景觀大橋亮化設計要點概述

孫展，董建明

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司西安分公司，西安 710018）

1 工程概況

西安國際社區灃靈大橋（中國市政工程華北設計研究總院有限公司參選方案，以下簡稱灃靈大橋），主橋道路全長230 m，寬43 m，道路斷面形式為1.3 m 拉索區+7.5 m 人行道及非機動車道+11 m 機動車道+3.4 m 中央側分帶+11 m 機動車道+7.5 m 非機動車道及人行道+1.3 m 拉索區。本次亮化方案設計主要考慮對大橋進行功能性亮化設計及橋塔、橋身、斜拉索、引橋橋體、橋墩等進行景觀亮化設計。

2 設計思路及要求

隨著社會的不斷發展，城市群對于公共建構筑物的要求已不再單純地是滿足使用，而是更加追求光影結合與流轉的動態美。隨著我國提出的碳達峰和碳中和的目標，在景觀照明設計中節能也成為設計人員需要關注的重點。不但要結合大橋本身特點量身定制合理的亮化方案，也要做到節能低耗。本次以灃靈大橋為例，簡單討論亮化設計過程中的一些想法與經驗。

灃靈大橋亮化要根據其本身特點進行設計，凸顯橋梁的立體感，不但要體現出大橋本身的神韻，兼顧白天景觀的視覺效果，還要動靜結合，做到夜景照明設計融合周圍環境，注重整體美感效果，以人為本，兼顧一般，創造舒適和諧的夜間光環境，凸顯“國際性、先進性、宜居性”主題，使之成為西安國際社區周邊地標性夜景建筑，無論陰晴雨霧都給人全新的美感，遠觀近品都耐人尋味。

與一般建筑、道路照明不同，橋梁照明在滿足功能照明的前提下還對景觀照明有一定的要求，滿足視覺美感和藝術效果。現代化橋梁景觀設計無論在燈具選型、布置、控制等方面都應凸顯其先進性，將現代化元素考慮進去，做到與國際接軌的效果。

3 亮化設計原則

3.1 功能性照明設計時的設計原則

1）為車輛及行人創造良好的視覺環境，確保行車安全、暢通，提高車輛行駛效率，方便行人出行，優化區域環境。

2）安全可靠、技術先進、經濟合理、節省能源、維修方便[1]。

3）考慮與周邊道路照明的自然過渡，供電系統及控制方式合理，力求揚長避短。

3.2 景觀性照明在設計時的設計原則

1）以人為本，遠近相宜，設計時充分考慮人在景觀系統中的主體地位，在滿足市民通行要求的基礎上，更加注重景觀的實用功能和視覺美觀效果，創造出合理有序、安全舒適的道路空間。

2）因地制宜，注重生態，設計燈具的合理配置，結合亮化整體突出個別主題特點，既要產生良好的視覺效果，又能減少日后管理的復雜度，構建和諧的生態景觀環境。

3）整體協調，統一風格設計兼顧與已有城市景觀的關系，參考周邊已修建部分的亮化效果，力求使國際社區整體效果及品質統一；注重橋梁的亮化效果與周圍環境的關系，突出景觀效果，使大橋作為夜景景觀絢爛奪目。

4）節約資金，保障安全，在保證亮化景觀效果的前提下，充分考慮資金合理利用，不做無謂的浪費，還要保障亮化供電的安全性，將安全供電作為設計的重要考量指標。

4 亮化方案設計

亮化方案設計分功能性亮化方案設計和景觀性亮化方案設計，兩種亮化設計應統籌考慮，做到相輔相成，將功能性亮化作為景觀性亮化的一部分，在設計之初提前確定亮化風格，避免功能性亮化在整體亮化方案中顯得突兀。

功能性亮化方案：灃靈大橋設計橋面方案為1.3 m 拉索區+7.5 m 人行道及非機動車道+11 m 機動車道+3.4 m 中央側分帶+11 機動車道+7.5 m 非機動車道及人行道+1.3 m 拉索區。本次考慮將功能性照明路燈布置于靠近機動車道側的側分帶中，距離機動車道沿0.5 m。

在大橋一端位置設置一座照明專用箱式變電站，本次照明采用10 m+8 m 雙臂路燈，燈臂長為2.5 m+2 m，對稱布置于機動車與非機動車交界處，燈桿間距約30 m，燈具選用截光型LED 燈，機動車側功率為250 W，非機動車側功率為120 W，路燈基礎應與大橋結構做成一體。

橋面平均照度計算：

式中，φ 為光源光通量，本工程取1 10l m/W；U 為利用系數，本工程取0.5；K 為維護系數，本工程取0.7；N 為每個燈具內光源數量，本工程按對稱布置，N 取2；S 為燈桿間距，本工程取30 m；W 為道路寬度，本工程為22 m。

經計算，本工程橋面平均照度為Eav=29.2 lx。

功率密度驗算：

式中，P 為燈具功率，W。

經計算，大橋設置路燈功率密度小于規范限定值1 W/m2，滿足規范要求。

路燈照明低壓供電電纜采用交聯聚乙烯絕緣電力電纜(YJV22-0.6/1kV 型電纜)，沿橋人行道下敷設，路燈電纜引入燈桿方式采用進出式設計。

景觀性亮化方案：灃靈大橋共設有4 個橋塔，看似隨意的布置卻充滿國際感、現代化，照明設計應充分利用其自身特點進行亮化，通過在塔底部與頂部放置投光燈對其塔身進行照亮，塔身為熒光綠色，所以照明色溫盡量用冷色調，顯色指數宜大于100，在晚上可以盡量恢復其原有色彩，在拉索上用點光源布置，光源間距1 m，采用控制器進行動態控制，光源為RGB 全彩光源，沿橋身布置洗墻燈，橋墩用泛光燈向下照射，可采用RCB 全彩型泛光燈，配合拉索上的點光源顏色變化來達到整體統一的效果，橋梁側設置向上投放的射燈，射燈采用細柱狀強光向天空成展開狀投射，并有控制器進線角度控制，最終景觀亮化方案效果參見圖1 所示。

圖1 整體亮化效果展示

亮化燈具的安裝、走線及控制器的放置位置應提前做好規劃。橋體結構應提前預留接線走線槽、穿線管、安裝基礎及預埋件等，所有穿線應做到暗敷。位于主橋塔下側位置的投光燈應布置于橋塔外側隱蔽處，使橋上行人在白天也看不到投光燈安裝位置；位于主橋塔上側的投光燈應由結構提前預留卡槽基礎，投光燈“藏”與槽中，并結合造型做隱藏裝飾，正常情況下燈具應不可見。所有燈具角度均不得使橋上行人及行車產生眩光影響。橋身布置洗墻燈應結合橋體結構要求設置安裝挑板，洗墻燈安裝于挑板上面向橋體照射，燈具照明通過橋體的反光呈現，不得直接向外照射，防止對橋下觀景人員產生較大眩光。向上投放的遠射燈僅在橋體一側布置即可，安裝在相對于景觀觀賞區的橋體背側，照射角度可調，但不應小于橋面水平方向45°，防止對兩岸行人及行車造成眩光。

5 燈具選擇

HID 燈（高強氣體放電燈，如金屬鹵化物燈和高壓鈉燈）具有光效高、壽命長、透光性強、光色好等優點。

LED 燈具有發光效率高、使用壽命長、體積小、質量輕、安全可靠性好、發熱量低、無熱輻射、環保、防潮、耐低溫、抗震動、調光方便等優點[2]。

功能性照明燈具選擇：考慮到本工程橋梁實際情況及照度等要求，照明光源選用壽命長、節能型高、可靠性和一致性好的LED 燈。

燈具應具有較高的效率及機械強度，便于安裝與維護，安全可靠，可長時間工作于戶外。燈具造型應結合大橋特點選擇較為簡明與時尚元素的流線景觀造型。

照明燈具采用半截光型，燈具效率為85%以上。

景觀亮化燈具選擇：本次設計采用LED 燈和HID 燈相結合的方式進行亮化設計，利用投光燈、點光源、線條燈、洗墻燈、射燈等對大橋進行亮化設計。利用燈具本身的燈光特點形成遠近、明暗、疏密、強弱等的視覺效果，給人心理上以震撼，視覺上以享受。

6 綠色照明

從綠色照明角度考慮，巨大的橋架體積必定意味著高的亮化耗能，但大橋定位比較高，如果僅做簡單照明，夜間體現不出橋體本身的宏偉與壯觀。所以在滿足景觀需求的同時應充分考慮亮化節能。

本次功能亮化考慮采用可變型功率整流器進行照明控制，后半夜車輛及行人較少時以增加整流器電抗的方式降低工作電流，減少路燈光通量，降低橋面照度，實現節能效果。

景觀照明可實行平日和各種節假日不同的開燈模式，所有的燈具進行編碼設置，控制端可以精確控制到每個燈具，并對亮化效果進行編程。本次對開燈場景做如下分類。

周內開燈模式：通過調節器調節投光燈亮度，使得平時橋塔投光燈亮度開啟為全功率的一半，拉索點光源間隔開啟（燈具開啟間距為2 m）。橋身洗墻燈、橋墩泛光燈與射燈平時不開啟。周內開啟時間設置為19:30～23:00。

周末開燈模式：橋塔投光燈亮度開啟全功率的2/3，拉索點光源全部開啟，橋身洗墻燈全部開啟，橋墩泛光燈全部開啟，射燈按時間設定開啟，每次開啟時間為3 min，輪換30 min開啟一次。周末設置開啟時間為19:00～23:30。

節假日開燈模式：所有燈具全功率開啟，并根據設定程序開啟動態效果，配合周邊音響音樂及編程程序在節假日為游客及周邊居民營造節日氣氛。節假日開啟時間為18:30～24:00。

7 控制方式與要求

照明專用箱式變電站內應設置智能照明控制器，功能性路燈采用三相供電，每回路按L1、L2、L3、L3、L2、L1 跳接方式供電，保持三相平衡。路燈的點亮與熄滅控制應根據當地日照情況，結合光照控制與時間控制，合理進行亮度調整。當日照照度不足15lx 時應點亮燈具，當日照照度達到30 lx 時應關閉燈具。

景觀亮化控制方法可采用主控制器、分控制器、信號放大器進行分級控制，燈具電源采用直流（12～40 V)安全電壓低壓電源和交流（220 V）市電方式供電，所有燈具均采用編碼控制。

單純地為了行人、行車而設置的照明已經不是當代橋架亮化的需求，但也要避免過度亮化帶來的城市光污染，既要彰顯橋梁特色也要與周圍環境相融合，滿足美麗效果的同時注重節能控制。

8 接地保護

箱式變電站工作接地，變壓器中性點接地，與低壓設備保護接地共用一組接地系統，接地系統為環狀封閉接地網，距箱式變電站外沿垂直距離不小于3 m，接地體為-40 mm×4 mm鍍鋅扁鐵和L 50 mm×5 mm×2 500 mm 鍍鋅角鋼，工頻接地電阻不大于4 Ω。380V/220V 低壓部分配電采用TN-S 系統，路燈燈桿及構件、燈具等用電設備正常情況下不帶電金屬部分均與PE 線可靠連接，接地電阻不大于10 Ω。由控制器控制的（12～40 V）安全燈具采用不接地方式，并禁止燈具電源線防護層、外殼等與接地系統相連接。

9 結語

隨著社會的發展，景觀亮化工程越來越被人們重視，本文通過對灃靈大橋亮化方案的總結，對橋梁類亮化特點等進行了分析。目前，城市對橋梁亮化的安全性及美觀性提出了更高的要求，因地制宜地選擇適合的亮化方案，結合具體投資及規模合理地選擇亮化標準，從而達到更加完美的效果。