1、主題館大空間照明及控制系統(tǒng)設計(第1頁)來源：同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司作者：包順強甘招輝陳水順瀏覽：193人次發(fā)布：2011-03-10注：其他網(wǎng)站轉載須注明出處，轉載而不注明出處者，一經(jīng)査實，將追究其法律責任介紹了上海世博會主題館幾個高大空間的照明設計方案和實施方案，包括光源和燈具的選擇以及實施現(xiàn)場實測后的部分照度結果。并著重介紹了大空間智能照明控制系統(tǒng)，以饗同類大空間建筑照明設計提供參考弓I言主題館作為2010年上海世博會永久保留建筑，世博會期間將承擔演繹、展示主題的重任，會后將轉為標準展覽場館，可舉辦各類專業(yè)展會，其總建筑面積約12.9萬m2。其中地上8萬m2,地下4.9萬

2、m2，建筑高度約24m。1大空間照明設計1.1大空間概況主題館中共有3處大空間展廳，分別為西側展廳、東側展廳、地下展廳，展廳均按綜合性場館進行照明設計。其中西側展廳高度為24m，面積為126m!180m，燈具只能安裝在東西向張弦桁架上，張弦桁架間距為18m，底標高23.3m;東側展廳按世博會后要求進行照明設計(兩層展廳)，每層高度均為12m，面積為90m!180m,層展廳燈具可沿18m!18m井字鋼梁安裝，二層燈具只能安裝在東西向張弦桁架上，張弦桁架間距為18m;地下展廳高度為9m，面積為90m!126m，燈具安裝位置無特殊要求。1.2展廳照明設計目標展廳照明設計目標如下：大空間全局照明，不針

3、對特定展示目標。營造柔和、自然的光環(huán)境。滿足參觀者在此空間活動的基本視覺識別要求。在不降低照明質(zhì)量的情況下，盡可能降低照明功耗。按照世博會臨時建筑物、構筑物設計標準(電氣專篇)#的要求，高檔展廳地面照度標準值為300lx，普通展廳地面照度標準值為200lx。該工程中地上展廳按高檔展廳設計，地下展廳按普通展廳設計。高度超過6m的展廳顯色指數(shù)不低于60。展廳的照明光色選用白色，色溫約為4000K，既能表現(xiàn)展品的本來色彩，也能避免大空間的冷清感和空曠感，讓參觀者能在相對自然的環(huán)境中將注意力集中在展品上。1.3照明方式選擇由于該展廳為綜合性展廳，需適應日后多種類別的展示需要，因此，對展廳的照明只考慮一

4、般照明、局部照明及混合照明，在具體布展時根據(jù)展品特點及藝術要求進行燈光設計。1.4光源及燈具選擇選擇點光源需考慮以下幾個方面的要求：使用要求，如所要求的照度、顯色性、色溫、眩光限值等。環(huán)境要求，如電壓波動狀況、場所溫度、維護難度等。一次性投資及運行費用要求。表I各種電光源的技術指標北效；(in脾|顯色搟數(shù)Ra色隘/K尸均奇金/h普通膽明用由駅燈10-150。7.3-25。弘99240tk2900J0C0200060-500014-他9弘992SOCKJ300500-2000普通H背型熒光盯2M60-706072全乘列6ffiXJ-SOOO三基色螢光擷23“32d104SO-9E12ffiXJ-

5、35000弘5544-S7SO-35全系刊5ocoaooo恥100032-5533-40i和卜+3005000-tO000金輻鹵化物幻35-3忝M)dI3Ud903004561)05000-3001)0蠱壓鈉燈莎1000碎-(4023/60/R51950J220/250012ffiXJ-2400f55-8555-70S5300tk4000ffiXJ-閱000對各種電光源的技術指標進行分類對比，如表1所示。根據(jù)表1數(shù)據(jù)顯示，白熾燈、鹵鎢燈光效低,不適合大面積使用；熒光燈適用高度一般在5m以內(nèi)，熒光高壓汞燈及高壓鈉燈的顯色指數(shù)無法滿足要求；無極燈光效較低，一次性投資較大，性價比不高。只有金鹵燈能夠

6、完全滿足該工程展廳照明的各項要求。至于光源功率的選擇，一般在滿足眩光限值的條件下盡可能地選擇大功率燈具，這樣可以有效減少燈具安裝套數(shù)，節(jié)約投資，也能減少運行維護的成本，但會導致照明均勻度降低，這就需要選擇合適的配光曲線，采用專業(yè)照明設計軟件，優(yōu)化燈具布置方式，將照明均勻度控制在可以接受的范圍之內(nèi)。燈具選直接型燈具或半直接型燈具，以提高效率，減少不必要的能耗。根據(jù)以上設計原則，該項目確定以下照明設計的方案:西展廳燈具安裝高度為21m,采用1000W金鹵燈，色溫4000K,顯色指數(shù)70,光通量120000lm，使用玻璃棱鏡反射罩燈具，燈具采用開敞式頂部與底部便于空氣流通,散熱和自我清潔，減少維護次

7、數(shù)。燈具效率經(jīng)實測為87.1%,向上光通比為19.7%,向下光通比為67.4%。垂直面透光棱鏡提供垂直照度，平衡照明分布，提高視覺舒適度。東展廳一層及二層燈具安裝高度為11m,由于統(tǒng)一眩光限值不能超過22,因此不能選擇1000W金鹵燈，故采用400W金鹵燈。實際選用的光源色溫為3800K,顯色指數(shù)為70,光通量為42500lm,燈具采用寬光束高亮鋁質(zhì)反射器，可兼顧世博會期間及世博會后對照度及眩光限值的要求。燈具帶毛面玻璃罩，增加了散射，降低了表面亮度，有效限制眩光并增加空間的垂直照度，提高了環(huán)境亮度。地下展廳的高度為9m,考慮風管、水管的安裝要求，燈具可安裝的高度為6m,因此，選擇150W金鹵

8、燈作為照明光源。其光源色溫為4200K,顯色指數(shù)為85,光通量為12000Im。所有展廳用金鹵燈均自配有節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，補償后燈具功率因數(shù)均在0.9以上。為滿足高大建筑空間應急照明的需要，部分金鹵燈采用雙燈頭，內(nèi)設一個150W鹵鎢燈作為應急光源，由EPS應急電源供電，智能燈光控制系統(tǒng)及消防系統(tǒng)可同時對其進行控制。考慮到展廳照明為二級負荷，結合ATS切換時間及金鹵燈再啟動時間，展廳照明采用交叉供電方式，避免由于斷電而引起大面積展場無正常工作照明。1.5燈具布置及照明計算在燈具類型及規(guī)格選定后，還需要對燈具的布置進行比較設計，以期得到較為理想的照明效果。對于大空間展廳，一般采用均布型或組團型布置

9、方式，選擇何種布置方式以及燈具間距的確定不僅需要考慮燈具本身的特性，還需要考慮多種外在因素，如建筑風格、建筑材料的反射系數(shù)、可供安裝燈具的結構件布置、結構件荷載能力等。在工程設計時，需要與建筑、結構、給排水及暖通專業(yè)密切配合，最終得到可實施的布燈方案。設計過程中，設計院和有關專業(yè)合作單位采用DIALux照明設計軟件進行照明設計，通過建立模型，模擬了多種布燈方式。表2為其中一部分布燈方式的計算結果（維護系數(shù)取0.7，天花、墻壁、地板的反射系數(shù)分別取70%、30%、20%）。瑕2箏種冇燈方武計舞皓果布置照明安裝窩度疝躡J距地面甲均燈具骨布呼列功季密度特點區(qū)域fm/(ni疋inJ照戡/應規(guī)榕幫/(m

10、xtn)/(WAn22336ft71L顧IO14406E21ISXu30?ft6+1000EX?1406R三燈組團西展廳221揺38+ft73Lom10 x6JSO&75X9ft400ixn32?8官雙燈齟悅東廳】矗1147EBft6R4003609E三燈組圧東廳1展66EE佃ft5R400IQmIS390m6四燈齟悅東廳】叨112點314ft61400E帖93609E東礁汀2層5X9a昶400(9xn32?8官雙燈齟廊東廳2JZM47EBft6R400閃xIS3609E三燈組圧東廳2屈6EE煩ft5R400IQMD39flm6四燈齟廊東廳2JZM2點314ft61400E帖93609E地下展

11、廳6去Eft223ft5RJ5020.1632047根據(jù)表2的計算結果數(shù)據(jù)，施工圖設計采用以下方式：西展廳按雙燈組團方式、東展廳按四燈組團方式、地下展廳按均布型布燈方式考慮。后經(jīng)業(yè)主公開招標，確定兩家單位中標,其中一家美國公司中標西展廳，一家歐洲公司中標東展廳和地下展廳。兩家中標單位分別根據(jù)其燈具特性進行了燈光深化設計并提供了照明計算書計算書主要結果如表3所示。針對西展廳計算中采用0.8維護系數(shù)問題，設計院在審查時提出建議，希望仍采用0.7的維護系數(shù)，同時增加一排燈具以達到設計要求的照度標準。但最終由于商務等方面的原因設計院的建議未被采納。1.6檢測結果在所有燈具安裝完成后，國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢

12、驗中心對現(xiàn)場進行照度實測，各展廳實際實測照度狀況如下：地下展廳平均照度為268.3lx;西展廳平均照度為270.2lx;東展廳平均照度為261.5lx。實際測量結果顯示：地下展廳初始照度值（268.3lx）大于計算值（223lx）,能達到設計值（維持照度200lx）的要求；西展廳初始照度值（270.2lx）低于計算值（308lx）,未能達到設計值（維持照度300lx）的要求，主要原因是廠家計算中采用0.8維護系數(shù)產(chǎn)生的問題；東展廳由于世博期間應為布展的需要，1、2層樓板打通為一高大空間的原因，與原計算模型有較大差異，實測結果不能反映真實情況，只有待世博會結束恢復兩層格局后才能得到準確驗證。播3

13、計期書土要給果布置特點區(qū)域安藝離度An燈具崗距inxmJ地而平尉呱瘦/Ex燈具/(mXm)數(shù)融熾功率密度/（WAn2）23I4xtS輻傑護系敎（18ia42許寬先蟲舄天劇燈J”9SA99取燈殂團東展廳II2判維護系敎11d62400WEOTISO494地下癮疔6A57622和攤護系敎17ia3135OW231632Q472大空間照明智能燈光控制系統(tǒng)為滿足展廳各種展覽模式燈光控制以及節(jié)能管理的需要，設計采用智能燈光控制系統(tǒng)。設置的區(qū)域主要有西側展廳、東側展廳、地下展廳和中部多功能廳、貴賓廳、中小會議區(qū)、辦公用房和公共餐廳等輔助功能空間。經(jīng)招標后確定采用DYNALITE全分布式結構智能照明控制系統(tǒng)

14、，系統(tǒng)燈光控制模塊按各功能區(qū)域進行配置，實現(xiàn)模塊的就地安裝和就地控制；各個模塊之間通過1根5類四對雙絞線連接即可。主干網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率最大能達到57600baud,提高了大型照明控制網(wǎng)絡信息傳輸?shù)目煽啃?，從而實現(xiàn)對整個場館的燈光進行智能化、豐富的場景控制，同時提供便捷的本地控制面板控制及集中中央軟件控制和時鐘控制等功能。其系統(tǒng)網(wǎng)絡結構如圖1所示。根據(jù)使用需求，在現(xiàn)場設置了34塊5鍵控制面板，該控制面板操作功能多樣，按一下即可調(diào)用相應的場景。同時配置了1臺DDTC001時鐘控制器，內(nèi)有實時365a天文時鐘，能夠使系統(tǒng)各設備自動運行，如每個區(qū)域內(nèi)的燈具可根據(jù)使用日期的不同，設置多種開關模式。通過智

15、能照明控制系統(tǒng)，不同功能區(qū)域可實現(xiàn)不同的照明場景，今后還可根據(jù)實際需要進行變更和修改，如不同形式的大型展會模式、學術交流模式等。展覽區(qū)域開燈模式包括展覽模式、陰天模式、日常維護模式、深夜模式、全關模式。辦公區(qū)開燈模式包括上班模式、保潔模式、日常維護模式、深夜模式、全關模式。同時，該系統(tǒng)具有以下特點：信息在子網(wǎng)的傳輸速率為9600baud，每層子網(wǎng)都可以通過1臺網(wǎng)關與大樓主干網(wǎng)相連，系統(tǒng)網(wǎng)絡能有效地控制各子網(wǎng)和主干網(wǎng)之間的信息流通、信號整形、信號增強和調(diào)節(jié)傳輸速率，大大提高了大型照明控制網(wǎng)絡工作的可靠性，網(wǎng)絡規(guī)模也可靈活地隨照明系統(tǒng)的大小而改變；開關模塊具有按序啟動功能，可避免燈具集中啟動時的浪

16、涌電流；同時,具有金鹵燈延時啟動功能，即當金鹵燈的回路關閉后，指令它打開時，可根據(jù)需要設置再啟動延時時間，在再啟動延時時間內(nèi)回路輸出為關閉狀態(tài)，一直到延時時間后，回路才打開，這樣可保護金鹵燈。中央監(jiān)控室安裝全中文監(jiān)控軟件，展廳與辦公區(qū)燈光系統(tǒng)通過PC接口DTK622接入該中央監(jiān)控計算機上，并可在其上面通過圖形(AGI)控制方式控制整個主題館照明以及室外景觀照明。系統(tǒng)在總控中心的計算機能對整個照明系統(tǒng)進行監(jiān)控包括操作各照明回路的開、關，顯示各回路燈具的位置(圖形顯示)及其運行狀態(tài)，壞燈警告，提供燈具運行時間和事件記錄功能，并具有事件發(fā)生時提示功能。同時，系統(tǒng)還可以鎖定應急照明僅在消防中心控制而禁

17、止在該系統(tǒng)控制，也可以解鎖、開禁。系統(tǒng)控制軟件可以根據(jù)用戶權限級別設置不同的用戶及口令，保證軟件操作的可靠性。3結語作為2010年上海世博會主要場館之一的主題館在世博期間將著重展示地球、城市、人三個有機系統(tǒng)之間的關聯(lián)和互動。世博會后，它將轉變?yōu)闃藴收褂[場館，與周邊的中國館、星級酒店、世博中心、世博軸和演藝中心等共同打造以展覽、會議、活動和住宿為主的現(xiàn)代服務業(yè)聚集區(qū)。星咤西ifeii*護*可嶼噸冒塁電料址s審iVMTiV.*LH:ALLd：JJgS沁CSI崎?JfH總膠堂23:J!-:琶系統(tǒng)網(wǎng)絡站柚荷牯品kUHM1-bjjwiiiri1Ijfcr!電卑K4.HIH.HilaMummutviih起卍事wzfc;taAJ.r?竺臚斗KAU.rUL4jl卻冋申.12U2|LJSI:.aIRI?.rIi：Ainr卩跖高-宓究層+二繪黑毘4tM而AJWj%liHGfr1：4#1m!3.yin/feffM*LI?皿.5AZTA1加KFT!37