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巢湖的电气系统
2008年8月24日,奥运会的神圣仪式在国家健身房的“鸟巢”中慢慢地结束。第29届夏季的奥运会完美地谢幕,留下了很多让人想起的美好记忆。国际奥委会主席罗格先生评价北京奥运会“无与伦比”,作为奥运会的标志性建筑“鸟巢”,必将在奥林匹克历史上留下重彩的一页。“鸟巢”的独特造型给世界留下了深刻的印象,其夜景也格外璀璨,同样成功、精彩,现已经成为北京热门旅游景点之一。“鸟巢”的电气系统除了要实现立面照明完美的效果之外,还要满足比赛和转播的需要以及精准、细致、毫无偏差地供电和照明。为此我刊走近“鸟巢”电气总设计师李炳华,请他介绍“鸟巢”照明设计背后的故事。“鸟巢”照明设计国家体育场,俗称“鸟巢”,是2008年北京奥运会主体育场,位于奥林匹克公园中心区南部,南邻北四环路,西邻中轴路延长线,北辰东路西侧。国家体育场在奥运会期间有座位9.1万个,其中固定座位8万个,临时座位1.1万个。与周围相比,体育场整体抬高6.8m,体育场与周围为3%~6%的缓坡。体育场基座以下有0层和局部地下一层,地上7层。体育场总建筑面积约为258000m2,体育场建筑最高点为69.21m,属特级体育建筑。体育场(含热身场)南北长约887m,东西长约405m。李炳华总工指出,在进行“鸟巢”照明设计时始终尊重建筑师的设计理念。国家体育场建筑方案主要由瑞士H&deM建筑事务所设计,方案创作之初,提出了晚上“鸟巢”的效果——剪影。即背景亮、前景暗,以此衬托出前景的效果。为了让晚间的“鸟巢”有层次感,外侧钢结构柱子的内侧被照亮。红墙是“鸟巢”的特色之一,外表面约一半是红墙。因此,红墙的照明对剪影效果至关重要。北京奥林匹克中心区照明规划是“鸟巢”照明设计的重要原则之一,“鸟巢”、水立方及中间的中心广场为高亮度区,往北面至森林公园分别为中亮度区、低亮度区和最低亮度区。其中,高亮度区内的水平平均照度33lx,最小水平照度15lx,最高水平照度可达100lx。中间广场中心的照度约100lx。同时根据北京市市政管委的要求,照明设计至少要求三种照明模式,以满足重大节日、一般性节日和平常日的照明需要,也可以达到照明节能的目的。在经过多次研究讨论,最终确定照明设计主题为“体现中华传统文化,弘扬奥林匹克体育精神”,也就是用光表现出中国传统的文化。因此,在设计时考虑了几个关键的场景:效果1:剪影。即背景亮、前景暗,以此衬托出前景的效果。其灵感来源于中国民间的窗花。效果2:金碧辉煌。奥运会是世界范围内的一大盛事,用红光、黄光将“鸟巢”装扮的金碧辉煌,与奥运盛事非常吻合。效果3:变化效果。包括“呼吸”效果和“心跳”效果,给国家体育场赋予新的生命。“鸟巢”景观照明充分利用光色的艺术语言和表现力,充分展现、描绘和重塑“鸟巢”在夜间的优美形象,并赋予广泛、深刻的文化内涵。始终贯穿“人文、科技、绿色”奥运的三大理念。红墙照明试验结果与分析李炳华总工介绍,“鸟巢”照明重点采用了立面照明设计原理,利用丰富的光线将体育场从内而外照亮,塑造出外层钢梁和柱子的剪影,产生很强的视觉效果,使建筑物在白天和夜晚具有截然不同的外观。比如顶部效果照明,把灯具安装在屋顶内部且在立面顶部,从而形成全面发光的效果。其次就是遵循与整体规划相一致的原则,各亮度分区之间有严格的标准,两区间照度平滑过渡。为此李炳华总工带领设计师们经过反复的试验对比,对立面照明指标进行深入研究,提出多种设想,最终达到了完美的“中国红”夜间照明效果。根据照明规划,结合“鸟巢”西侧的水立方和中心区照明,特制定了“鸟巢”的照明指标,这些指标是通过实际工程试验及理论研究得出的。指标反映了“鸟巢”与水立方照明要协调、匹配。如水立方不能比“鸟巢”亮很多,否则,水立方“抢了“鸟巢”的风头”,消弱了“鸟巢”的主角地位;同时水立方与“鸟巢”相比,也不能暗淡无光。李炳华总工以“鸟巢”核心筒洗墙照明为例,向我们介绍了实现立面照明效果的措施和方法,洗墙即用灯把墙洗亮。设计师们通过多次试验金卤灯、荧光灯和LED照亮红墙的效果,最后确定采用大功率(1W)LED作为洗墙灯的光源。原因有三:第一,本照明需要调光,LED很容易实现;第二,北京属于寒冷地区,冬季气温可达-15℃以下,而夏季气温多次超过40℃,立面照明灯具全部属于室外环境,LED可以满足此要求;第三,通过红、白、黄光LED的等比例配比,对红墙色彩还原性较好,符合建筑师的要求。在试验荧光灯、金卤灯时,不可避免要用到红色的换色材料,如滤色片、镀膜等。通过测试,红色系列的换色材料造成光的衰减达80%~90%,灯具效率大大降低。达到同样照明效果,如果采用LED,其光效是(荧光灯+换色装置)、(金卤灯+换色装置)的3~5倍。因此,采用LED后将不需要换色装置。从获得良好的剪影效果出发,背景的红墙用均匀照明还是退韵照明呢?设计师们进行了反复试验,退韵照明效果,即墙面上照度由上至下逐渐变暗,最小照度与平均照度之比将小于0.05。对于一般的照明,退韵不失为较好的选择,但是对于剪影效果而言,红墙照明的目的是作为背景,用于衬托前面的钢结构,为了钢结构剪影的表现,背景照明相对均匀可以给人较好的视觉效果。最终试验表明,墙面上照明均匀度宜为最小照度与平均照度之比不小于0.3。为达到效果要求,对灯具的配光也提出相应的要求。经过多次修改、完善,确定了为“鸟巢”特殊定制的灯具主要技术参数:铝制灯体,静电喷塑处理,外观颜色黑色/红色;P65,I类灯具,220V/50Hz;大功率LED;每套总功率60W,20颗白色+20颗红色+20颗黄色,呈三角形排列,每套灯具总光通量不低于1190lm;透镜外发光角度45。,正负偏差3。;白色LED色温3000~3600K、60~70lm/W;红色LED波长620~625nm、30~40lm/W;黄光LED波长585~590nm、30~40lm/W。光衰:当30000h时小于75%;寿命:不小于30000h。第29届北京奥运会期间,“鸟巢”美妙绝伦的景观效果深深震撼了全世界:火热的“中国红”透过银白色的钢筋与暮色相交融,剪影般的效果让“鸟巢”笼罩在古老而热情的氛围中。李炳华总工和他的团队为此付出了无以计数精力和心血,为了实现精确的照明效果,他们对场馆内每一组灯光都反复试验;为了达到良好的装饰效果,他们将工作细化到每一个灯具、每一处景观。设计者们的辛勤工作也得到了各界一致的认可。奥运会期间对奥林匹克中心区的观众及“鸟巢”周围观景的市民进行随机的调查表明,在127位受访者中,117位认为“鸟巢”照明整体效果令人满意,占92.1%;10位认为可以接受这样效果,占7.9%;没有人认为不满意。通过专业的视觉评价,“鸟巢”照明质量达到优秀等级。评价参照GB/T12454—1990《视觉环境评价方法》,在此基础上,结合立面照明的特点从十个方面进行评价,包括立面照明的艺术效果、与环境的协调、与建筑物的协调、照明或亮度、照明或亮度分布、颜色特
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