融合
——航站樓大空間照明設計中的功能與藝術(shù)

朱雅麗

(昕諾飛(中國)投資有限公司,江蘇 南京 210000)

引言

航站樓是航空港中的主要建筑物，是保證飛機安全起降的基地和空運旅客、貨物運輸?shù)募⒌兀秸緲谴罂臻g是航空港建筑中空間和面積較大的區(qū)域，是航站樓的重要組成部分[1]，同時，航站樓又是旅客活動的主要空間，航站樓室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)好壞對旅客服務質(zhì)量至關(guān)重要[2]。機場航站樓作為城市的公共設施建筑，它是一座城市的窗口，機場航站樓照明設計中除了滿足旅客及工作人員的視覺作業(yè)需求還應通過燈光傳遞地方文化特色，打造具有地方文化特色的城市名片。

目前，針對機場航站樓照明設計已有學者開展了研究，繆海琳等[3]分析了航站樓的空間環(huán)境及照明要求并給出常見的照明方式，對各功能區(qū)域分別提出了一系列照明策略建議，但是文中針對機場航站照明僅僅提出建議策略，缺少實例描述，未能將理論應用至實踐中；余娟等[4]通過調(diào)函及實測的方式對全國22個典型機場航站樓的用能與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量進行研究分析，指出在航站樓各用能設施中空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)運行電耗占比最大，夜間照明功率密度值過高是照明能耗的重要因素，并以北京大興機場為例，指出LED燈具得使用是降低功率密度值得有效措施；鐘世權(quán)[5]以廣州白云國際機場二號航站樓辦票大廳為例，采用直接照明方式的大功率LED投光燈+調(diào)節(jié)控制的方式在滿足GB 50034—2013照度的要求時，其功率密度值小于標準中的目標值，通過現(xiàn)場檢測和應用成果分析研究，為機場航站照明設計提供設計參考；林建海等[6]分析了LED燈具特點的基礎上，將LED燈具代替?zhèn)鹘y(tǒng)燈具應用至浦東機場航站樓，對燈具節(jié)能效果的經(jīng)濟性進行了預測分析。邵民杰等[7]通過新建上海浦東國際機場二期航站樓，將照明設計理念融合至機場建筑大空間場所，結(jié)合建筑形態(tài)，采取間接/直接相結(jié)合的照明方式，打造了溫暖親切、安靜安心整體設計主題的大空間照明；陳鵬俊[8]提出了以實測照度數(shù)據(jù)為依據(jù)新的智能照明控制系統(tǒng)方案,解決機場照明現(xiàn)存問題,獲得更好的照明效果。

綜上所述，目前機場航站樓照明設計更加偏重于滿足功能性照明需求，設計理念傾向于滿足空間照度值、功率密度值等參數(shù)指標。但是，機場航站樓是城市交通樞紐中重要的建筑物，直接關(guān)乎人們對于一座城市的印象，因此，本文以濟南某民用機場機場為例，在滿足功能性需求的前提下，同時融合機場照明設計中的藝術(shù)效果，通過照明賦能空間，傳達地方文化特色，從而提高旅客的飛行體驗。

1 現(xiàn)狀分析

遙墻機場航站樓南北長465 m，寬50～120 m變化，屋頂最高點32.8 m，建筑形態(tài)猶如鯤鵬展翅，分為上下兩層，一層為到達層，二層為出發(fā)層。出發(fā)層包含檢票、安檢、候機、登機等區(qū)域，航站樓24 h運營，立面大面積的玻璃幕墻及頂部的菱形天窗是室內(nèi)光線的主要來源。當自然光無法滿足室內(nèi)光照時，主要依靠廣告燈箱、商鋪、以及投光燈具等人工光源進行照明。T1航站樓始建于2003年，2005年竣工驗收，距今已有十幾年，原設計中使用金鹵燈投向屋頂通過屋面反射材質(zhì)照亮空間的效果隨著燈具的破損、光源的衰竭、屋面的陳舊導致反射系數(shù)降低等已完全無法滿足機場運營的夜間照明效果。

為了保證旅客安全出行及工作人員視覺作業(yè)的功能性需求，機場運營部門添置了投光燈具進行補充照明，燈具添置過程中燈具色溫不一致、燈具選擇不合理以及排布不均勻?qū)е聶C場大空間室內(nèi)光環(huán)境舒適度較差，空間灰暗感較強，體現(xiàn)為后期添加的投光燈具眩光值過高，大空間背景亮度較低，對比之下LED大屏亮度過高，空間亮度分布不均。在T1航站樓出發(fā)層大空間依據(jù)《照明測量方法》(GB/T 5700—2008)選取6個測試點采用中心布點法進行照度測試，如表1和圖1所示，6個選取的測試點中4個區(qū)域的照度值不滿足《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)中所要求的辦票大廳高于200 lx的要求。航站樓擴建即將投入使用區(qū)域選取2個點進行測試(見圖2)，如表2所示，測試結(jié)果分別為301 lx及385 lx，符合平均照度值300 lx的標準，與T1航站樓原出發(fā)層大空間形成鮮明的明暗對比，因此，T1航站樓原出發(fā)層的照明改造迫在眉睫。

表1 T1航站樓原出發(fā)層大空間測試點

圖1 T1航站樓原出發(fā)層大空間測試點Fig.1 Large space test points of original departure floor of T1 terminal building

表2 航站樓擴建即將投入使用區(qū)域測試點

圖2 航站樓擴建即將投入使用區(qū)域測試點Fig.2 Test points of the area where the terminal expansion will be put into use

2 設計原則

2.1 功能性照明

良好的光環(huán)境是航站樓得以高效運行的有力保障，優(yōu)質(zhì)的夜間光環(huán)境離不開高品質(zhì)的光源及合理的燈具布置，選擇高光效、高顯指、低眩光的光源及通過科學的計算滿足機場大空間中國標所設定的照度值、功率密度值等是航站樓大空間良好光環(huán)境的基礎。機場大空間一般采用直接照明、間接照明、混合照明的方式，間接照明的優(yōu)勢為空間效果好、舒適性高、眩光易控制；其劣勢為由于經(jīng)過反射進行照明，造成光能損耗較大，且照度均勻度難以控制。在遙墻機場T1航站樓大空間中由于頂面材質(zhì)建設時間較長、較為陳舊，反射系數(shù)降低，因此在功能性的基礎照明中采用直接照明為主輔助間接照明的方式進行室內(nèi)光環(huán)境的營造。

2.2 提取地方文化元素的藝術(shù)性照明

濟南別稱“泉城”，因泉群眾多、水量充沛，被稱為天然巖溶泉水博物館。泉水的潺潺流動，孕育著勃勃生機；泉幣作為早期貨幣的一種形式，是一種財富的象征，而貨幣的本質(zhì)也在于流通；同樣，航站樓中的人流涌動，機場龐大的吞吐量更是一座城市興盛的體現(xiàn)。因此，在航站樓的設計中，引入“水流”的概念進入航站樓室內(nèi)大空間照明中，通過LED燈具結(jié)合控制系統(tǒng)來展現(xiàn)航站樓建筑特征及地方文化特色，強化視覺認知，提升旅客空間體驗，打造具有特色的濟南城市名片。

3 實現(xiàn)方式

3.1 基于直接照明的方式保證機場航站樓大空間視覺作業(yè)需求

適當?shù)恼斩人健⑹孢m的亮度分布、宜人的光色和良好的顯色性是優(yōu)良室內(nèi)照明的重要因素[9]。使用高品質(zhì)LED光源下照是打造明亮均勻的航站樓大空間整體照明環(huán)境的有效照明方式。通過高光效、低眩光、高顯指的燈具結(jié)合合理的照明方式是航站樓大空間功能性照明的基礎。直接照明一般是由排列在頂棚上的若干照明燈具組成，直接照明的優(yōu)勢為充分利用光能、均勻性高、節(jié)能效果明顯。一般情況下，頂棚燈具的排列為大功率結(jié)合頂部結(jié)構(gòu)有序排列，這樣直接照明的方式在多個機場大空間中均有所使用，如北京首都國際機場改造、海口美蘭機場、哈爾濱太平國際機場等。

在本案例中，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特征、燈具的安裝及鋼結(jié)構(gòu)的承重因素，分別采用高功率筒燈、投光燈具兩側(cè)投光的方式進行模擬。

3.1.1 高功率筒燈下照

兼顧施工成本因素，將大功率筒燈以滿天星的形式均勻布置在航站樓大空間頂部將會造成施工難度高、成本增加等問題。因此，將燈具安裝在建筑橫梁鋼結(jié)構(gòu)上，使用102 W筒燈并以4個為一組排布的方式進行布置，如圖3所示。由于橫梁與橫梁之間的間距跨度較長，在照度模擬中，出現(xiàn)燈具下方照度過高、橫梁之間照度值偏低，具體體現(xiàn)為橫梁下方可達到照度500 lx以上，橫梁與橫梁之間的照度值不足100 lx，以售票大廳(圖4)及安檢區(qū)域(圖5)為例，售票大廳平均照度200 lx，燈具橫梁下方照度值500～680 lx，鋼結(jié)構(gòu)橫梁中間照度值30～50 lx之間；安檢區(qū)域平均照度值467 lx，燈具橫梁下方照度值均在500～700 lx，橫梁中間照度值30～50 lx之間，從計算結(jié)果顯示，空間均勻度欠佳。

圖3 航站樓大空間頂部4個筒燈一組排布方式Fig.3 Group arrangement of four downlights at the top of the large space of the terminal building

圖4 筒燈照明方式下售票大廳偽色圖Fig.4 Filled ISO contour of ticket hall under downlight

圖5 筒燈照明方式下航站樓安檢區(qū)偽色圖Fig.5 Filled ISO contour of security inspection area of terminal building under downlight

3.1.2 投光燈照明方式

大功率筒燈下照的照明方式，具有眩光值低，燈具美觀性高的特征，但是由于其光源定向性，光源所照射的面積受燈具安裝的位置所限定，投光燈具安裝在建筑的兩側(cè)投向中間區(qū)域則可以通過調(diào)節(jié)投光燈的投射角度滿足所需區(qū)域的照度及均勻度要求，如圖6所示。根據(jù)不同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)不同的照度值同時結(jié)合《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)中所規(guī)定的照度值要求，滿足出發(fā)大廳照度值200 lx，安全檢查區(qū)域照度值500 lx，售票大廳照度值200 lx。投光燈照明方案可以把燈具有效的投射進需要照射的區(qū)域，在本項目中，相比筒燈懸掛于橫梁的方案而言，投光燈從兩側(cè)投射所產(chǎn)生的工作面及地面照度均勻度更高，但不可避免眩光的產(chǎn)生。以售票大廳及安檢區(qū)域為例，使用Philips clxarea軟件進行模擬，售票大廳平均照度值218 lx，照度均勻度0.5(最小照度與均勻度之間的比值)，如圖7所示；安檢區(qū)域平均照度值489 lx，照度均勻度0.6(最小照度值與均勻度之間的比值)，如圖8所示。由此可見，投光燈照明方式在航站樓大空間的使用中可以滿足航站樓照度、顯色性及均勻度的需求，但由于光源功率較大、光源較為集中，不可避免眩光的產(chǎn)生，對燈具進行防眩處理，添加防眩罩是改變投光燈照明方式所帶來的不適眩光的有效方式。

圖6 燈具安裝于建筑橫梁兩側(cè)Fig.6 The lamps are installed on both sides of the building beam

圖7 投光燈照明方式下售票大廳偽色表現(xiàn)圖Fig.7 Filled ISO contour of ticket hall under floodlight

圖8 投光燈照明形式下安檢區(qū)偽色表現(xiàn)圖Fig.8 Filled ISO contour of security inspection area of terminal building under floodlight

3.2 色彩的使用營造具有地方文化特色的光藝術(shù)氛圍

不同波段的光譜對應著不同的色彩，不同顏色的光對人們的視覺作用除了體現(xiàn)在影響人的視覺神經(jīng)以外，對人的心理也會產(chǎn)生不同的影響。色彩的種類紛雜眾多，從色彩心理學及文化的角度上來講，每種色彩在特定的環(huán)境中，基本上都代表了一定的文化含義，使人聯(lián)想起不同的內(nèi)容[3]。在本項目中，汲取泉水的色彩元素，通過在建筑橫梁處使用線性燈具安裝至三角橫梁底部向上對屋面進行投射，洗亮橫梁空間架構(gòu)，如圖9所示。同時，在中間島得上方使用高功率寬光束投光燈具，對頂棚進行洗亮，形成明亮均勻得光環(huán)境，如圖10和圖11所示。配合智能照明控制系統(tǒng)，提取藍色及白色具有代表“泉水”的色彩元素營造空間藝術(shù)氛圍的同時傳遞地方文化特色，從而使照明效果更加富有內(nèi)涵及文化性。

圖9 線條燈安裝示意Fig.9 Installation of line lamp

圖10 泛光燈具洗亮大空間頂部立面示意圖Fig.10 Top elevation of large space for floodlighting

圖11 泛光燈具洗亮大空間頂部平面示意圖Fig.11 Top plan of large space for floodlights

圖12 國際辦票大廳測試點Fig.12 Test points of international ticket hall

4 效果呈現(xiàn)與照度實測

綜合前期方案的設計，燈具的多次的試燈以保障照明的效果，嚴謹考慮施工作業(yè)的可行性，最終在建筑三角橫梁的底部安裝DC24V/RGBW 3 000 K/50D/24 W線性洗墻燈投射三角腔體，從而實現(xiàn)室內(nèi)空間的藝術(shù)性照明氛圍。同時，在三角橫梁兩側(cè)及中間位置安裝帶有眩光罩的投光燈具，通過直接照明的方式保證航站樓空間的功能性照明。試燈過程中，可變色洗墻燈具可以通過照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)顏色的變幻；Tango LED 500 W 投光燈具安裝于建筑橫梁之上，同時對局部區(qū)域進行照度測試。為了保證功能性照明效果，同時不影響機場的日常運營，采用中心布點法[10]在國際辦票大廳選取其中一跨進行樣燈測試，如圖12所示。結(jié)合圖12，以大廳東西方向分為8個區(qū)域，每個區(qū)域布置A、B、C、D、E、F點，使用Luxseeker燈光捕手進行測量，測量結(jié)果顯示照度基本滿足GB 50034—2013[11]中的要求，如圖13所示。所有燈具安裝完畢后，航站樓大空間照明改造后夜間運營照明環(huán)境有顯著提升，空間舒適感提高，根據(jù)中心布點法對國內(nèi)檢票大廳進行區(qū)域照度實測，結(jié)果顯示燈具下方照度值可達到250 lx左右，兩跨之間得照度值可以180 lx以上，如圖14所示。根據(jù)描點式亮度測量法對室內(nèi)統(tǒng)一值測量，均可滿足眩光值小于22的國標要求。改造后航站樓大空間照度均勻度顯著提高，不適眩光的問題得以改善，如圖15所示。遙墻機場航站樓的照明改造很大程度上提升了人們交通出行的體驗。照明工作者于2021年6月8日20：00—24：00對50名乘客及工作人員進行滿意度調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，百分之八十以上得乘客及工作人員對機場改造均為滿意，其中一位建筑設計師乘客表示，頂部得藝術(shù)照明不僅可以反映濟南的地方文化特色，同時這種間接的照明手法，可以很好的緩解飛機延誤所旅客所造成的焦慮。

圖13 國際辦票大廳照度測試值Fig.13 Illumination test value of international ticket hall

圖14 燈具完畢后國內(nèi)檢票大廳照度測量的點位及實測照度值Fig.14 Illuminance measurement points and measured illuminance values of domestic ticket hall after lamps are finished

圖15 國內(nèi)辦票大廳實景照片F(xiàn)ig.15 Photo of internal ticket hall

5 結(jié)束語

使用高品質(zhì)的燈具結(jié)合合理的燈具布置，通過精確的計算來滿足室內(nèi)空間照度值、均勻度、眩光值等指標，營造明亮舒適的光環(huán)境是航站樓在夜間得以持續(xù)運營的有效保障。光源的不斷變革，室內(nèi)照明已不僅僅局限于自然光褪去后對白天狀態(tài)的延續(xù)。航站樓大空間室內(nèi)照明設計應在維持功能性照明的基礎上結(jié)合藝術(shù)照明的手法，通過光作為藝術(shù)媒介語言，實現(xiàn)空間功能、協(xié)助表達空間特色乃至傳遞地方文化的特征。