嚴(yán)永紅 喻 泉

(1.重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，重慶 400045;2.山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點實驗室，重慶 400030)

1 引言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展與經(jīng)濟水平的提高，城市夜景照明已成為豐富市民夜間生活、展現(xiàn)城市夜間魅力的重要手段之一。我國沿海發(fā)達地區(qū)的夜景照明起步較早，經(jīng)過多年的建設(shè)已初具規(guī)模，但一些偏遠地區(qū)由于經(jīng)濟相對落后，夜景照明發(fā)展緩慢，許多小城市的夜景建設(shè)更是剛剛起步，還停留在“拉輪廓燈”的水平上。

遵義市湄潭縣屬西南地區(qū)典型的山地小城市，為提升城市形象帶動經(jīng)濟發(fā)展，于2010年開始分期進行照明設(shè)計。通過現(xiàn)場調(diào)研，對城市形態(tài)、平面布局及照明載體進行分析，一期以橋梁、人群活動密集的廣場、縣政府大樓、汽車站、濱江涼亭等位于重要節(jié)點的建、構(gòu)筑物作為照明設(shè)計對象，旨在點亮城市，為市民提供夜間公共生活所必需的照明，提高市民出行的安全感和幸福感;二期以地標(biāo)性建筑、當(dāng)?shù)夭栉幕淼奶靿夭栉幕珗@，具有歷史文化底蘊的浙大西遷廣場以及政府新區(qū)作為重點進行照明設(shè)計，旨在提升市民夜間生活品質(zhì)、形成湄潭縣夜景照明特色。

2 項目簡介

2.1 項目概況

湄潭縣位于貴州高原北部，是遵義市東部地區(qū)中心城市，縣域政治、經(jīng)濟、文化中心。縣內(nèi)森林覆蓋率達44.68%，城中湄江穿城而過，為國家級生態(tài)示范區(qū)。湄潭縣盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)茶葉，是我國著名的“茶鄉(xiāng)”?！疤靿夭栉幕珗@”為國家AAA級旅游景區(qū)，是“貴州十大魅力景區(qū)”，位于公園山頂?shù)摹疤煜碌谝粔亍辟e館，建筑面積5000余平方米，壺高73.8米，壺身最大直徑24米，是目前世界上最大的茶壺實物造型建筑，也是遵義市的標(biāo)志性建筑。湄潭縣城區(qū)人口約11萬，城市活躍度較高，夜間人群活動形式多樣。

2.2 照明載體現(xiàn)狀

湄潭縣主城老城區(qū)建筑以老舊多層住宅為主，且即將進行外立面改造。除天壺賓館外，目前已建成的高層建筑僅一棟。大部分建筑載體風(fēng)格單一，缺乏特色;但“天壺茶文化公園”風(fēng)景優(yōu)美，內(nèi)有多個頗有特色的仿古觀景亭，城中有數(shù)座造型優(yōu)美的橋梁，茶香廣場、浙大廣場景觀優(yōu)美，為城市夜景提供了良好的載體。

3 設(shè)計背景

湄潭縣夜景照明設(shè)計應(yīng)充分反映出“中國茶城”、“生態(tài)湄潭”的特色，故對照明方式、照明品質(zhì)、照明節(jié)能的要求遠高于我國西部地區(qū)一般中小城市。設(shè)計者從照明規(guī)劃的宏觀角度出發(fā)，先對縣城進行亮度分級再進行單體照明設(shè)計。以人群活動軌跡、密度而不是載體性質(zhì)、美學(xué)價值來確定照明節(jié)電及區(qū)域照明亮度，如圖1所示。對于遠離城市中心、人流稀少的縣政府行政大樓等建筑，盡管載體相對較好，但仍將其亮度等級降低，由此至市中心則亮度逐漸增大。

圖1 人群活動軌跡與亮度關(guān)系示意圖

項目初期，當(dāng)?shù)鼐用駥σ咕暗恼J(rèn)識僅停留在“五光十色、動態(tài)跳閃”的階段，甲方也曾對溫和、看似平淡的設(shè)計方案提出過質(zhì)疑，擔(dān)心其背離了當(dāng)?shù)孛癖姷膶徝懒?xí)慣而不被接受。通過與甲方的多次溝通，設(shè)計者對當(dāng)?shù)匚幕辛烁钊氲睦斫?。在充分尊重?dāng)?shù)貙徝懒?xí)慣的基礎(chǔ)上，以一期項目為試點，運用黃、白光作為主要光色，局部以動態(tài)慢閃的LED星光燈 (淺藍色)加以點綴，使公眾逐漸接受靜態(tài)、素雅的色調(diào)。在對橋梁等大型構(gòu)筑物進行照明時，設(shè)計亮度略高，使公眾易于接受 (過渡)。一期項目建成后，其創(chuàng)新的設(shè)計理念、專業(yè)技術(shù)手段的運用顯著地影響和改變了當(dāng)?shù)孛癖妼Τ鞘幸咕罢彰鞯墓逃锌捶?。在此基礎(chǔ)上，二期設(shè)計大膽降低了整體照明亮度，并在夜景畫面中“留黑”。

4 天壺公園照明設(shè)計

天壺公園位于湄江河畔，又名“火焰山”。其主體建筑天壺賓館以其具象、夸張的“茶壺”造型入選上海吉尼斯世界紀(jì)錄?！疤煜碌谝粔亍辈粌H是湄潭的地標(biāo)性建筑、茶業(yè)發(fā)展的標(biāo)志和茶文化的代表，甚至被當(dāng)?shù)孛癖娮u為“城市的驕傲”。

為凸顯天壺公園的重要性，甲方曾提出是否可將山體植物層層照亮，以烘托“火焰山上煮茶”的氣氛。考慮到節(jié)能環(huán)保要求，經(jīng)溝通后，甲方欣然接受了設(shè)計人提出的“背景留黑”的想法，最終實施方案僅選擇了天壺賓館、公園中造型較優(yōu)美的數(shù)個亭子和沿江35棵樹木進行重點照明，大大降低了照明總能耗，減少了光污染。

4.1 規(guī)劃亮度分級

本次規(guī)劃中將亮度劃分為四個相對等級，最高為4、最低為1。由于湄潭縣地形、地貌及大氣狀況與重慶地區(qū)許多小城鎮(zhèn)相似，貴州省無相應(yīng)的夜景規(guī)劃設(shè)計規(guī)范，國家規(guī)范亦在送審中，故本次設(shè)計采用了重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《城市夜景照明技術(shù)規(guī)范》(DB50/T234—2006)［1］中的有關(guān)規(guī)定。同時，考慮到縣城在本次規(guī)劃之前夜景設(shè)施較少，天空背景較暗，為保護其“生態(tài)茶園”的文化特色，設(shè)計亮度在重慶地方標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上再降一級，特規(guī)定亮度分級為:4級的對應(yīng)亮度絕對值 (維持值)為15cd/m2，3級、2級、1級對應(yīng)的亮度絕對值分別為10cd/m2、7.5cd/m2、5cd/m2，各建筑單體、景觀節(jié)點亮度等級見圖2及表1。

圖2 天壺公園亮度分級示意圖

表1 天壺公園照明亮度等級

4.2 非常規(guī)載體的處理

聳立在縣城火焰山上的“天下第一壺”總占地面積約六萬多平方米，體積為二萬八千多立方米。天壺賓館是天壺公園乃至整個湄潭縣城的中心與制高點，如何用合乎邏輯的設(shè)計手法，來處理這一當(dāng)?shù)鼐哂衅毡檎J(rèn)同感、但同時又是非常規(guī)的載體，是設(shè)計的難點之一;如何在燈具安裝位置受到嚴(yán)格限制的而照明對象體量巨大條件下展現(xiàn)茶壺的真實色彩與機理，則是設(shè)計的另一難點所在。

對天壺賓館的照明，采用了看似最平常的投、泛光，以低調(diào)、平和卻不失細(xì)膩的手法來表現(xiàn)這個巨型的“紫砂壺”，使之不過于突兀。在燈具安裝位置受到嚴(yán)格限制的條件下，采用分層次泛/投光照明，通過精確控光及經(jīng)特殊處理的光源，恰如其分地表現(xiàn)出“紫砂壺”的溫潤和微妙的光影變化。此外，很好地解決了成本投入與質(zhì)量控制間的矛盾。

4.2.1 燈具安裝限制與精確的燈具配光控制

由于天壺賓館已建成，為避免重新鋪設(shè)線路對建筑表面造成破壞，因此，燈具安裝位置被限定在已有線路的裙房基座平臺四角上。泛/投光燈具的安裝受到了很大限制，裙房基座平臺 (屋面)原有14套特制亞克力庭院燈，盡管表面破損，光線暗淡，但由于燈具上印制了名家詠茶詩詞，甲方希望保留，同時要求新線路的敷設(shè)必須在原線路位置上。由于無法拆除原有燈具，新的泛光燈具支架不能利用原有燈座基礎(chǔ)，如在屋面其他位置安裝，由于屋面局促，會影響通行及白天景觀效果。為解決這些問題，設(shè)計了一款輕便燈具支架，嵌套在原有庭院燈外，燈架采用特殊固定方式，既不破壞屋面，又有足夠的強度支撐重量可觀的泛光、投光燈具。

另一設(shè)計難點在于由于建筑外表面積大、外形復(fù)雜、曲面變化豐富，建筑高度達73.8米，處理不好極易出現(xiàn)明暗不均的“花臉”現(xiàn)象。如全部采用大功率投/泛光燈具，被照面易出現(xiàn)過亮、缺乏層次等問題;而采用小功率燈具又無法解決建筑上部照明。經(jīng)反復(fù)試驗，確定了分層次照明方案:如圖3所示，用小功率燈具解決建筑下部照明，中、大功率燈具解決建筑中、上部照明;由于燈具安裝位置受到了嚴(yán)格的限制，而異形建筑外表面各部分所需要的光強度、光分布都不相同，為保證照明效果，針對每套燈具的配光進行了深入的研究。經(jīng)計算模擬、實驗室模擬、現(xiàn)場模擬三個環(huán)節(jié)，根據(jù)實驗結(jié)果，與廠家配合對燈具配光進行了二次加工調(diào)整，最終實現(xiàn)了精確控光。形成了投光準(zhǔn)確、明暗有序、光影變化微妙、立體感強的夜景效果。

圖3 天壺賓館立面照明圖

4.2.2 建筑表面材質(zhì)的色彩畸變與光源光譜選擇

圖4 色彩還原實驗室實驗

建筑表面材質(zhì)為絳紅色仿紫砂涂料，為保證能真實展現(xiàn)建筑色彩，設(shè)計方用外形相似的紫砂壺進行了模擬試驗，如圖4所示。通過在同一光照強度下采用不同種類、不同色溫的人工光對紫砂壺進行照射，試驗發(fā)現(xiàn)不同種類、不同色溫的人工光投射到建筑表面上，由于其光譜成分的差異，與涂料疊加后，易出現(xiàn)色彩畸變現(xiàn)象;通過反復(fù)試驗比對，在多種光源中尋找到了能較真實還原涂料色彩，在一定的照射強度、照射范圍內(nèi)不易產(chǎn)生色彩畸變的特定光源 (色溫4200K的陶瓷金鹵燈光源)，其后現(xiàn)場試驗的結(jié)果與實驗室試驗吻合較好，如圖5所示。

圖5 色彩還原現(xiàn)場實驗

4.2.3 亮度控制

試驗還發(fā)現(xiàn)，同一色溫、不同光照強度亦會對建筑外立面色彩產(chǎn)生影響，亮度過高會影響建筑立體感的表現(xiàn)，對建筑外表面材質(zhì)的色彩還原產(chǎn)生干擾，加重色彩畸變;但天壺賓館又處在城區(qū)最高點，必須有足夠的亮度才能滿足全城各視點的視看要求;經(jīng)大量實驗室試驗和現(xiàn)場亮度試驗對比，通過嚴(yán)格限制建筑周邊景觀照明亮度，以暗背景來反襯建筑立面，最終以色彩還原好的低亮度來滿足了地標(biāo)性建筑照明要求，如圖6所示。

圖6 亮度對比實驗室實驗

4.2.4 技術(shù)指標(biāo)

為保證照明質(zhì)量及效果，天壺賓館所用燈具均為國產(chǎn)及進口名優(yōu)產(chǎn)品。天壺賓館的總用電負(fù)荷為10.8kw，項目完成后進行了現(xiàn)場實測，壺頂最高亮度僅9.82cd/m2，建筑外立面照明平均功率密度值僅3.1w/m2，僅相當(dāng)于規(guī)范限值的35%，遠低于一般的地標(biāo)性建筑。立面功率密度值詳見表2，亮度測量值詳見表3。

表2 天壺賓館立面功率密度值 (單位:W/m2)

表3 天壺賓館亮度測量值 (單位:cd/m2)

4.3 節(jié)能措施

4.3.1 降低背景亮度，加大亮度對比

明確劃定夜景禁照區(qū)，在該區(qū)僅設(shè)置功能性照明，有效地降低了全城天空亮度，節(jié)能效果顯著。整個天壺公園的照明中，將山體劃定為禁照區(qū)，不對植物進行照明，以避免光照對植物晝夜節(jié)律造成影響;對道路及沿江35棵樹的進行照明，完善功能性照明，保證夜間出行安全。通過大面積的留黑，為建筑營造出暗背景，使表面反射率低、亮度低的主體建筑也能滿足地標(biāo)性建筑照明的要求。

4.3.2 多種照明方式結(jié)合，突出建筑特色

充分考慮各建筑載體風(fēng)格、表面材質(zhì)特征，綜合運用多種照明方式，針對表面反射率低的建筑，以低功率的LED壁燈等替代投/泛光照明;注意突出有特色的局部，弱化整體照明，顯著降低了照明能耗。

4.3.3 采用高效節(jié)能燈具，降低能耗

嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，全部選用了高效節(jié)能的光源與燈具，大量采用國產(chǎn)名優(yōu)LED燈具。開發(fā)出可精確控光的特殊燈具，減少了雜散光，在保證夜景照明效果的前提下，大大降低了照明能耗。

5 浙大西遷廣場照明設(shè)計

浙大西遷廣場是為充分展示浙大“文軍長征”的辦學(xué)歷史及其重要意義，弘揚浙大百年“求是”精神，頌揚湄潭人民與浙大的魚水情深而建。廣場面積約為12174 m2，位于其東北角的文廟是浙江大學(xué)西遷貴州時的辦學(xué)地點之一，現(xiàn)為全國重點保護文物。

5.1 亮度分級

因廣場周圍暫無夜景照明，背景亮度低，因此，廣場整體亮度可相對降低;同時，考慮到廣場的性質(zhì)，柔和、低調(diào)的廣場照明更能表現(xiàn)其特性，故將廣場亮度等級定為1級 (≤5cd/m2)。

5.2 自行研發(fā)刻花投影燈

考慮到浙大廣場人流量大，普通庭院燈、地埋燈易受到破壞，不及時維護易出現(xiàn)安全隱患。為此設(shè)計了燈桿高度達5米的特制刻花燈具，在提供特色照明的同時，也解決了維護困難、安全性差等問題，刻花燈圖案設(shè)計及投影實驗如圖7、圖8所示。

圖7 刻花燈投影圖案設(shè)計

圖8 刻花燈投影實驗室實驗

根據(jù)廣場的實際使用功能狀況重新劃分明暗分區(qū)，僅在入口、中軸線處安裝功能性照明，保證足夠的亮度;在其他區(qū)域，利用自行研發(fā)的投影燈，在單調(diào)的地面上投射出特定圖案。投影燈的投射位置經(jīng)過精心的考慮，利用光對空間的限定，對廣場空間進行了二次劃分，使之產(chǎn)生了數(shù)個小型聚會區(qū)域 (如圖9所示，周末12:30仍有孩子圍坐在燈下，借著圖案的亮光打牌);既降低了廣場總用電量，又避免了由于廣場地面平均亮度低，游人看不清踏步而可能出現(xiàn)的安全問題;此外，還豐富了廣場的空間層次。

5.3 技術(shù)指標(biāo)

浙大廣場以自主研發(fā)的刻花投影燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的地埋燈、庭院燈等，既保證了一定的功能性照明又為廣場提供了趣味性照明，建成后夜景效果如圖10所示。廣場采用分級控制的夜景照明模式，分為重大節(jié)日 (包含重大慶典活動)、一般節(jié)日及平日三級，通過智能集中控制，靈活機動且有效節(jié)約用電量。浙大廣場用電負(fù)荷與功率密度值如表4所示，亮度測量值如表5所示。

圖9 周末凌晨孩子們圍坐在投影燈下

圖10 浙大廣場建成后夜景實拍圖

表4 浙大廣場用電負(fù)荷與功率密度值 (單位:kW，W/m2)

表5 浙大廣場亮度測量值 (單位:cd/m2)

6 結(jié)語

在一期的照明工程中，通過對燈具的光源、光色、光束角和功率等進行嚴(yán)格控制，使湄潭縣展現(xiàn)出了全新的夜景面貌，公眾在觀念上已接受了靜態(tài)、素雅的城市照明。在二期的照明工程中，為保證設(shè)計效果，對不同色溫、不同光強的照明效果進行反復(fù)對比和篩選，通過多次現(xiàn)場試驗以及與施工單位的密切配合，最終解決了“天壺賓館”體量巨大、立面復(fù)雜、燈位受限等技術(shù)難題，還原了當(dāng)?shù)孛癖娦闹凶钫鎸嵉摹疤煜碌谝粔亍钡囊咕爱嬅?，建成后夜景如圖11所示。

圖11 天壺公園建成后夜景實拍圖

建成后的縣城夜景效果得到了公眾的廣泛認(rèn)可。甲方從最初的懷疑、擔(dān)憂到最后的信任、支持，公眾由最初爭議、反對到最后的喜愛、肯定，這既是一個技術(shù)改變認(rèn)識的過程，也是雙方價值觀相互認(rèn)同的結(jié)果，這正是設(shè)計者希望通過這個設(shè)計所表達的。

注:“遵義市湄潭縣天壺公園及城區(qū)重點建/構(gòu)筑物景點照明設(shè)計”獲得2012年度第七屆中照照明工稅設(shè)計獎 (室外/公園、廣場)二等獎。在此特別感謝湄潭縣縣委、縣府對項目的大力支持!

［1］城市夜景照明技術(shù)規(guī)范.DB 50/T234—2006.

［2］城市夜景照明設(shè)計規(guī)范.JGJ/T234—2008.

［3］嚴(yán)永紅，喻泉，武曉，田海，陳菲菲 等.遵義市湄潭縣城區(qū)重要節(jié)點照明規(guī)劃設(shè)計文本.2010，12.

［4］嚴(yán)永紅，喻泉，繆佳偉，高帥等.遵義市湄潭縣城區(qū)重點建筑照明方案設(shè)計文本.2011，11.

［5］嚴(yán)永紅，喻泉，繆佳偉，高帥，翟逸波 等.遵義市湄潭縣天壺公園及城區(qū)重點建/構(gòu)筑物夜景照明設(shè)計中照報獎文本.2012，4.

［6］嚴(yán)永紅，喻泉，高帥，繆佳偉等.天壺賓館照明設(shè)計施工圖.2011，11.