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融合
——航站樓大空間照明設(shè)計(jì)中的功能與藝術(shù)

2021-12-14 06:28:52朱雅麗
照明工程學(xué)報(bào) 2021年5期
關(guān)鍵詞:航站樓均勻度大廳

朱雅麗

(昕諾飛(中國(guó))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(jī)安全起降的基地和空運(yùn)旅客、貨物運(yùn)輸?shù)募⒌?,航站樓大空間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(shí),航站樓又是旅客活動(dòng)的主要空間,航站樓室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)好壞對(duì)旅客服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要[2]。機(jī)場(chǎng)航站樓作為城市的公共設(shè)施建筑,它是一座城市的窗口,機(jī)場(chǎng)航站樓照明設(shè)計(jì)中除了滿足旅客及工作人員的視覺(jué)作業(yè)需求還應(yīng)通過(guò)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(duì)機(jī)場(chǎng)航站樓照明設(shè)計(jì)已有學(xué)者開(kāi)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(jiàn)的照明方式,對(duì)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(duì)機(jī)場(chǎng)航站照明僅僅提出建議策略,缺少實(shí)例描述,未能將理論應(yīng)用至實(shí)踐中;余娟等[4]通過(guò)調(diào)函及實(shí)測(cè)的方式對(duì)全國(guó)22個(gè)典型機(jī)場(chǎng)航站樓的用能與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行研究分析,指出在航站樓各用能設(shè)施中空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)運(yùn)行電耗占比最大,夜間照明功率密度值過(guò)高是照明能耗的重要因素,并以北京大興機(jī)場(chǎng)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(guó)際機(jī)場(chǎng)二號(hào)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(shí),其功率密度值小于標(biāo)準(zhǔn)中的目標(biāo)值,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和應(yīng)用成果分析研究,為機(jī)場(chǎng)航站照明設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參考;林建海等[6]分析了LED燈具特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,將LED燈具代替?zhèn)鹘y(tǒng)燈具應(yīng)用至浦東機(jī)場(chǎng)航站樓,對(duì)燈具節(jié)能效果的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。邵民杰等[7]通過(guò)新建上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期航站樓,將照明設(shè)計(jì)理念融合至機(jī)場(chǎng)建筑大空間場(chǎng)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(shè)計(jì)主題的大空間照明;陳鵬俊[8]提出了以實(shí)測(cè)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(jī)場(chǎng)照明現(xiàn)存問(wèn)題,獲得更好的照明效果。

綜上所述,目前機(jī)場(chǎng)航站樓照明設(shè)計(jì)更加偏重于滿足功能性照明需求,設(shè)計(jì)理念傾向于滿足空間照度值、功率密度值等參數(shù)指標(biāo)。但是,機(jī)場(chǎng)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(duì)于一座城市的印象,因此,本文以濟(jì)南某民用機(jī)場(chǎng)機(jī)場(chǎng)為例,在滿足功能性需求的前提下,同時(shí)融合機(jī)場(chǎng)照明設(shè)計(jì)中的藝術(shù)效果,通過(guò)照明賦能空間,傳達(dá)地方文化特色,從而提高旅客的飛行體驗(yàn)。

1 現(xiàn)狀分析

遙墻機(jī)場(chǎng)航站樓南北長(zhǎng)465 m,寬50~120 m變化,屋頂最高點(diǎn)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(dá)層,二層為出發(fā)層。出發(fā)層包含檢票、安檢、候機(jī)、登機(jī)等區(qū)域,航站樓24 h運(yùn)營(yíng),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(lái)源。當(dāng)自然光無(wú)法滿足室內(nèi)光照時(shí),主要依靠廣告燈箱、商鋪、以及投光燈具等人工光源進(jìn)行照明。T1航站樓始建于2003年,2005年竣工驗(yàn)收,距今已有十幾年,原設(shè)計(jì)中使用金鹵燈投向屋頂通過(guò)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(dǎo)致反射系數(shù)降低等已完全無(wú)法滿足機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的夜間照明效果。

為了保證旅客安全出行及工作人員視覺(jué)作業(yè)的功能性需求,機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)部門添置了投光燈具進(jìn)行補(bǔ)充照明,燈具添置過(guò)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(jī)場(chǎng)大空間室內(nèi)光環(huán)境舒適度較差,空間灰暗感較強(qiáng),體現(xiàn)為后期添加的投光燈具眩光值過(guò)高,大空間背景亮度較低,對(duì)比之下LED大屏亮度過(guò)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(cè)量方法》(GB/T 5700—2008)選取6個(gè)測(cè)試點(diǎn)采用中心布點(diǎn)法進(jìn)行照度測(cè)試,如表1和圖1所示,6個(gè)選取的測(cè)試點(diǎn)中4個(gè)區(qū)域的照度值不滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)中所要求的辦票大廳高于200 lx的要求。航站樓擴(kuò)建即將投入使用區(qū)域選取2個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試(見(jiàn)圖2),如表2所示,測(cè)試結(jié)果分別為301 lx及385 lx,符合平均照度值300 lx的標(biāo)準(zhǔn),與T1航站樓原出發(fā)層大空間形成鮮明的明暗對(duì)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(cè)試點(diǎn)

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

表2 航站樓擴(kuò)建即將投入使用區(qū)域測(cè)試點(diǎn)

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

2 設(shè)計(jì)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(yùn)行的有力保障,優(yōu)質(zhì)的夜間光環(huán)境離不開(kāi)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(guò)科學(xué)的計(jì)算滿足機(jī)場(chǎng)大空間中國(guó)標(biāo)所設(shè)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(chǔ)。機(jī)場(chǎng)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(shì)為空間效果好、舒適性高、眩光易控制;其劣勢(shì)為由于經(jīng)過(guò)反射進(jìn)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(jī)場(chǎng)T1航站樓大空間中由于頂面材質(zhì)建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)、較為陳舊,反射系數(shù)降低,因此在功能性的基礎(chǔ)照明中采用直接照明為主輔助間接照明的方式進(jìn)行室內(nèi)光環(huán)境的營(yíng)造。

2.2 提取地方文化元素的藝術(shù)性照明

濟(jì)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(dòng),孕育著勃勃生機(jī);泉幣作為早期貨幣的一種形式,是一種財(cái)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(dòng),機(jī)場(chǎng)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(shè)計(jì)中,引入“水流”的概念進(jìn)入航站樓室內(nèi)大空間照明中,通過(guò)LED燈具結(jié)合控制系統(tǒng)來(lái)展現(xiàn)航站樓建筑特征及地方文化特色,強(qiáng)化視覺(jué)認(rèn)知,提升旅客空間體驗(yàn),打造具有特色的濟(jì)南城市名片。

3 實(shí)現(xiàn)方式

3.1 基于直接照明的方式保證機(jī)場(chǎng)航站樓大空間視覺(jué)作業(yè)需求

適當(dāng)?shù)恼斩人?、舒適的亮度分布、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(guò)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(chǔ)。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(shì)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(gè)機(jī)場(chǎng)大空間中均有所使用,如北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)改造、??诿捞m機(jī)場(chǎng)、哈爾濱太平國(guó)際機(jī)場(chǎng)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(jìn)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(huì)造成施工難度高、成本增加等問(wèn)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(gè)為一組排布的方式進(jìn)行布置,如圖3所示。由于橫梁與橫梁之間的間距跨度較長(zhǎng),在照度模擬中,出現(xiàn)燈具下方照度過(guò)高、橫梁之間照度值偏低,具體體現(xiàn)為橫梁下方可達(dá)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(jì)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(gè)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(guò)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(shí)結(jié)合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(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(jìn)需要照射的區(qū)域,在本項(xiàng)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?yàn)槔褂肞hilips clxarea軟件進(jìn)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(jiàn),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(duì)燈具進(jìn)行防眩處理,添加防眩罩是改變投光燈照明方式所帶來(lái)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(yíng)造具有地方文化特色的光藝術(shù)氛圍

不同波段的光譜對(duì)應(yīng)著不同的色彩,不同顏色的光對(duì)人們的視覺(jué)作用除了體現(xiàn)在影響人的視覺(jué)神經(jīng)以外,對(duì)人的心理也會(huì)產(chǎn)生不同的影響。色彩的種類紛雜眾多,從色彩心理學(xué)及文化的角度上來(lái)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(xiàng)目中,汲取泉水的色彩元素,通過(guò)在建筑橫梁處使用線性燈具安裝至三角橫梁底部向上對(duì)屋面進(jìn)行投射,洗亮橫梁空間架構(gòu),如圖9所示。同時(shí),在中間島得上方使用高功率寬光束投光燈具,對(duì)頂棚進(jìn)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(lán)色及白色具有代表“泉水”的色彩元素營(yíng)造空間藝術(shù)氛圍的同時(shí)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(guó)際辦票大廳測(cè)試點(diǎn)Fig.12 Test points of international ticket hall

4 效果呈現(xiàn)與照度實(shí)測(cè)

綜合前期方案的設(shè)計(jì),燈具的多次的試燈以保障照明的效果,嚴(yán)謹(jǐn)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(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的藝術(shù)性照明氛圍。同時(shí),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(guò)直接照明的方式保證航站樓空間的功能性照明。試燈過(guò)程中,可變色洗墻燈具可以通過(guò)照明控制系統(tǒng)實(shí)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(shí)對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行照度測(cè)試。為了保證功能性照明效果,同時(shí)不影響機(jī)場(chǎng)的日常運(yùn)營(yíng),采用中心布點(diǎn)法[10]在國(guó)際辦票大廳選取其中一跨進(jìn)行樣燈測(cè)試,如圖12所示。結(jié)合圖12,以大廳東西方向分為8個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域布置A、B、C、D、E、F點(diǎn),使用Luxseeker燈光捕手進(jìn)行測(cè)量,測(cè)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(yùn)營(yíng)照明環(huán)境有顯著提升,空間舒適感提高,根據(jù)中心布點(diǎn)法對(duì)國(guó)內(nèi)檢票大廳進(jìn)行區(qū)域照度實(shí)測(cè),結(jié)果顯示燈具下方照度值可達(dá)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(diǎn)式亮度測(cè)量法對(duì)室內(nèi)統(tǒng)一值測(cè)量,均可滿足眩光值小于22的國(guó)標(biāo)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(wèn)題得以改善,如圖15所示。遙墻機(jī)場(chǎng)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(yàn)。照明工作者于2021年6月8日20:00—24:00對(duì)50名乘客及工作人員進(jìn)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(duì)機(jī)場(chǎng)改造均為滿意,其中一位建筑設(shè)計(jì)師乘客表示,頂部得藝術(shù)照明不僅可以反映濟(jì)南的地方文化特色,同時(shí)這種間接的照明手法,可以很好的緩解飛機(jī)延誤所旅客所造成的焦慮。

圖13 國(guó)際辦票大廳照度測(cè)試值Fig.13 Illumination test value of international ticket hall

圖14 燈具完畢后國(guó)內(nèi)檢票大廳照度測(cè)量的點(diǎn)位及實(shí)測(cè)照度值Fig.14 Illuminance measurement points and measured illuminance values of domestic ticket hall after lamps are finished

圖15 國(guó)內(nèi)辦票大廳實(shí)景照片F(xiàn)ig.15 Photo of internal ticket hall

5 結(jié)束語(yǔ)

使用高品質(zhì)的燈具結(jié)合合理的燈具布置,通過(guò)精確的計(jì)算來(lái)滿足室內(nèi)空間照度值、均勻度、眩光值等指標(biāo),營(yíng)造明亮舒適的光環(huán)境是航站樓在夜間得以持續(xù)運(yùn)營(yíng)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(duì)白天狀態(tài)的延續(xù)。航站樓大空間室內(nèi)照明設(shè)計(jì)應(yīng)在維持功能性照明的基礎(chǔ)上結(jié)合藝術(shù)照明的手法,通過(guò)光作為藝術(shù)媒介語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)空間功能、協(xié)助表達(dá)空間特色乃至傳遞地方文化的特征。

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