鳥巢夜景照明方案設(shè)計及實施祥解——綠色照明

1、鳥巢夜景照明方案設(shè)計及實施祥解綠色照明2022年3月23日方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明1方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明 綠色照明旨在節(jié)約電能，保護(hù)環(huán)境，改善照明質(zhì)量。 了解鳥巢！ 鳥巢從建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，“外景觀”主要分為以下幾個主要部分：外層立面鋼結(jié)構(gòu)；屋頂外層膜結(jié)構(gòu)；功能區(qū)域及看臺的背墻等。 2方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明 再有觀眾看臺、屋頂內(nèi)層膜結(jié)構(gòu)以及比賽場地等元素形成場內(nèi)景觀。 在進(jìn)行夜景照明方案構(gòu)想時，設(shè)計師從功能照明與效果照明的關(guān)系著手，重點(diǎn)考慮了場地內(nèi)外照明的相互關(guān)系。 以

2、場地內(nèi)功能照明為前提，看臺四周公共空間的功能照明和應(yīng)急疏散照明為基礎(chǔ)，避免光環(huán)境的相互干擾，本著改善和提高照明質(zhì)量的原則展開外立面景觀照明的設(shè)計。3方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明鳥巢體量巨大、空間復(fù)雜，可實現(xiàn)的照明效果豐富多樣，能運(yùn)用的照明形式也多種多樣。 除了建筑本身的藝術(shù)形態(tài)特征與照明效果有直接的關(guān)系之外，如何在有限的電力資源和空間資源上實現(xiàn)好的照明效果也便成為方案設(shè)計過程中考慮的重要因素之一。4方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明 鳥巢是一個極有個性的建筑，照明方案在最初提議時更是豐富多彩，設(shè)計師有許多天馬行空的思路和好的創(chuàng)意。但更多的方案在深入討論到可實施性的階段時被否決，其中最

3、重要的一項原因就是能源的節(jié)約。5方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明 具體來看、鳥巢外立面鋼結(jié)構(gòu)是最具吸引力的建筑元素，鋼結(jié)構(gòu)由24榀門式桁架柱圍繞著體育場碗狀看臺區(qū)旋轉(zhuǎn)而成。鋼結(jié)構(gòu)組件相互支撐、形成網(wǎng)格狀構(gòu)架。鋼構(gòu)立面寬度在一米二左右，長度隨機(jī)組合，銀灰色，設(shè)計師們主要提出了以下幾種照明方案：6方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明以建筑鋼結(jié)構(gòu)外立面作為載體進(jìn)行不同顏色的投射表現(xiàn)； 或者進(jìn)行數(shù)字信息系統(tǒng)數(shù)字信息系統(tǒng)投射等； 此種照明型式會使原本很有吸引力的結(jié)構(gòu)更加豐富多彩，饒有趣味，但由于結(jié)構(gòu)為隨機(jī)布置狀態(tài)，精確投影會加大實施難度，增加設(shè)備成本，而簡單大面積投射勢必造成對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的光污

4、染，也形成資源浪費(fèi)，不能符合綠色環(huán)保照明理念。7方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明以建筑外立面作為載體進(jìn)行不同顏色的投射表現(xiàn)； 或者進(jìn)行數(shù)字信息系統(tǒng)投射等； 此種照明型式會使原本很有吸引力的結(jié)構(gòu)更加豐富多彩更加豐富多彩，饒有趣味，但由于結(jié)構(gòu)為隨機(jī)布置狀態(tài)，精確投影會加大實施難度，增加設(shè)備成本，而簡單大面積投射勢必造成對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的光污染，也形成資源浪費(fèi)，不能符合綠色環(huán)保照明理念。8方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明以建筑外立面作為載體進(jìn)行不同顏色的投射表現(xiàn)； 或者進(jìn)行數(shù)字信息系統(tǒng)投射等； 此種照明型式會使原本很有吸引力的結(jié)構(gòu)更加豐富多彩，饒有趣味，但由于結(jié)構(gòu)為隨機(jī)布置狀態(tài)，精確投影會

5、加大實施難度，增加設(shè)備成本，而簡單大面積投射勢必造成對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的光污染，也形成資源浪費(fèi)，不能符合綠色環(huán)保照明理念。9方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明再有通過安裝燈具附著于結(jié)構(gòu)本身，使得錯綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)自身“能夠點(diǎn)亮”，進(jìn)行自發(fā)光照明效果的表現(xiàn)，具體形式可選用點(diǎn)狀、線狀，更有大膽的想法是結(jié)構(gòu)柱自身表面能夠整體發(fā)光，這些形式的照明效果在很大程度上還原了日景建筑的景觀特征，并能在此基礎(chǔ)上作一定變化，對建筑特征的表現(xiàn)具有一定主動性。 10方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明 但外層鋼結(jié)構(gòu)體量巨大，僅重量就約3萬噸左右，燈具設(shè)備要在這些結(jié)構(gòu)上安裝需要巨大工作量，隨之而來的維護(hù)保養(yǎng)工作也相當(dāng)困難

6、，對資源的浪費(fèi)是長期的巨大的。雖然在這一方案中有著較多的形式和表現(xiàn)效果，但最終都在綠色照明、節(jié)約能源的理念前難以立足，不能得以實施。11方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明還有其他很多方案在實施過程中陸續(xù)的被提出、推敲和探討提出、推敲和探討，在這個過程中我們也更體會到，好的照明方案首先應(yīng)當(dāng)是必要的而不是附加的，是適當(dāng)?shù)亩皇沁^多的。在方案階段對綠色照明理念的貫徹是最有必要、最有效果的。12方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明還有其他很多方案在實施過程中陸續(xù)的被提出、推敲和探討，在這個過程中我們也更體會到，好的照明方案首先應(yīng)當(dāng)是必要的而不是附加的，是適當(dāng)?shù)亩皇沁^多的。在方案階段對綠色照明理念的

7、貫徹是最有必要、最有效果的。13方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明鳥巢照明效果最終確定為三大部分，一是核心筒（功能區(qū)空間）外墻和觀眾看臺背墻的紅色墻面部分，用紅光投射照亮；二是外立面鋼架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)及左右兩側(cè)形成的U形面，用白光投射照亮，外立面形成剪影效果；三是屋頂上下膜結(jié)構(gòu)及之間屋頂上下膜結(jié)構(gòu)及之間的鋼架結(jié)構(gòu)也由白光投射照亮。所有部位選用的照明型式是較為穩(wěn)定的投光照明，整體方案實現(xiàn)了簡約化，增強(qiáng)了可實施性，實現(xiàn)了綠色照明的初衷。14方案設(shè)計與綠色照明方案設(shè)計與綠色照明鳥巢照明效果最終確定為三大部分，一是核心筒（功能區(qū)空間）外墻和觀眾看臺背墻的紅色墻面部分，用紅光投射照亮；二是外立面鋼架結(jié)構(gòu)的

8、內(nèi)側(cè)至紅墻之間的結(jié)構(gòu)部分，用投光形式照亮，外立面形成剪影效果；三是屋頂上下膜結(jié)構(gòu)及之間的鋼架結(jié)構(gòu)也由投光形式進(jìn)行照亮。所有部位選用的照明型式是較為穩(wěn)定的投光照明，整體方案實現(xiàn)了簡約化，增強(qiáng)了可實施性，實現(xiàn)了綠色照明的初衷。15燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 中國紅是鳥巢最具吸引力的照明主題之一，上我們主要在使用熒光燈、金鹵燈、led三種光源的燈具間進(jìn)行了比較。除了照度均勻度指標(biāo)外，動態(tài)效果與顯色性的表現(xiàn)成為決定此款燈具的重要指標(biāo)。熒光燈與金鹵燈明顯不能滿足動態(tài)效果的要求，而色彩的還原在led的燈具研發(fā)中成為主要的難點(diǎn)。16燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明紅墻在

9、白光的投射下顯得飽和度不夠；在純紅光的照射下顯得生硬而過于艷麗，與周邊的環(huán)境欠缺融合；白光與紅光相加能表現(xiàn)較為純正的紅色，但色調(diào)偏冷過于嚴(yán)肅；經(jīng)過多次試驗由紅光、白光、黃光按照4：3：3的比例進(jìn)行調(diào)配，使得墻體表現(xiàn)為暖色調(diào)紅光，喜慶祥和而具有濃郁的中國特色。17燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 通過控制系統(tǒng)還可以在純紅與橘紅之間無級漸變，色調(diào)的冷暖與現(xiàn)場納燈光環(huán)境相互呼應(yīng)融合又形成適當(dāng)?shù)膶Ρ龋胠ed進(jìn)行紅色效果的表現(xiàn)堪稱最佳效果。18燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 在此款燈具的研制方面我們選用進(jìn)口led芯片，通過慎密的設(shè)計和嚴(yán)格的制造工藝控制來解決燈具散熱問

10、題，確保芯片光效能夠得到有效發(fā)揮。 經(jīng)過測試燈具功率為60w，最大光強(qiáng)2580cd，燈具的效率達(dá)到63%。防護(hù)等級等各項指標(biāo)均通過國家相關(guān)驗證。 通過控制燈具品質(zhì)，盡量提高效率實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的。19燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明剪影效果是鳥巢夜景照明效果特有的文化主題之一，通過內(nèi)亮外暗的效果使得白天就極具吸引力的外層鋼結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出截然不同的一面，為整個建筑平添幾分魅力。20燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明外層鋼結(jié)構(gòu)以內(nèi)到觀眾坐席之間的部分是鳥巢更加復(fù)雜更加立體的空間結(jié)構(gòu)。此間有用于結(jié)構(gòu)支撐的混凝土柱和鋼柱；又有最主要的通道大樓梯；有衛(wèi)生間，設(shè)備間，貴賓包間等

11、功能性室內(nèi)空間；也有巨大的疏散大廳與其特有的功能性照明燈具；有特殊配比調(diào)制的漆面材質(zhì)；也有鳥巢隨機(jī)紋理的夾層玻璃隔斷墻；21燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 在這些功能性極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)空間中找尋適當(dāng)?shù)耐豆鉄舭仓梦恢孟喈?dāng)困難。既考慮照明效果的均勻性，又必須避免大樓體、通道、室內(nèi)空間等位置的眩光。除了現(xiàn)場試驗、不同方向觀察外沒有什么辦法能夠兼顧這些元素之間的平衡。 在現(xiàn)場兩個核心筒的區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行了綜合試驗，找尋結(jié)構(gòu)與安裝位置之間的規(guī)律。22燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明投光燈具是安裝在核心筒周邊護(hù)欄的外側(cè)面邊梁上、斜向上投射的。由于不同層的邊梁形狀不同上下錯落，所以

12、首先要避開燈具投射到上層的底面，僅此一條要求可以裝燈的位置就已經(jīng)大大減少；邊梁至外層鋼結(jié)構(gòu)的外邊緣距離又有10米-20米不等，鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量疏密不等，疏處無載體可照，密處需要減小燈具功率從不同方向進(jìn)行補(bǔ)光。23燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 多種因素綜合考慮、每種燈具逐個調(diào)整，寬配光窄賠光互相補(bǔ)充，使得立面整體有了較好的均勻度。所有燈具光束角覆蓋范圍合理分布相互補(bǔ)充，在燈具布置環(huán)節(jié)盡量降低光效的損失，也把使用燈具的數(shù)量控制在了最合理的范圍之內(nèi)。24燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明由于燈具有一定角度向外投射，所以在廣場上一定距離范圍內(nèi)燈具的發(fā)光表面構(gòu)成了較強(qiáng)的閃光點(diǎn)

13、，雖然燈具角度不算很大，還沒有形成刺眼的眩光，但給景觀的整體美觀性造成很大的破破壞壞。 通過分析試驗我們調(diào)整為側(cè)配光的投光燈進(jìn)行照明，使得燈具發(fā)光面可以水平向上，而光束角又能斜向外側(cè)投射，避免了亮點(diǎn)的出現(xiàn)提高了景觀的觀賞性。25燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明由于燈具有一定角度向外投射，所以在廣場上一定距離范圍內(nèi)燈具的發(fā)光表面構(gòu)成了較強(qiáng)的閃光點(diǎn)，雖然燈具角度不算很大，還沒有形成刺眼的眩光，但給景觀的整體美觀性造成很大的破壞。 通過分析試驗我們調(diào)整為側(cè)配光的投光燈進(jìn)行照明，使得燈具發(fā)光面可以水平向上，而光束角又能斜向外側(cè)投射，避免了亮點(diǎn)的出現(xiàn)提高了景觀的觀賞性。26燈具選用、措施

14、與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明在這種復(fù)雜場合的投光照明項目中，特制防眩光格柵起到了非常大的作用，而且是必不可少的。格柵的方向、厚度經(jīng)過現(xiàn)場試驗，同時又進(jìn)行試驗室的光效檢測，最終采用放射狀格柵橫向布置的方式進(jìn)行防眩光處理進(jìn)行防眩光處理，在減少光效下降和控制眩光的權(quán)衡之間取得了較為滿意的效果。鳥巢內(nèi)層結(jié)構(gòu)最豐富的空間得到了充分的展示，外層鋼結(jié)構(gòu)在這些元素的映襯下，展現(xiàn)出特有的剪影效果。27燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明在這種復(fù)雜場合的投光照明項目中，特制防眩光格柵起到了非常大的作用，而且是必不可少的。格柵的方向、厚度經(jīng)過現(xiàn)場試驗，同時又進(jìn)行試驗室的光效檢測，最終采用放射狀格柵

15、橫向布置的方式進(jìn)行防眩光處理，在減少光效下降和控制眩光的權(quán)衡之間取得了較為滿意的效果。鳥巢內(nèi)層結(jié)構(gòu)最豐富的空間得到了充分的展示，外層鋼結(jié)構(gòu)在這些元素的映襯下，展現(xiàn)出特有的剪影效果。28燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 在深化設(shè)計的過程中，對同一效果不同的實現(xiàn)方式的推敲也是重要的環(huán)節(jié)之一，比如在對外層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行投光照明的方案中，曾提出了使用熒光燈安裝于邊梁之上向上投射的方案，立面整體均勻度會相對提高但燈具數(shù)量與用電量會變得巨大。安裝和維護(hù)的成本也相應(yīng)提高，使得這一方案不是最優(yōu)。最終我們選擇了250w和400w的金鹵燈鈉燈進(jìn)行鋼架的投光照明。在燈具和照明形式的選擇上堅持了綠色照明的

16、理念。29燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 膜結(jié)構(gòu)的燈具布置考慮到被照面的均勻度，燈具投射角度為斜向上45度，投射角度給高視點(diǎn)帶來了眩光問題，較遠(yuǎn)距離觀看鳥巢時燈具表面亮點(diǎn)也對景觀的破壞較為明顯。 結(jié)合屋頂結(jié)構(gòu)立柱的布置規(guī)律設(shè)置燈具投射水平軸的方向。并增加防眩光格柵，避免了眩光出現(xiàn)，達(dá)到最終設(shè)計效果。30燈具選用、措施與綠色照明燈具選用、措施與綠色照明 綜合來講燈具品質(zhì)的保障、照明方式的選擇、照明效果的細(xì)致調(diào)整都是鳥巢實現(xiàn)綠色照明的重要控制環(huán)節(jié)。31 鳥巢照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)集成化控制，場地照明，室內(nèi)功能空間照明，外立面景觀照明共同使用同一套智能控制系統(tǒng)，將智能控制系統(tǒng)的功能充分發(fā)

17、揮，也在一定程度上體現(xiàn)了綠色照明的宗旨。Led照明控制系統(tǒng)為獨(dú)立的系統(tǒng)建立在總控系統(tǒng)之下，在供電正常的狀態(tài)下自行進(jìn)行節(jié)目表演控制?？刂葡到y(tǒng)與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明32控制系統(tǒng)與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明 鳥巢由12個核心筒構(gòu)建了室內(nèi)功能區(qū)域，外景觀照明的供電控制單元也正是基于這種建筑結(jié)構(gòu)而展開的，在每一層的不同的核心筒都有著景觀照明的供電配電箱，使得我們可以對不同功能層進(jìn)行分別控制。33控制系統(tǒng)與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明 外層鋼架和屋頂膜結(jié)構(gòu)有黃光和白光兩套投光系統(tǒng)，通過試驗確定的投光燈燈具安裝位置是相同的，以確保兩個場景都有較好的均勻度，但供電和控制方式卻是截然分開的，以在不同時段能夠

18、區(qū)分金色場景和銀色場景。34控制系統(tǒng)與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明 屋頂摸結(jié)構(gòu)在開閉幕式表演期間利用膜結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)視頻演示等場景，所以屋頂部分的投光燈與立面的投光燈又必須分別進(jìn)行控制。 紅色墻面部分作為一個整體單元實現(xiàn)供配電的控制，動態(tài)演示的模式由led子系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定。由此形成了以下控制系統(tǒng)模式，進(jìn)行不同時段的控制實現(xiàn)節(jié)能效果。35控制系統(tǒng)與綠色照明控制系統(tǒng)與綠色照明紅墻靜態(tài)投光系統(tǒng)在平時運(yùn)行過程中可以將功率使用。分項分項平時平時節(jié)日節(jié)日重大節(jié)日重大節(jié)日奧運(yùn)賽事期間奧運(yùn)賽事期間用電量用電量膜結(jié)構(gòu)白色投膜結(jié)構(gòu)白色投光燈光燈100kw100kw立面白色投光立面白色投光燈燈70kw70kw膜結(jié)構(gòu)黃色投膜結(jié)構(gòu)黃色投光燈光燈170kw170kw立面黃色投光立面黃色投光燈燈120kw120kw紅色墻面靜態(tài)紅色墻面靜態(tài)投光燈投光燈250kw250kw紅色墻面動態(tài)紅色墻面動態(tài)演示演示363738作者簡介：作者簡介：岳存澤、男、岳存澤、男、19751975