巢湖的電氣系統(tǒng)

2008年8月24日，奧運(yùn)會(huì)的神圣儀式在國(guó)家健身房的“鳥(niǎo)巢”中慢慢地結(jié)束。第29屆夏季的奧運(yùn)會(huì)完美地謝幕，留下了很多讓人想起的美好記憶。國(guó)際奧委會(huì)主席羅格先生評(píng)價(jià)北京奧運(yùn)會(huì)“無(wú)與倫比”,作為奧運(yùn)會(huì)的標(biāo)志性建筑“鳥(niǎo)巢”,必將在奧林匹克歷史上留下重彩的一頁(yè)?！傍B(niǎo)巢”的獨(dú)特造型給世界留下了深刻的印象,其夜景也格外璀璨,同樣成功、精彩,現(xiàn)已經(jīng)成為北京熱門(mén)旅游景點(diǎn)之一?！傍B(niǎo)巢”的電氣系統(tǒng)除了要實(shí)現(xiàn)立面照明完美的效果之外,還要滿足比賽和轉(zhuǎn)播的需要以及精準(zhǔn)、細(xì)致、毫無(wú)偏差地供電和照明。為此我刊走近“鳥(niǎo)巢”電氣總設(shè)計(jì)師李炳華,請(qǐng)他介紹“鳥(niǎo)巢”照明設(shè)計(jì)背后的故事。“鳥(niǎo)巢”照明設(shè)計(jì)國(guó)家體育場(chǎng),俗稱“鳥(niǎo)巢”,是2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng),位于奧林匹克公園中心區(qū)南部,南鄰北四環(huán)路,西鄰中軸路延長(zhǎng)線,北辰東路西側(cè)。國(guó)家體育場(chǎng)在奧運(yùn)會(huì)期間有座位9.1萬(wàn)個(gè),其中固定座位8萬(wàn)個(gè),臨時(shí)座位1.1萬(wàn)個(gè)。與周圍相比,體育場(chǎng)整體抬高6.8m,體育場(chǎng)與周圍為3%～6%的緩坡。體育場(chǎng)基座以下有0層和局部地下一層,地上7層。體育場(chǎng)總建筑面積約為258000m2,體育場(chǎng)建筑最高點(diǎn)為69.21m,屬特級(jí)體育建筑。體育場(chǎng)(含熱身場(chǎng))南北長(zhǎng)約887m,東西長(zhǎng)約405m。李炳華總工指出,在進(jìn)行“鳥(niǎo)巢”照明設(shè)計(jì)時(shí)始終尊重建筑師的設(shè)計(jì)理念。國(guó)家體育場(chǎng)建筑方案主要由瑞士H&deM建筑事務(wù)所設(shè)計(jì),方案創(chuàng)作之初,提出了晚上“鳥(niǎo)巢”的效果——剪影。即背景亮、前景暗,以此襯托出前景的效果。為了讓晚間的“鳥(niǎo)巢”有層次感,外側(cè)鋼結(jié)構(gòu)柱子的內(nèi)側(cè)被照亮。紅墻是“鳥(niǎo)巢”的特色之一,外表面約一半是紅墻。因此,紅墻的照明對(duì)剪影效果至關(guān)重要。北京奧林匹克中心區(qū)照明規(guī)劃是“鳥(niǎo)巢”照明設(shè)計(jì)的重要原則之一,“鳥(niǎo)巢”、水立方及中間的中心廣場(chǎng)為高亮度區(qū),往北面至森林公園分別為中亮度區(qū)、低亮度區(qū)和最低亮度區(qū)。其中,高亮度區(qū)內(nèi)的水平平均照度33lx,最小水平照度15lx,最高水平照度可達(dá)100lx。中間廣場(chǎng)中心的照度約100lx。同時(shí)根據(jù)北京市市政管委的要求,照明設(shè)計(jì)至少要求三種照明模式,以滿足重大節(jié)日、一般性節(jié)日和平常日的照明需要,也可以達(dá)到照明節(jié)能的目的。在經(jīng)過(guò)多次研究討論,最終確定照明設(shè)計(jì)主題為“體現(xiàn)中華傳統(tǒng)文化,弘揚(yáng)奧林匹克體育精神”,也就是用光表現(xiàn)出中國(guó)傳統(tǒng)的文化。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了幾個(gè)關(guān)鍵的場(chǎng)景:效果1:剪影。即背景亮、前景暗,以此襯托出前景的效果。其靈感來(lái)源于中國(guó)民間的窗花。效果2:金碧輝煌。奧運(yùn)會(huì)是世界范圍內(nèi)的一大盛事,用紅光、黃光將“鳥(niǎo)巢”裝扮的金碧輝煌,與奧運(yùn)盛事非常吻合。效果3:變化效果。包括“呼吸”效果和“心跳”效果,給國(guó)家體育場(chǎng)賦予新的生命?！傍B(niǎo)巢”景觀照明充分利用光色的藝術(shù)語(yǔ)言和表現(xiàn)力,充分展現(xiàn)、描繪和重塑“鳥(niǎo)巢”在夜間的優(yōu)美形象,并賦予廣泛、深刻的文化內(nèi)涵。始終貫穿“人文、科技、綠色”奧運(yùn)的三大理念。紅墻照明試驗(yàn)結(jié)果與分析李炳華總工介紹,“鳥(niǎo)巢”照明重點(diǎn)采用了立面照明設(shè)計(jì)原理,利用豐富的光線將體育場(chǎng)從內(nèi)而外照亮,塑造出外層鋼梁和柱子的剪影,產(chǎn)生很強(qiáng)的視覺(jué)效果,使建筑物在白天和夜晚具有截然不同的外觀。比如頂部效果照明,把燈具安裝在屋頂內(nèi)部且在立面頂部,從而形成全面發(fā)光的效果。其次就是遵循與整體規(guī)劃相一致的原則,各亮度分區(qū)之間有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),兩區(qū)間照度平滑過(guò)渡。為此李炳華總工帶領(lǐng)設(shè)計(jì)師們經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)對(duì)比,對(duì)立面照明指標(biāo)進(jìn)行深入研究,提出多種設(shè)想,最終達(dá)到了完美的“中國(guó)紅”夜間照明效果。根據(jù)照明規(guī)劃,結(jié)合“鳥(niǎo)巢”西側(cè)的水立方和中心區(qū)照明,特制定了“鳥(niǎo)巢”的照明指標(biāo),這些指標(biāo)是通過(guò)實(shí)際工程試驗(yàn)及理論研究得出的。指標(biāo)反映了“鳥(niǎo)巢”與水立方照明要協(xié)調(diào)、匹配。如水立方不能比“鳥(niǎo)巢”亮很多,否則,水立方“搶了“鳥(niǎo)巢”的風(fēng)頭”,消弱了“鳥(niǎo)巢”的主角地位;同時(shí)水立方與“鳥(niǎo)巢”相比,也不能暗淡無(wú)光。李炳華總工以“鳥(niǎo)巢”核心筒洗墻照明為例,向我們介紹了實(shí)現(xiàn)立面照明效果的措施和方法,洗墻即用燈把墻洗亮。設(shè)計(jì)師們通過(guò)多次試驗(yàn)金鹵燈、熒光燈和LED照亮紅墻的效果,最后確定采用大功率(1W)LED作為洗墻燈的光源。原因有三:第一,本照明需要調(diào)光,LED很容易實(shí)現(xiàn);第二,北京屬于寒冷地區(qū),冬季氣溫可達(dá)-15℃以下,而夏季氣溫多次超過(guò)40℃,立面照明燈具全部屬于室外環(huán)境,LED可以滿足此要求;第三,通過(guò)紅、白、黃光LED的等比例配比,對(duì)紅墻色彩還原性較好,符合建筑師的要求。在試驗(yàn)熒光燈、金鹵燈時(shí),不可避免要用到紅色的換色材料,如濾色片、鍍膜等。通過(guò)測(cè)試,紅色系列的換色材料造成光的衰減達(dá)80%～90%,燈具效率大大降低。達(dá)到同樣照明效果,如果采用LED,其光效是(熒光燈+換色裝置)、(金鹵燈+換色裝置)的3～5倍。因此,采用LED后將不需要換色裝置。從獲得良好的剪影效果出發(fā),背景的紅墻用均勻照明還是退韻照明呢?設(shè)計(jì)師們進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn),退韻照明效果,即墻面上照度由上至下逐漸變暗,最小照度與平均照度之比將小于0.05。對(duì)于一般的照明,退韻不失為較好的選擇,但是對(duì)于剪影效果而言,紅墻照明的目的是作為背景,用于襯托前面的鋼結(jié)構(gòu),為了鋼結(jié)構(gòu)剪影的表現(xiàn),背景照明相對(duì)均勻可以給人較好的視覺(jué)效果。最終試驗(yàn)表明,墻面上照明均勻度宜為最小照度與平均照度之比不小于0.3。為達(dá)到效果要求,對(duì)燈具的配光也提出相應(yīng)的要求。經(jīng)過(guò)多次修改、完善,確定了為“鳥(niǎo)巢”特殊定制的燈具主要技術(shù)參數(shù):鋁制燈體,靜電噴塑處理,外觀顏色黑色/紅色;P65,I類燈具,220V/50Hz;大功率LED;每套總功率60W,20顆白色+20顆紅色+20顆黃色,呈三角形排列,每套燈具總光通量不低于1190lm;透鏡外發(fā)光角度45。,正負(fù)偏差3。;白色LED色溫3000～3600K、60～70lm/W;紅色LED波長(zhǎng)620～625nm、30～40lm/W;黃光LED波長(zhǎng)585～590nm、30～40lm/W。光衰:當(dāng)30000h時(shí)小于75%;壽命:不小于30000h。第29屆北京奧運(yùn)會(huì)期間,“鳥(niǎo)巢”美妙絕倫的景觀效果深深震撼了全世界:火熱的“中國(guó)紅”透過(guò)銀白色的鋼筋與暮色相交融,剪影般的效果讓“鳥(niǎo)巢”籠罩在古老而熱情的氛圍中。李炳華總工和他的團(tuán)隊(duì)為此付出了無(wú)以計(jì)數(shù)精力和心血,為了實(shí)現(xiàn)精確的照明效果,他們對(duì)場(chǎng)館內(nèi)每一組燈光都反復(fù)試驗(yàn);為了達(dá)到良好的裝飾效果,他們將工作細(xì)化到每一個(gè)燈具、每一處景觀。設(shè)計(jì)者們的辛勤工作也得到了各界一致的認(rèn)可。奧運(yùn)會(huì)期間對(duì)奧林匹克中心區(qū)的觀眾及“鳥(niǎo)巢”周圍觀景的市民進(jìn)行隨機(jī)的調(diào)查表明,在127位受訪者中,117位認(rèn)為“鳥(niǎo)巢”照明整體效果令人滿意,占92.1%;10位認(rèn)為可以接受這樣效果,占7.9%;沒(méi)有人認(rèn)為不滿意。通過(guò)專業(yè)的視覺(jué)評(píng)價(jià),“鳥(niǎo)巢”照明質(zhì)量達(dá)到優(yōu)秀等級(jí)。評(píng)價(jià)參照GB/T12454—1990《視覺(jué)環(huán)境評(píng)價(jià)方法》,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合立面照明的特點(diǎn)從十個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià),包括立面照明的藝術(shù)效果、與環(huán)境的協(xié)調(diào)、與建筑物的協(xié)調(diào)、照明或亮度、照明或亮度分布、顏色特