)于火車站、汽車站的廣場(chǎng)照明，必須設(shè)置在廣場(chǎng)中心的周圍，選用的燈具和光源要有長(zhǎng)壽命和便于維護(hù)的特點(diǎn)。

集會(huì)廣場(chǎng)是人的聚集地。做照明設(shè)計(jì)時(shí)，一定不要在廣場(chǎng)的正中心設(shè)置柱形燈，集會(huì)廣場(chǎng)照明最好采用顯色性良好的暖色調(diào)光源，在保證照度的前提下盡可能避免眩光。

會(huì)展廣場(chǎng)是人與物的聚集地，照明應(yīng)注意平時(shí)與會(huì)展相結(jié)合，預(yù)留足夠的電容量，為提高廣場(chǎng)利用率，平時(shí)照明設(shè)計(jì)應(yīng)采用在周邊設(shè)置高桿照明裝置。

3)水景照明。

城市夜景的水景照明的對(duì)象一般有噴泉、瀑布、跌水等，有時(shí)同音樂(lè)、燈光變化相結(jié)合。水景照明根據(jù)燈具安裝位置的不同可分為：水上照明、水面照明、水中照明。水上照明和水面照明都要將燈具設(shè)置在水上的構(gòu)筑物上，通過(guò)水面反射達(dá)到需要的藝術(shù)效果，但應(yīng)注意眩光的控制。水中照明是為了水色本身或水中景物顯得更加美觀生動(dòng)。由于水對(duì)光的波長(zhǎng)有不同的透射性選擇，藍(lán)色、綠色系統(tǒng)的光透射系數(shù)高，在水下顏色中藍(lán)色、黃色更容易看出，所以選擇光源時(shí)要注意。

6 結(jié)語(yǔ)

城市的室外夜景照明是一個(gè)城市現(xiàn)代化的標(biāo)志，也是彰顯城市繁榮的重要手段。在夜景照明設(shè)計(jì)中需要不同的照明對(duì)象，制定相應(yīng)的照明方案，在實(shí)際工作中照明方案確定需要復(fù)雜的工作流程，在文中就不再贅述了。本文只是對(duì)室外夜景照明做了最基本的介紹，希望對(duì)廣大電氣設(shè)計(jì)同行有所幫助。

[1] 趙振民.實(shí)用照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2010.

[2] 北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì).照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第2版.北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[3] JGJ/T 163—2008,城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

On electric design for urban night landscape lighting

Zhang Fan

(ShanxiArchitecturalDesignandResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

The paper introduces the common types for the night landscape lighting, illustrates the lighting resource and selection of lights, interprets the night landscape lighting distribution and controlling methods, and researches the application of the night landscape lighting on roads, squares and water, so as to provide some reference for the night landscape lighting design.

night landscape lighting, light, light source, type

1009-6825(2015)16-0117-02

2015-03-30

張 帆(1974- )，女，高級(jí)工程師

TM923.02

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