淺析南京江心洲長江大橋景觀照明的創新設計和建設

張焱 陸思

1南京市公共工程建設中心 江蘇 南京 210000

2南京琵碧艾建筑景觀設計有限公司 江蘇 南京 210000

南京江心洲長江大橋又名 “南京長江第五大橋”，是南京市境內連接浦口區與建鄴區的過江通道，位于大勝關南京長江大橋（南京長江三橋）和南京長江大橋之間，是南京“高快速路系統”中繞城高速公路一環的重要組成部分，也是世界首座輕型鋼混結構斜拉橋。橋梁總長4.4km，主橋長1796m，南北主跨長1200m；主橋為一座三塔雙索斜拉橋，景觀照明設計的區域也就是該橋的主橋區域。

1 設計理念

設計理念是設計作品構思過程中所確立的主導思想，它賦予作品文化內涵和風格特點。好的設計理念至關重要，它不僅是設計的精髓所在，而且能令作品具有個性化、專業化和與眾不同的效果。本次特大型橋梁景觀照明的設計主題思路是在充分考量安全、環保和集約化設計基本理念的基礎上通過各種空間形式、造型色彩、氣氛營造等手法，向觀賞者傳達跨江大橋輕盈、靈動和自然的一種特定環境景觀藝術的創新。

1.1 主題構思：南京五橋是一座三塔雙索斜拉橋梁，設計充分利用其結構特點，采用豐富多變的光效折射出城市的文化與情感，賦予橋梁“綠水青山就是金山銀山”的新時代景觀亮化主題。

1.2 安全設計：南京五橋是橫跨長江的重要交通通道，同時也是空中飛行的重要保障通道，設計充分考量通過燈具照射角度、亮度、數量、功率和高度的調整優化，滿足路面車行、水上船行和空中航行的三維安全。

1.3 環保設計：南京五橋地處江豚保護區和濕地保護區，同時又緊鄰河西高檔社區和江北新區，設計中充分考量通過設定一般節假日和重大節假日模式，充分減少燈光污染對生態環境和居民生活的影響。

1.4 集約設計：南京五橋景觀照明設計中充分采用主體工程和其他附屬工程中共用桿件、共用線槽、共用通道的集約化設計理念，同時景觀照明工程全部采用LED燈具，減少投資的同時節約后期管養成本。

1.5 景觀設計：南京五橋景觀照明設計充分利用塔柱、斜拉索和橋身箱梁三個內在載體，以及為江水、光影和周邊環境三個外在載體。主要通過以三個上下塔柱為載體形成“立足于江中”的豎向景觀；以整個箱梁邊沿線形成“跨越江面”的橫向景觀；以打亮邊側斜拉索形成“飛翔于江上”的立體景觀；以江水為鏡形成“映射于江面”的映像景觀；以夜色和周邊環境為襯托形成一幅“春江花月夜”的整體景觀。

圖1 夜景效果示意圖

2 技術實現

通過技術途徑如何將設計理念轉化為現實場景是景觀照明工程建設的最大難點，南京五橋景觀照明具有創新型的設計理念，同樣必須有創新的技術作為支撐。本次工程建設在充分利用橋梁三大內在載體和三大外在載體的基礎上，以設計理念為綱，在燈具選型、安裝位置、場景設置和智能控制上創新采用多種技術實現設計理念。

2.1 塔柱:南京五橋共三座塔柱，為縱向鉆石型索塔，上塔柱高136m，下塔柱高41m。設計使用LED RGB 200W和300W投光燈從下至上分段泛光照明，通過不同配光角度的組合實現均勻的燈光覆蓋，塑造豎向景觀。

圖2 燈具布置示意圖

2.2 橋身箱梁：南京五橋是世界上首座采用粗骨料活性粉末（UHPC）橋面板結構的組合梁，燈光表現選用線性燈和洗墻燈間接照明的組合方式凸顯這一特點。燈具選用LED RGB 10W線性燈和LED RGB 18W 洗墻燈，線性燈安裝于公路面護欄外側，洗墻燈暗藏于腹板內，通過間接光塑造整體箱梁橫向景觀，遠觀如同一條彩虹飛架長江南北。

圖3 箱梁夜景效果示意圖

2.3 斜拉索：南京五橋橋梁的拉索設計為中央拉索，有別于大部分兩側拉索的斜拉橋，其突出的特點就是橋身更顯纖細、輕薄，這也是該橋梁設計的創新和亮點。燈光表現上自然力求突出“細薄”的橋身。體現在拉索面的光效就是照亮外側部分拉索，在索面形成三角形范圍的光域。燈具選用LED RGB 150W和300W ，配光角5°、10°、20°多角度組合，該部分照明燈具布置于路面兩側，這一點有別于當下流行的多媒體展示面的做法，看似簡單，卻更能展現橋梁原始的設計美感和立體景觀。

圖4 燈具布置及光域覆蓋范圍示意圖

2.4 場景設置：方案設計了不同時段和節假日的表現形式。對于夜景照明項目的日后正常運行，這一點尤為重要。場景的設置要從城市的維度、項目自身需要包括其所處地域特點等等因素綜合考慮，當然最重要的，做到既滿足美化城市夜景的需求也能將光污染對環境的破壞降到最低。南京五橋景觀照明該設計了“金山銀山，綠水青山”、“月皎波澄，弦隨風動”、和“江風撫琴，金陵唱晚”三個主題場景。

圖5 主題方案實景圖

2.5 智能控制：在南京五橋項目中，LCE FX 主控端采用Sympholight5.0控制軟件，該軟件具備燈光設備管理、項目設置、效果制作、效果預覽、DMX輸出查詢、API接口等功能。Sympholight5.0軟件作為一款DMX控制軟件，在視頻管理上，具備兩個獨立效果漸入漸出的設置（讓效果過渡自然）、效果之間的層管理、燈具分組讀取視頻管理、具備對已有視頻的某個區域燈具效果進行效果變更的視頻處理能力。以上功能大大減少現有項目中效果確認的時間，有助于設計師確定項目最終效果。

新版Sympholight5.0軟件一方面，可以根據客戶需求，制作web界面的控制面板。背景以及按鈕可以根據客戶需求進行制作，實現客戶本地操作；另一方面可為終端移動設備，兼容蘋果iOS系統與安卓系統，可安裝在平板電腦和智能手機，實現對軟件遠程觸發控制，同時可以根據客戶需求設置管理權限（操作密碼），實現權限管理。提升效果操作的安全性。

圖6 系統控制拓撲圖

3 安裝調試

為保證達到設計效果，確保設備采購和工程實施一次到位，五橋景觀照明工程嚴格按照先軟件模擬計算、斷面大體量測試、整體安裝調試的三步驟原則開展大量的試燈工作，且每一步都做到了精益求精。

3.1 模擬計算

模擬計算在行業里通常稱為照度計算，也就是通過專業的照明設計軟件模擬場景的實際效果，這個效果不同于方案階段的效果圖表現，它好比結構專業的承重計算，通過軟件搭建載體模型，調取包含燈具各項光學信息的數據庫、布置燈具、設置被照面反射率等參數，通過軟件的計算后獲取包括亮度、照度、眩光值等等一系列參考數據。這為下一步的試燈程序提供了理論支持，一定程度上也降低了試燈的成本。

圖7 專業照明計算軟件DIALux操作界面

3.2 現場試燈

項目的試燈是幾乎所有亮化工程必須的一個程序，他關系到方案設計能否順利落地，也為提升設計效果的可行性提供了一種直觀的判斷。

本項目試燈的最大難點在于拉索面的照明，難點主要表現在兩點：塑形和亮度。設計上意圖通過外側拉索的塑形來強化橋體的纖薄觀感，然而，燈具的安裝位置對光束的控制帶來了不小的困難，既要保證光域覆蓋的完整又要保持上下亮度的統一。這一步的完成，除了技術團隊豐富的經驗外，還需要各類技術手段的加以輔助，為此，南京五橋景觀照明工程試燈除了前面所述的專業計算軟件，還采用了專業測光儀器、無人機等等輔助設備加強試燈效果的觀測及檢測。

圖8 無人機各方位航拍

圖9 亮度測量儀器現場實測

對于亮度的定位上，在試燈過程中，特別是初期，各方都存在不同的觀點。對于各類亮化載體，《城市夜景照明設計規范》JGJ/T 163-2008中有著明確的指導標準。但事實上，困難在于如何定位此橋是屬于“E2 低亮度環境區“還是屬于“E3 中等亮度環境區“。從地理位置來看，橋梁連接建鄴區的江心洲和浦口區，跨越長江兩岸，江面夜晚的環境光偏低，應屬于低亮度環境區；然而，在南京這座沿江城市，時處江南江北同城化大發展的時代，江心洲大橋起到不亞于南京長江大橋的戰略功能，與南京眼、青奧雙子塔一脈相連近在咫尺，未來也可預見成為城中橋。為保證真正實現設計意圖，確保與周邊環境相協調，在亮度控制上，經過現場多次的試燈，并聽取多方專家論證，最終確定提升局部亮度的解決方案。

3.3 安裝調試

安裝調試整個過程是一項非常具有挑戰新的創新工作，同時也是一項艱巨而復雜的重復性勞動工作。首先，提前制定分布分項安裝調試工作計劃，其次，按照分部分項計劃進行安裝和調試，最后進行整體調試。其中，分部分項的安裝調試工作是是否能達到設計效果的關鍵性和基礎性工作，調試的過程往往面對的是多次的失敗和失落，但本次安裝調試，在前期模擬試燈和現場試燈的基礎上。經歷了無數個不眠的調燈之夜后，不但獲得了應有的成果外，同時也獲得了意外的驚喜。在控制系統接入后，通過變換的節奏和畫面賦予了夜景全新的“春江花月夜”的燈光場景。

圖10 夜景實拍

結束語

現代特大型橋梁的建設代表著城市經濟發展水平，也代表著國家橋梁建設的最高技術水平，而特大型橋梁的景觀亮化工程是橋梁文化的一種表達方式，更是升華為時代氣息的一種具體體現。只有真正理解橋梁蘊涵的內在精神，才能找到讓其大放異彩的方向和存在的價值。