肖鳳強(qiáng)

（長(zhǎng)安大戲院，北京 100005）

LED舞臺(tái)燈具在長(zhǎng)安大戲院的應(yīng)用

肖鳳強(qiáng)

（長(zhǎng)安大戲院，北京 100005）

介紹長(zhǎng)安大戲院應(yīng)用LED舞臺(tái)燈具的設(shè)計(jì)方案和實(shí)用效果。

LED燈具；長(zhǎng)安大戲院；燈光系統(tǒng)；方案

2010年9月18日，北京長(zhǎng)安大戲院舉行了一場(chǎng)以“綠色照明”為主題的京劇名家演唱會(huì)。這次演出全部使用了LED舞臺(tái)照明燈具，這是長(zhǎng)安大戲院進(jìn)行燈光系統(tǒng)改造后的首場(chǎng)演出。經(jīng)過(guò)北京市文化局、市科委與有關(guān)科研部門(mén)一年多的研發(fā)和改造，長(zhǎng)安大戲院舞臺(tái)劇場(chǎng)及辦公區(qū)域均已更換為L(zhǎng)ED綠色環(huán)保光源。本文結(jié)合此次燈光系統(tǒng)改造項(xiàng)目的具體情況，就大功率LED燈具在舞臺(tái)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 項(xiàng)目研究的背景

（1）照明節(jié)電和高效照明產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是節(jié)能減排的關(guān)鍵任務(wù)之一

LED 照明燈具產(chǎn)業(yè)以突出的節(jié)能優(yōu)勢(shì)引起了國(guó)家的高度重視，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2010）》將半導(dǎo)體照明產(chǎn)品明確列為“重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題”，提出“重點(diǎn)研究高效節(jié)能、長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品”。

近幾年，在很多政府會(huì)議和相關(guān)發(fā)展規(guī)劃中都極力倡導(dǎo)節(jié)能減排的理念。在北京市政府發(fā)布的《北京2009年節(jié)能減排行動(dòng)計(jì)劃》中，明確指出在建筑節(jié)能工程中，加強(qiáng)公共機(jī)構(gòu)節(jié)能，制定公共機(jī)構(gòu)節(jié)能規(guī)劃，選取一家市級(jí)政府機(jī)構(gòu)和一家市屬科普文化場(chǎng)館試點(diǎn)建設(shè)節(jié)能示范樓。

（2）LED大功率燈具在舞臺(tái)劇專(zhuān)業(yè)照明領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)

長(zhǎng)安大戲院是以京劇為代表的傳統(tǒng)戲曲藝術(shù)表演為主的全國(guó)知名劇場(chǎng)之一。設(shè)計(jì)之初是以多功能、高效能、大功率為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)思路。劇場(chǎng)供電包括舞臺(tái)照明、劇場(chǎng)工作照明、舞臺(tái)上機(jī)械、舞臺(tái)下機(jī)械、中央空調(diào)等部分。

舞臺(tái)專(zhuān)業(yè)照明是照明行業(yè)內(nèi)的用電大戶(hù)，燈光設(shè)備多為1 kW、2 kW的大功率鹵鎢光源燈具。在長(zhǎng)安大戲院燈光設(shè)備的實(shí)際使用中，鹵鎢燈具有許多不足之處：鹵鎢光源光效低，消耗的電能有95%以上轉(zhuǎn)化成為熱能，造成能源的極大浪費(fèi)；傳統(tǒng)京劇用光主要以白光為主，演出時(shí)間長(zhǎng)，演員服裝厚重（行頭），穿戴多而復(fù)雜，尤其在表演武戲時(shí)，幾百只2 kW鹵鎢聚光燈的照射下，演員們常常是大汗淋漓，演職人員的工作環(huán)境十分惡劣；專(zhuān)業(yè)鹵鎢光源壽命大多在200 h以?xún)?nèi)，不穩(wěn)定性因素較多，存在炸泡、燈管破碎等安全隱患。另外，鹵鎢光源在使用過(guò)程中產(chǎn)生巨大的熱污染，劇院一般采取空調(diào)降溫的方式，劇院空調(diào)系統(tǒng)的建設(shè)投資大、電負(fù)荷大，加之燈光系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高，都造成了電能、資金的重復(fù)浪費(fèi)。

LED照明燈具在舞臺(tái)（影視）照明領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其紅外輻射極低，光源的發(fā)光效率高達(dá)100 lm/W，是鹵鎢光源的4～5倍；理論上，光源壽命長(zhǎng)達(dá)60 000 h，是鹵鎢光源的200倍以上；使用過(guò)程中不產(chǎn)生污染，是目前最為綠色環(huán)保和高安全性的光源。LED在舞臺(tái)應(yīng)用中的特點(diǎn)包括：高光效加之光利用率提高，使之與傳統(tǒng)鹵鎢燈相比節(jié)電80%左右；在啟光、暗轉(zhuǎn)光的過(guò)程中，色溫變化很?。粯O低的紅外輻射明顯改善使用環(huán)境；長(zhǎng)壽命使維護(hù)費(fèi)用大大降低，耗材費(fèi)用降低90%以上；配套電纜和空調(diào)的初建費(fèi)用明顯下降50%～70%；綜合節(jié)能80%以上。在我國(guó)目前電力緊張的情況下，采用LED產(chǎn)品對(duì)國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排理念無(wú)疑具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（3）制約LED舞臺(tái)（影視）燈具應(yīng)用及推廣的瓶頸

LED在影視舞臺(tái)應(yīng)用的前景已引起行業(yè)高度關(guān)注，LED在專(zhuān)業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員攻關(guān)的課題，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的LED產(chǎn)品多為小功率產(chǎn)品，作為功能性照明應(yīng)用的大功率高端產(chǎn)品尚待開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)集中200W以上的影視舞臺(tái)燈具開(kāi)發(fā)，主要關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)是散熱、光學(xué)設(shè)計(jì)等。另外，因LED行業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重滯后。

同時(shí)，由于LED照明產(chǎn)品燈光設(shè)備的成本是普通燈光產(chǎn)品的3～10倍，造成初始投資過(guò)高，雖然因節(jié)電效益可以在2～3年很快收回成本，但大規(guī)模推廣應(yīng)用難度較大。

2 項(xiàng)目實(shí)施的必要性

從戰(zhàn)略的角度認(rèn)識(shí)、開(kāi)發(fā)LED應(yīng)用產(chǎn)品，具有深遠(yuǎn)的意義。目前文化娛樂(lè)業(yè)照明是用電大戶(hù)。北京市2008年耗電689億度，文化娛樂(lè)業(yè)產(chǎn)值以每年29.4%的速度增加，推廣使用LED節(jié)能光源，在劇場(chǎng)舞臺(tái)專(zhuān)業(yè)將直接節(jié)電82.68億度，其節(jié)電和減排效果和示范意義都十分重大。

3 項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

長(zhǎng)安大戲院位于東長(zhǎng)安街北側(cè)光華長(zhǎng)安大廈內(nèi)，是北京長(zhǎng)安街上古樸、舒適的現(xiàn)代化劇場(chǎng)，可容納觀眾800余人，具有多功能的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備，吊桿、升降、旋轉(zhuǎn)、車(chē)臺(tái)、飛行器、自由單點(diǎn)吊機(jī)全部由計(jì)算機(jī)控制。音響為法國(guó)產(chǎn)LA擴(kuò)聲系統(tǒng)，能夠勝任各門(mén)類(lèi)藝術(shù)形式的演出。長(zhǎng)安大戲院包括演出主舞臺(tái)以及側(cè)舞臺(tái)、觀眾席等幾個(gè)部分。在舞臺(tái)燈光系統(tǒng)的改造中，主舞臺(tái)采用北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司研發(fā)的大功率400 W LED聚光燈具和150 W（RGB）成像燈、300 W（RGB）LED光束燈、200 W柔光燈等；側(cè)舞臺(tái)采用了18 W LED投光燈；觀眾席采用了30 W LED筒燈。改造后的長(zhǎng)安大戲院照明燈具全部使用成熟的LED產(chǎn)品。

3.1 主舞臺(tái)的綠色照明方案

（1）燈具配置方案

目前，長(zhǎng)安大戲院的舞臺(tái)燈光采用LED照明燈具位置。圖1為L(zhǎng)ED舞臺(tái)燈光布局平面示意圖。

（2）設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)長(zhǎng)安大戲院的使用要求、劇院建筑結(jié)構(gòu)和舞臺(tái)機(jī)械安裝情況以及國(guó)家有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

圖1 LED舞臺(tái)燈光布局平面示意圖

（3）設(shè)計(jì)目標(biāo)

長(zhǎng)安大戲院舞臺(tái)燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置與設(shè)備性能，主要體現(xiàn)綠色節(jié)能概念，采用LED專(zhuān)業(yè)燈具達(dá)到專(zhuān)業(yè)化的水準(zhǔn)，同時(shí)又具有鮮明的使用特性。該劇院是一個(gè)為滿足戲曲演出而設(shè)立的劇場(chǎng)，要能滿足各大劇團(tuán)演出的使用需求，滿足電視轉(zhuǎn)播和電視節(jié)目制作的要求，所以，燈光系統(tǒng)應(yīng)具備在不同場(chǎng)合下都能運(yùn)用自如的靈活性和統(tǒng)一性。設(shè)備配置和系統(tǒng)構(gòu)成要求具有高可靠性、擴(kuò)展性和通用性，比原使用方案節(jié)電80%以上。

（4）系統(tǒng)主要指標(biāo)

a. 照度指標(biāo)：舞臺(tái)平均照度不小于1 500 lx；

b. 燈具光源色溫為3 200 K；

c. 顯色指數(shù)：Ra＞80。

（5）舞臺(tái)燈光方案

舞臺(tái)燈光燈位布置為全方位立體分布，面光、耳光、柱光、頂光、天排光、地排光、側(cè)光、流動(dòng)光等燈位構(gòu)成全方位的布光陣列，舞臺(tái)各部位均有布光點(diǎn)，杜絕照射盲區(qū)，可靈活多變地按需組合。

該方案是按照常規(guī)要求來(lái)布置的，在現(xiàn)實(shí)使用中由于劇目的不同，或燈光創(chuàng)作人員的理解不同，燈具的布置也不可能是千篇一律的。此次提出的設(shè)計(jì)方案是按照劇場(chǎng)使用要求配置的，使用時(shí)可以按照要求布置，燈具的數(shù)量和種類(lèi)是完全滿足需要的。

3.2 主舞臺(tái)LED照明設(shè)計(jì)概況

（1）面光

滿足演出正面照射燈光的照度的需要，主要用于照亮舞臺(tái)前部表演區(qū)，對(duì)舞臺(tái)上的人物、景物起到正面照明的作用。設(shè)備選用了400 W的LED聚光燈具（白光和全彩兩種）。

（2）耳光

主要為解決舞臺(tái)演出遠(yuǎn)處側(cè)光問(wèn)題而設(shè)，是面光的輔助光，作為舞臺(tái)前斜側(cè)方向的造型光，用以加強(qiáng)人物和景物的立體感。設(shè)備選用了400 W的LED聚光燈具（白光）。

（3）臺(tái)口柱光

主要為解決舞臺(tái)表演區(qū)側(cè)向燈光照度問(wèn)題而設(shè)，彌補(bǔ)面光、耳光的不足。設(shè)備選用了400 W的LED聚光燈具（白光）。

（4）頂光

主要是為增加舞臺(tái)的水平照度，向舞臺(tái)縱深延展的表演區(qū)空間進(jìn)行必要的照明。設(shè)備選用了400 W LED聚光燈具（白光）、150 W LED成像燈具（彩色）、300 W LED光束燈。

（5）天排光

主要是從舞臺(tái)上方投射背景天幕，多用于表現(xiàn)天空和渲染背景色彩。設(shè)備選用了200 W LED天幕燈。

（6）地排光

主要是從舞臺(tái)下方投射背景天幕，用來(lái)表現(xiàn)地平線、水平線、日落等，通常與天排光配合使用。設(shè)備選用了200 W LED地排燈。

（7）側(cè)光

從舞臺(tái)的側(cè)面造成光源的方向感，可以作為照射演員面部的輔助照明，加強(qiáng)布景層次，對(duì)人物和舞臺(tái)空間環(huán)境進(jìn)行造型渲染。設(shè)備選用了400 W LED聚光燈具（白光）、300 W LED光束燈。

（8）燈光控制方案

由于舞臺(tái)燈具選用LED光源燈具，與使用傳統(tǒng)燈具的燈光控制系統(tǒng)相比，改造后的燈光控制系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，只需要配備一個(gè)電腦控制臺(tái)、數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和直通電源即可。

燈具調(diào)光是通過(guò)數(shù)字信號(hào)控制完成，不再需要可控硅。其優(yōu)點(diǎn)在于：節(jié)省大量可控硅設(shè)備投資；避免了由可控硅設(shè)備產(chǎn)生的對(duì)音視頻設(shè)備的干擾，極大提高了音視頻設(shè)備的使用效果；避免了由可控硅設(shè)備產(chǎn)生對(duì)電網(wǎng)的高頻干擾，可節(jié)省昂貴的治理費(fèi)用投資。

圖2 燈光改造之后的演出效果

3.3 其他區(qū)域的綠色照明方案

（1）觀眾區(qū)照明。原方案中主要采用熒光節(jié)能燈和雙插式節(jié)能燈，后改為采用LED燈具。

（2）牌坊照明。采用54 W的LED投光燈代替原有的150 W普通投光燈，可實(shí)現(xiàn)任意色彩的組合變換。

（3）附屬區(qū)域常規(guī)照明。樓梯間工作照明、側(cè)舞臺(tái)工作照明、后堂化妝間及其他區(qū)域照明均采用相應(yīng)的LED燈具替換原有燈具。

4 實(shí)施效果

長(zhǎng)安大戲院綠色照明示范工程是在北京市科委、北京市文化局等單位的大力推動(dòng)下，集北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司等單位研發(fā)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，共同完成的一項(xiàng)具有示范意義的綠色照明工程。舞臺(tái)部分采用“星光”研發(fā)的各類(lèi)LED燈具共計(jì)330臺(tái)，劇場(chǎng)附屬部分也采用了LED的筒燈、燈管等，初步實(shí)現(xiàn)了整個(gè)劇場(chǎng)照明的綠色化。

與采用傳統(tǒng)的鹵鎢燈相比，長(zhǎng)安大戲院采用LED燈具后，每年可實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)燈具節(jié)電56萬(wàn)度，劇場(chǎng)附屬區(qū)域節(jié)電3.9萬(wàn)度，預(yù)計(jì)總節(jié)電60萬(wàn)度，實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)電80%的目標(biāo)。

同時(shí)，由于LED舞臺(tái)燈具的紅外輻射相對(duì)于鹵鎢燈大幅度減少，舞臺(tái)工作溫度由原來(lái)的52℃（有空調(diào)降溫時(shí)）下降到31℃（測(cè)試時(shí)的室內(nèi)正常溫度），面光橋內(nèi)溫度由原來(lái)的50℃（有空調(diào)降溫時(shí)）下降到34℃（高于室內(nèi)正常溫度3℃）。不僅消除了面光橋高溫、大電流工作狀態(tài)帶給供電電纜的安全隱患，極大地改善了演員的表演環(huán)境。中央電視臺(tái)就此次改造的效果采訪了一些演職人員，普遍反映效果良好。著名京劇表演藝術(shù)家耿其昌說(shuō)：“這次低碳演出非常有意義，燈光變化特別大，很亮但不熱，這是環(huán)?？萍嫉囊淮筮M(jìn)步，我非常支持。”

圖3 為測(cè)試LED色彩還原性在戲院臨時(shí)搭建的體驗(yàn)區(qū)

綜上所述，LED應(yīng)用在舞臺(tái)照明領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)十分明顯，同時(shí)，舞臺(tái)的照度和光的質(zhì)感均有了大幅度的提升。在這次示范工程中，長(zhǎng)安大戲院得到了眾多專(zhuān)家的好評(píng)。

（編輯 張 淼）

The Application of LED Lighting in Chang'An Grand Theatre

XIAO Feng-qiang
(ChangAn Grand Theatre, Beijing 100005)

The design plan of LED stage lighting was introduced for Chang'An Grand Theatre as well as its practical effects.

LED lamps and lanterns; Chang'An Grand Theatre; lighting system; plan

10.3969/j.issn.1674-8239.2011.1..000055

肖鳳強(qiáng)，長(zhǎng)安大戲院技術(shù)保障部經(jīng)理。