技術表現精神內涵
——深圳前海合作區前海石照明設計

李 靜，李訓智，胡韻萩

(1.北京清華同衡規劃設計研究院有限公司，北京 100089；2.北京清控人居光電研究院有限公司，北京 100089)

引言

2010年國務院批復《前海深港現代服務業合作區總體發展規劃》，作為“特區中的特區”的前海拉開“建設中國特色社會主義先行示范區”的序幕，探索以制度創新為核心的前海模式，創建深化改革開放的新藍圖。

2012 年 12 月 7 日，習近平總書記站在前海石前發出“改革開放再出發”的號召；2018 年 10 月 24 日，習近平總書記再次來到前海石前向世界宣示“中國改革不停頓、開放不止步”。前海石作為前海最具代表性的標志物，見證過重要歷史時刻，承載著前海精神，成為深圳這座城市的無價之寶[1]，蘊含著特有的時代意義。

1 項目背景

1.1 象征意義

前海石矗立在深圳前海灣岸線，是“改革開放再出發”的重要象征地標(圖1)，見證前海承擔國家使命和特區的蝶變。石上鐫刻的“前海”兩字，集自改革開放總設計師鄧小平的題字，寄托黨與國家的祝福，展示深圳前海的決心。

圖1 在前海石前不斷舉行理想信念與黨性教育學習Fig.1 Ideal belief and party spirit education study in the front of Qianhaishi

2021年，前海石作為近現代重要史跡及代表性建筑入選第七批深圳市文物保護單位名單[2]，前海石公園入選深圳市35個“四史”學習教育實踐基地名單。每年在前海石前不斷舉行黨支部主題黨日、黨員黨性教育學習、紅旗下的宣誓等活動，激發黨員的責任感和使命感，激勵他們敢闖敢試、勇于創新，始終保持革命精神和奮斗精神，戰勝各種艱難險阻和風險挑戰[1]。

1.2 空間特色

前海石廣場以“一石激起千層浪”為設計理念，以海灣為背景，通過三種深淺不同的鋪磚在前海石周邊地面泛起“波浪”紋理，呈現磐石搏浪的寓意(圖2、圖3)；周圍棕櫚樹、花叢順沿地勢層層展開，以自由靈動的種植形態圍繞在廣場平臺周邊，烘托出前海石儀式矗立的向心感。

圖2 前海石廣場的現場照片Fig.2 Photograph of Qianhaishi Square

圖3 前海石廣場平面鳥瞰Fig.3 Vertical view of Qianhaishi Square

1.3 照明現狀

夜晚的前海石廣場由一組高桿燈具提供基礎的功能照明，因為高桿燈具位于廣場一側且遠離前海石，以致地面照明覆蓋不均勻，廣場的光環境較暗，代表前海精神的前海石也隱沒在夜色中(圖4)。

圖4 前海石白天和照明提升前夜晚光環境對比圖Fig.4 Comparison photos of the day and night environment of Qianhaishi

2 照明設計

2.1 照明秩序與指標設定

在《深圳市城市照明專項規劃(2021—2035)》[3]、《前海燈光環境專項規劃》[4]中，前海石作為地標建構筑物的相關要求為“平均亮度≤25 cd/m2、亮度對比≤20，重大節慶假日必須為動態彩色光”(圖5)。設計中，以上位規劃為基礎，參考國內具有重要紀念性的標志建構筑物與廣場景觀環境(襯托植物)的實測數據(圖6、圖7)，兼顧城市尺度航拍宣傳和近人尺度游覽體驗的雙重照明需求，分析場所環境、被照面特征、照明方式[5]與視覺感知的關系，確定前海石應用場景的基礎照明秩序。

圖5 前海燈光環境專項規劃的規定Fig.5 Relevant requirements of the special plan for the lighting environment of Qianhai

圖6 重要紀念性的標志物的亮度數據Fig.6 Luminance data of important monumental markers

圖7 景觀植物的亮度數據Fig.7 Luminance data of landscape plants

鑒于前海石的重要性突出但體量較小，為了在不同視角都能清晰看到，根據上位規劃和實測數據，將前海石的平均亮度設為規劃上限25 cd/m2，并作為前海石廣場的基準亮度。根據場景的設計效果確定前海石、周邊植物、廣場地面的亮度分別為25 cd/m2、3.75 cd/m2、2.5 cd/m2，亮度對比度為10∶1.5∶1，平日模式為靜態暖白光，節慶假日/主題模式為彩色動態。

2.2 照明理念與表現手法

如果前海石廣場是鋪設在前海灣畔的一片舞臺，前海石就是舞臺中央的主角，照明從突出其標志性與核心地位出發，將舞臺燈光的“聚光”表現手法與戶外照明相結合，采用極窄角度的投光燈，將光束從各個方向精準匯聚在前海石，使其成為舞臺中央注目的焦點、熠熠生輝。

通過多光源、多方位、高投射的布燈方式形成類似無影燈的照明效果，避免底部投光照明方式產生的陰影，呈現出前海石完整飽滿、典雅聳立的形象(圖8)；而高顯色暖白光(3 000 K)色溫契合黃蠟石的暖調基底，烘托出材質沉穩厚重的質感。

圖8 前海石廣場基礎照明實景效果Fig.8 Photograph of Qianhaishi lighting effect in the basic mode

2.3 燈光與前海石的對話

前海石的光不僅可以單向欣賞，也通過照明的色彩變化和明暗律動提供沉浸體驗，以光為媒介與前海石“對話”。整點時分伴隨著廣場的音樂旋律，蔚藍的燈光以前海石為中心如同浪潮一般擴散開來，帶動地面、樹木、建筑的燈光，表演出時而浪漫抒情、時而澎湃激蕩、時而波瀾壯闊的呼吸節奏，用光呈現“一石激起千層浪”的象征畫面。在開闊起伏、綿延舒展的海岸線上，仰望前海石，體驗與之同頻的光脈動，感受勇立潮頭、改革創新的澎湃力量(圖9)。

圖9 前海石廣場主題照明實景效果Fig.9 Photograph of Qianhaishi lighting effect in the theme mode

3 技術解析

3.1 量化仿真與場景塑造

為了盡可能地接近真實效果，準確預設場景中的亮度關系，本次應用夜景照明效果量化設計方法[6]，通過搭載真實檢測數據的照明虛擬仿真系統進行效果的量化模擬評估，確定場景中亮度分布與對比關系、燈桿的形式與位置、燈具參數等，保障前海石的核心效果與環境景觀秩序；并對燈具設備隱蔽設計，以減弱燈桿存在感和降低視看眩光(圖10)。

圖10 前海石廣場仿真模擬Fig.10 The virtual simulation of Qianhaishi Square

3.2 設備應用與布局調試

前海石由兩塊完整的黃蠟石組合而成，高2.8m、寬2.1m、厚0.65m，表面為不規則凸凹紋理，整體呈現鮮明溫潤、端莊沉穩的形象。在照明手法上，本次采用立桿精準投光的方式來表現前海石飽滿突出的夜間形象(圖11)，避免地埋投光燈在石頭表面產生明顯的陰影暗區。

圖11 照明方式對比示意圖Fig.11 Schematic diagram of lighting mode comparison

為了避免對前海石廣場右側視線的干擾，并降低高燈桿對廣場白天景觀的影響，設計中盡量減少立桿的數量，僅在廣場的左、右兩側分別設置4根和2根高10 m的燈桿(與樹木高度相近)，位置盡量靠近樹木，利用樹木進行視線遮擋。燈桿采用風帆的樣式(圖12)，每根燈桿上設置10盞彩色投光燈，按照雙螺旋漸開角的方式進行排布(圖13)，其中前海石周邊的3根燈桿上首個燈具朝向前海石。燈具配光上，選用定制極窄配光的投光燈以精準追光的方式點亮前海石，其他朝向燈具根據照射位置與面積選擇合適的配光角度分別照亮廣場地面與草地。此外，在圓形投光燈的出光面外加裝10 cm長的防眩光格柵，既保障照明效果又降低燈具眩光。基于上述的燈具選型與排布規則，經軟件模擬(圖14、圖15)，地面平均照度30.2 lx(亮度2.4 cd/m2)、均勻度0.14，效果基本滿足設計要求。

圖12 燈桿上燈具排布示意圖Fig.12 Rendering of lamp arrangement

圖13 燈桿點位與燈頭旋轉角度的規定Fig.13 The rule of the light pole point and rotation angle of lamps

圖14 前海石廣場軟件模擬的效果與偽色圖Fig.14 Rendering and pseudo color image of Qianhaishi’s software simulation

圖15 前海石廣場高桿燈光路圖Fig.15 Light path diagram of high-pole lamps in Qianhaishi square

3.3 控制聯動與動態表現

前海石的磐石搏浪、漣漪擴散的照明效果可通過前海石、平臺廣場和樹木的燈光聯動來實現。設計中，測繪自由樹木的位置坐標，梳理前海石與樹木的相對位置，分析動畫的虛擬點位與樹木的實際點位的關系，結合水滴擴散、海浪潮汐的形態與非線性變化的速率，通過智能控制系統調控燈具的亮度、光色的變化速率(圖16)，表現出海浪沖刷的動勢和靈動擴散的效果，傳達豐富多樣的情緒感知(圖17)。

圖16 海潮效果點位圖及工程動畫Fig.16 Ripple diffusion effect animation

圖17 海潮效果聯動鳥瞰Fig.17 Photograph of Qianhaishi square

為了保證最佳的視看效果，以前海石廣場的觀眾為參照，對樹木的主要視看面進行照明。燈具采用埋地型腰鼓燈且尺寸盡量小巧，嵌入草叢的方式安裝，不影響草坪白天景觀的完整性；配光為1∶2的窄寬光束角組合，保障樹冠底部與內部亮度均勻通透；規定基板下沉傾斜并背向視線方向，在頂部玻璃處加防眩光格柵，降低眩光影響。

4 成果意義

本項目通過點亮前海石、點燃前海精神之光，對城市公共空間中標志性構筑物的夜間形態塑造和感知體驗進行積極的探索實踐，使豐富的精神力量與內涵可用“光”進行傳遞和演繹，呈現出可感知、有寓意的情境。夜色中，伴隨著前海石的呼吸節奏，海岸線與建筑天際線同頻脈動，呈現出波瀾潮涌、星辰大海(圖18)，講述著“勇立潮頭、改革奮斗、筑夢灣區”的前海故事。

圖18 前海岸線夜景照明效果照片Fig.18 Photograph of nightscape lighting effect of Qianhai coastline