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摘 要 从突破传统的地铁车站照明设计理念出发, 通过对建筑光环境的思考来重新审视地铁车站的照明思路。对车站主要空间营造光环境的方式以及各种功能照明的控制、附属照明的设置、地面车站光环境等的具体处理方式作了探讨。
关键词 地铁车站,光环境,照明设计
光环境与其它环境的结合,构成城市新的人文景观。它也作为一种语言,传达着设计者及建造者的一份关切,一份提供给使用者的温馨与舒适。人与光的这种交互式参与及融合,为照明设计提出了一定的难度:解决好光与周围环境在视觉感受上的协调与统一。建筑照明领域的先驱理查德·凯利(Richard Kelly) 认为, 视觉是一个处理信息的过程。视觉环境不仅仅是光学的有效表面的组合,人也不仅仅限于被动接受周围环境,而是接受过程中的一个主动因素。因为人们是根据视觉环境中不同的要求和各异的经历和期待来理解图像的。这种以视觉心理学为基础的照明设计概念,要求我们综合考虑不同环境下光的各种效果和对人不同的视觉影响,提供最佳照明布置方案,选取光源与照明器。地铁作为一种独特的交通形式,为城市建筑增添了新的亮点,因而合理解决地铁中的光环境, 同样是城市文化发展的必要组成。
1 车站主要空间营造光环境的方式
车站内装饰决定照明设计的基调。车站照明设计应力求简洁明快、美观大方而又实用,既便于安装和维修,又与车站建筑风格相适宜。车站布置照明的方式有多种,其主要形式有:嵌入式照明、吸顶式照明、悬吊式照明、导轨式照明、反射式照明等。车站若净空不高,一般采用嵌入式照明的方式较为普遍,有的在嵌入式照明的基础上,增设悬吊式照明,这样可以比较灵活地满足装饰照明要求。站台、站厅及通道工作照明和节电照明光源采用荧光灯和节能灯相结合的方式。并应注意以下几点:
(1) 选用高光效的光源和高效率的灯具,如高效荧光灯具或其他高效灯具;
(2) 光源的光色要与空间协调,此外还要围绕车站内光环境(如装修材料及其色泽等) 来确定;
(3) 除水平照度,还应合理设计垂直照度;
(4) 一般照明的照度,主要是恰当考虑均匀度, 以适应场所的变动。
车站出入口位于站厅两侧的空间内,与站厅气氛要相协调。光源采用高亮度的白炽灯或荧光灯, 设计较站厅单一。因为吊顶很低,与大开口相邻显得很压抑,因此可用花式吊顶向上照射,做出明亮的顶面,来造成视觉的上浮感,使空间显得开敞。
站台中间柱子上可设壁灯,采用与吊顶同一风格的灯具,既可作为进一步的装饰,又可用作站台边缘的分隔示意。对于立柱的装饰照明,为了突出其立体效果,表现立柱的形状、纹理、质感和色调, 需要采用漫射照明和定向照明按一定比例结合起来设置。定向照明则应从旅客观看的方向投射。
设备、附属房屋及风道一般工作照明光源以荧光灯为主,白炽灯为辅。有旋转机械的房间采用白炽灯。站台底板下和变电所电缆夹层内安全工作照明光源采用白炽灯光源。
管理用房与公共区相区别的是吊顶很低,由于功能的需要,照明设计要求相对简单一些,并尽可能与建筑设计协调;嵌入式格栅荧光灯,安装在吊顶中,可谓恰当地定义这个空间。管理用房的室内装修属明亮、淡雅的色系,为现代办公室轻松的风格,除格栅荧光灯作重点照明外,不求过多的变化; 整个房间吊顶内嵌以为数不多的筒灯调节氛围。
2 车站各种功能照明的控制
设备及管理用房、附属房屋及风道等,设一般工作照明;站厅、站台及通道等,设工作照明和节电照明,其比值为2∶1 ; 站台、站厅及通道等,设广告照明;站台底板下和变电所电缆夹层等,设置24～36 V 安全电压照明。
在照明配电设计时,每个灯具可分步投入。这样,一方面可以根据要求投入一部分或全部的灯光,另一方面也可以节约能源。为达到这一要求, 传统的作法是:工作照明、节电照明和出入口照明等在照明配电箱的分路控制采用空气开关,在车站控制室的控制采用馈电回路外接按钮至车控室模拟屏控制。
为增添照明效果,营造动感气氛,建议车站公共区一般照明可由可控硅箱实现平滑调光。每台可控硅箱拥有若干回路,每路含一定容量的调光回路。
车站的应急照明亦由可控硅箱来进行调光。正常情况下,应急照明由主电源供电,并且根据需要由照明配电室随一般照明一起进行调光。应急情况下应急照明回路跳接至紧急电源侧,使应急照明不经调光硅输出而处于全亮状态。
车站照度标准应按GB 50157 -92 《地下铁道设计规范》( 编者按: 新的《地铁设计规范》( GB 50157 -2003) 已颁布,故应执行新规范中的照度标准) 、GB/ T16275 -1996 《地下铁道照明标准》进行设计,不足部分由其它规范作补充。
照明设计的关键在于提供良好的水平照度和垂直照度,合理布置灯具,降低眩光指数,消除频闪效应。同时还应考虑安装、调试及日常维修的方便。
公共区照明控制采用灯具交叉的接线方式。灯具应均布于三相,以利用三相之间的相位差别, 消除频闪效应。
眩光分为直接眩光和间接眩光。要消除眩光, 有以下几种方法可采用:
① 合理布置光源的位置和照射方向;
② 增加遮挡光源的设施;
③ 合理降低单个光源的照度,以增加灯具数量来保证总照度的要求。照明电源稳定性是保证照明质量的关键因素。
照明设备端子处电压偏差允许值应符合GB 50052 -95 的要求:正常情况下照明灯具端子供电电压偏差允许值为±5 % ; 特殊情况下照明灯具端子供电电压偏差允许值为+ 5 %～ -10 %(远离变电所200 m 以上小面积工作场所) 。
为提高照明质量,荧光灯具设单灯电容补偿器,补偿后功率因数≥0. 85 。为防止高次谐波对无线通信的干扰,荧光灯灯具不采用电子镇流器,均采用电感镇流器。
3 车站附属照明的设置
(1) 立面照明
各个车站建筑都有它的一般性和各自特征。对各个车站的立面照明除如何将它的一般性和特征展现得更有功能性和艺术性之外,应该有意识将出入口的立面和门厅设置更明亮、更具艺术性,使旅客对车站印象深刻。要使人在看到车站外形美之外,更重要的是感受到这种交通形式环境的舒适、运行的迅捷,使人们一出行就想到乘座地铁去“享受享受”。
(2) 广告照明
各个车站广告照明应有其各自的特点。设计时可采用下列方式:
① 用霓虹灯造出商品名称、形状、商标,或勾边、或沿广告形状制造,灯光或长明、或闪烁。有的广告底层尚配以卷地毯式的闪烁霓虹灯衬托。
② 透明广告画、图片等可制成灯箱,在画或图片后面用荧光管照射,使画面色彩透射出来。可采用高显色性的光源。
③ 对不透明广告画面,可用高显色性光源的投光灯照射,将画面的色彩和层次显现出来。
(3) 车站的重点照明
重点照明是为了重点地把主要工作点或主要场所照亮,以适应工作要求,突出功能区,方便工作人员和乘客。其照度应随种类、形状、大小、布置方式而定,同时必须和车站内一般照明相平衡。在选择光源及照明方式时,不能忽视建筑的立体感、光泽及色彩等。重点照明的要点是:
① 以高照度突出工作点,如售、检票口,站台边缘等;
② 以强烈的定向光束突出立体感,如立柱、广告牌等;
③ 利用光色突出特定部位或特有色泽的部位;
④ 用灯具本身、或灯具排列和内部装修协调组合,地铁内商场的某些主要场所或需要造成某种气氛的场所产生富有生气而又热烈的理想光线,从而对商品造成良好的照明效果,使室内产生美感。
(4) 车站特定用途的应急照明
地铁应急照明的设置同样是光环境处理的要点,它包括变电所、通信机房、信号机房、综控室、消防泵房等重要设备用房照明。
在站厅、站台出口以及车站通向站外的出入口处的应急照明,均设置出口标志灯。指向标志灯安装间距不大于20 m , 而且设计应保证人站在车站内任何位置,至少能看到(除柱遮挡外) 一个。照度应高一些更为合适。其原因有以下几点:车站人员密集;旅客对车站疏散路线不一定熟悉;灾害发生时比其余场所更易发生恐慌拥挤,造成事故。
在控制室、配电室等必要部位设安全照明,采用自带蓄电池的应急灯。主要照明熄灭后,应急灯能在0. 5 s 之内亮起来。
4 地面车站光环境的探讨
天然光是人们最喜爱的光源。充分利用天然光已得到共识。地面车站的天然光环境设计需要确定日照时数和采光系统。我国已制定的《建筑采光设计标准》,对采光系数作了规定。根据该标准有关规定,可对地面车站的日间照进行恰当优化。
对于地铁,出于其使用功能或环境要求,也需要考虑夜景照明设计。通过夜景照明弥补或改善车站在日间的形象,进行艺术创造,重塑形象。不同类型的车站应具有其独特的视觉气氛,让人获得感知上的愉悦。设计应着重突出车站有特色或艺术感较强的地方。
在设计之前,首先应确定观察的方向,并从几个方向进行观察。为了设计夜景照明,可把其中一个方向定为主要观察方向,根据主方向决定照明方案。对于下列不同因素,夜景照明应采用相应的表现手法:
① 车站的轮廓。如果车站的外形轮廓比较丰富,那么可以用轮廓灯、霓虹灯管或光纤来勾划车站外形。有时此方法也可与泛光照明配合使用。
② 环境与背景。环境与背景决定着车站立面照明的效果。如果车站周围有障碍物,它可能会遮挡住灯具投射的光线,但它也可以隐蔽工具。如车站附近有水面,如湖泊、河流等,可予以利用。此时,被照明的车站在水中映出倒影,显出情趣盎然。如果车站和环境的背景是暗的,那么只需要比较少量的光就能使车站比背景亮。如果车站附近有其它建筑物在夜间亮灯,此时就需要较多的光线投射到车站上,这样才能产生突出的效果。
③ 屋顶是车站整体形象的重要组成部分,应予以特别的照明表现。建议采用以下几种方法:在远距离设置灯具,同时照亮立面与屋顶;利用邻近的屋顶在近距离设置窄光束灯具照亮屋顶;直接在屋顶上设置小型灯具照亮屋顶。
④ 车站外装修的表面材料、材质、颜色不同,夜景照明的表现方法也会受到影响,一般采用冷光照明。对于拥有大面积玻璃窗及玻璃幕墙的车站,采用内透光的方法更为合适。
通常,车站主立面及主要部位照度应高一些, 照射范围应大一些,而次要部位或非主立面,照度应低一些或照射范围小一些,以达到分清主次,突出主题的目的。以上照明效果的产生,需要适宜的照明灯具及光源。对于投光灯具,其主要参数有额定光通、最大光强、光束角。灯具的最大光强主要取决于光源。光束角不同,有利于的瞄准点不同。窄光束角的瞄准点远,光束利用率高,适用于远距离、大面积的照明;宽光束角的瞄准点达到一定距离后,光强便减弱,只适用于近距离、小范围的照明。设计者可结合自己要表现的对象、照度水平、表现手法及布灯位置来选择灯具。
由于夜景照明的灯具大多设置于室外,环境条件较差,所以选择夜景照明灯具时,在满足灯具的光技术特性的前提下,多选择密闭型灯具。密闭性应达到IP55 以上,此种灯具具有良好的防腐性,能在风霜雨雪的恶劣气候条件下保持正常工作,并具有灵活、准确的双向调节瞄准机械和牢固的锁紧装置,便于安装、调试和维护。
5 结语
随着高技术的不断发展,建筑向智能化、网络化的发展趋势日益明朗。车站作为建筑的一部分也将被高新技术武装起来。例如:通过计算机建立一套自动的能量均衡与调节系统,使地铁光环境处于最佳运行状态;使形态记忆合金用于百叶窗,自动调节太阳光的入射量,以通过高效长寿命的太阳能电池获取照明所需的能源,使取之不竭、用之不尽的太阳能在地铁光环境中得到充分利用;事先根据现有车站的模式、光源与灯具,以及装饰材料、色彩等各种形成光环境的基本因素,构成成千上万种的光环境效果处理方案,贮存在计算机中,使设计者可随意选择,并根据意愿进行修改,光环境的设计将更加得心应手。
目前,在许多城市环境照明建设中存在着很普遍的光污染的现象。因此,必须在利用资源、注重环境下人的视觉感受、建设高质量与高节能的“ 绿色照明”工程的原则下,光环境才能真正成为构筑城市文化的有机组成部分。
参 考 文 献
1 J GJ/T 16 -92 民用建筑电气设计规范
2 GB/ T 16275 -1996 地下铁道照明标准
