某写字楼泛光照明设计.doc
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1、写字楼泛光照明设计 摘要:现代超甲级写字楼建筑的泛光照明的目的,是提升写字楼建筑的文化品位,美化城市环境,以表现繁华都市形象和优美舒适的办公环境为主题。其外墙灯光运用各种现代照明技术和艺术形式,创造出新颖、舒适和别具一格的建筑夜景景观。夜间的城市景观不断通过照明设计赋予城市夜景另一种生命。而赋予城市建筑夜间生命的是建筑物整体景观照明设计,利用不同的照明设计手法表现建筑物结构与外观造型美;体现出现代建筑结构力学和美学的结合。真正夜景照明设计是一种超越了单纯照明功能而步入灯光环境艺术领域的学科。目 录写字楼泛光照明设计11 前言32 泛光照明基本理论32.1泛光照明定义32.2泛光照明的设计原则4
2、2.3设计步骤52.4标准72.4.1照度标准72.4.2光源、灯具的选择82.4.3照度计算92.4.4照度维护系数93 某写字楼泛光照明设计103.1项目介绍103.2设计要求103.3具体设计113.3.1设计思路113.3.2灯具设计与安装153.3.3照明控制系统设计163.3.4照度计算183.3.5照明安全设计说明183.4安装施工过程204 总结23参考文献231 前言随着我国城市建设的不断发展,人民经济、文化和物质生活水平迅速提高,城市夜景照明得到蓬勃发展,已成为城市建设的一个重要组成部分。而灯光对于一座建筑的价值,就如同形象对于一个人一样重要。现代建筑的表现,灯光环境占有非
3、常重大的意义,于是有关灯光就是建筑的灵魂的概念日益被人们认可,并已将灯光的设计规划置于建筑设计、总体规划的宏观角度来允照。商业化城市给人的感觉是繁忙且富有现代化气息,夜间的城市景观不断通过照明设计赋予城市夜景另一种生命。而赋予城市建筑夜间生命的是建筑物整体景观照明设计,利用不同的照明设计手法表现建筑物结构与外观造型美;体现出现代建筑结构力学和美学的结合。真正夜景照明设计是一种超越了单纯照明功能而步入灯光环境艺术领域的学科。我们正是立足于这一设计思想,运用灯光这一空间的第四要素,将“夜景照明”提升为“夜景美化”,充分运用各种现代照明艺术形式及控制技术,创造出新意的建筑夜景景观。2 泛光照明基本理
4、论2.1泛光照明定义泛光照明是一种在夜间体现建筑物轮廓,表现建筑物的感染力的艺术照明的手段1。它根据建筑的造型、结构、色彩;建筑周围的环境;建筑的功能用途及建筑主人的要求;施工安装的合理性;使用运行的成本经济性等因素,运用各种照明方法、手段,充分利用各种类型灯具的特性,以室外的泛光照明灯具为主,结合其它艺术照明灯具,或利用室内照明的内透光,通过光的色彩、明暗、动静对比,在夜色中,即要突出建筑本身的特色和风格,又要使其展现出与白天不同的形象。现代的建筑泛光照明,它必须是一个综合的完整的考虑。早期的建筑立面照明中较多地运用泛光灯具。而近年来的新兴建筑,开始强调与人的亲近度,开始提高其开放度与透明性
5、,幕墙技术同时有了许多新的发展,欧洲国家中已开始广泛采用内光外透的形式来强调建筑乃至幕墙的节点,并更多表现建筑的标志性特点。从20世纪80年代左右开始,泛光照明逐渐在中国成为一种新兴的时尚。但当时对泛光照明的理解仅仅停留在一个“亮”字上。简单的采用几个大功率投光灯,以立杆或悬挑的方式对一座建筑物进行照明,不求细节,但求全亮的处理方式成为当时的泛光照明的主导思想。这是由于当时的建筑外立面多数是封闭式的结构,材质也以石材为主。这样的处理手法虽然略显粗糙,但也不失为一种简单而有效的手段。但自从90年代以来,建筑的外观结构和使用的材质发生了明显的变化,因此泛光照明也必须随之调整,不再是简简单单的照亮就
6、完成一种公式化的任务,应该更多的赋予泛光照明一种艺术的表现力,通过对建筑的理解,针对其特点进行艺术化的渲染,从而达到增强其感染力的目的。简言之:泛光照明的目的不是为了照亮而照明,而是为建筑服务的一种手段和表现形式。2.2泛光照明的设计原则照明有丰富的表现力和很大的灵活性,发挥好这一特点,可以创造出丰富多彩的照明效果。同时,泛光照明做为一种技术手段,自然存在着内在规律,只有充分了解这些规律,掌握必要的设计原则,才能在设计中合理地使用表现手段,创造出满意的效果2-4。(1)了解建筑泛光照明是夜晚在建筑物基础上所进行的再创作,通过照明来展示和强调建筑的特殊部分,从而形成一种新的建筑形态感觉。所以,在
7、设计之前,必须全面了解建筑的有关情况,包括建筑的使用功能、社会背景、历史地位、建筑风格、结构特点、表面材料、周围环境等,必要时还应向建筑设计者了解其设计构思,做到对建筑物有深刻完整的理解。(2)重塑形象我们所熟悉的建筑形象是自然光下的效果,而夜晚用灯光照明时会产生很大的不同,自然光是指向性很强的日光和天空漫射光的组合,前者呈暖色调,后者则偏冷,日光从上向下照射建筑物,它产生的阴影被漫散光柔化,同时厂一天之中,日光照射角度时刻在变,建筑物给人的形态感觉也将随之变化,而泛光照明中灯光投照方向是固定的,光强和颜色也和自然光有差别,所以,泛光照明不可能也没有必要去追求再现建筑物在自然光下的形态.而是应
8、该充分发挥照明本身的特点,重新刻划塑造建筑的形象,建筑物只是为我们提供了一个素材,如何展示建筑、展示建筑的哪些部分,创造何种建筑形态,则要依赖照明设计者的功力和素养。(3)创造特色建筑物泛光照明的基本目标是创造完美的造型立体感,反映出建筑的艺术风格和功能特点。不同类型的建筑应具有独特的视觉气氛,让人很快地知晓它的功能,获得感知上的快悦;同时,每座建筑又都溶进建筑师的独特构思,照明设计对此应予以恰当的表现,以使夜景环境丰富多彩,充满活力。(4)通盘考虑设置泛光照明时要考虑节能问题,采用高效照明器具,选择节能有效的照明手段.并设置分级控制。此外还要考虑眩光控制、电气安全,便于维护等方面的问题2.3
9、设计步骤设计泛光照明时,首先要尽可能全面地收集各方面的资料并予以分析,进行形象构思。在此基础上进行具体的技术设计5-6。(1)考虑环境考查设计对象周围建筑、道路、绿化、广场、水面等的情况。处于诚市中的地理泣置和地形情况,据此研究最佳视点位置和视线方向以及视距。(2)构思建筑的夜景形象分析对象的建筑风格和特点,依据建筑的造型、体量、饰面材料、纸部装饰等.确定照明重点。形成夜景形象的初步构思。(3)确定照明水平建筑立面亮度是最直观的泛光照明标准。(4)确定灯位根据自己的设计原则及表现手法,为达到自己理想的照明效果,确定设置灯具的位置。1)建筑立面为平面时,灯具应位于建筑物的斜侧方,光束应倾斜入射到
10、立面上。以利于表现饰面材料的质感,主投光方向与主视线方向之间的夹角以4590之间为宜。若立面有较深的凸凹部分时,角应大于60。如果表现立面上的装饰结构,角应取510,并配以大量的散射光。请见附图2。2)建筑立面为弧形时,为了正确表现建筑的形态,在横向曲面上的亮度变化应是连续的,在竖向上,亮度要大致相同。一般围绕建筑设置二至三个投射点,并尽可能使光束自下向上投射,自下而上形成一条连续的光带。3)被照明对角为立方体组合时,投光灯应布置在其平面对象线的两侧,以便在相邻立面上取得适度的亮度对比,从而加强建筑的立体感。如果建筑体量较大,需要沿建筑分散设置多台灯具,那么,就需要视野所及的所有灯具的投射方向
11、要一致。4)如果立面上存在线条结构,则应该用光影来表现出这些线条。若是垂直线条,灯具可设置在左右两侧;若是水平线条,灯具应沿一条基准线设置,以上两种情况,都应避免产生宽深的阴影。如果建筑物带有平台,挑檐等遮光部件,并且投光灯又不能拉开很远,这时就需要设置辅助照明,以弱化和消除阴影。(5)选择光源灯具并确定其数量投光灯具的主要参数有额定光通,最大光强,光束角。灯具的最大光强大小,主要取决于光源。光束角不同,有利的瞄准点也不同,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,光强便减弱了,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
12、水平,表现手法,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,具有良好的防腐性,能在风霜雨雪的恶劣气候条年下保持正常工作,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,维护。(6)计算照明度计算分两步进行: 1)用流明计算法,估算投光灯台数一般常用的计算公式是:N=EA/UFKF式中:E:水平平均照度Lx;A:被照面积m2;UF所用灯具的利用系数,通常取0.30.5; K:减光系数,一般取0.50.8; F:灯具的光通量Lm;N:投光灯台数。 2)用逐
13、点计算法来核算照度:逐点法的原理,是利用反平方定律,En=I/D2;从而求得En=I/D3;Er=ID=,=,=arctg(Z/X),=arctg(Ycos/X),D投光灯至计算点的距离;光轴与地面夹角,其值等于灯具仰角;P点在XZ坐标系的投影与地面夹角;X计算点的横坐标至原点的距离;Y计算点的纵坐标至原点的距离;Z计算点距灯具的净高;计算点光线与光轴的纵向夹角;计算点光线与光轴的横向夹角;I投光灯射向计算点的光强Icd;EnP点的法线照度;EhP点的水平面照度;EvP点的垂直面照度。在夜景照明的技术设计和施工设计中必须用逐点法进行计算,由于逐点法要处理的数据量极大,所以多采用CAD设计。在3
14、DS空间中建立建筑立面的模型,并确定灯位及仰角后,当设计者要求核算某灯具在建筑立面上某一点的照度时,计算机可根据该点在3DS空间所处的坐标,自动确定X,Y,Z;并算出,值,设计者可根据此,值在自己选择的该灯型的等光曲线上,找出投光灯射向该点的光强,从而算出该点的水平照度Eh。同理,也可算出其它灯具在该点的水平照度Eh。经统计后乘减光补偿系数K,得出的值,即为该点的实际照度,用此法也可求出此立面上其它各点的照度。经设计者审核后,若照度不均或不能满足设计者要求,可通过调整灯位及仰角,增减或改换灯具及光源的方法修改设计。以达到满意效果。(7) 设计电气线路、控制方式及施工图,投资概算2.4标准2.4
15、.1照度标准泛光照明中有关的技术问题照度标准目前,中国尚未制定城市建筑泛光照明的设计标准江,召等推荐了的照度标准可以做为参考,考虑到国内的环境污染、光源灯具质量问题,有人也推荐了适于国内情况的标准,见表2.1所示。表2.1 建筑泛光照明照度标准表面材料反射系数(%)周围的状况明暗照度(Lux)明亮颜色的大理石白色或乳色的粗陶材料白色石膏抹灰墙708015050混凝土浅色石灰砂浆勾石缝明灰色石灰石4570200100稍浓灰色石灰石砂石2045330150普通红赤褐色砂岩黛色石板瓦浓灰色砖10205002002.4.2光源、灯具的选择在泛光照明工程设计中,光源的选择非常重要,设计者应通过各种光源的
16、色表、显色生等光谱特性和色调来实现设计者的要求和达至一定的照明效果。不同的光源具有不同的光参数和色彩,各灯具生产厂家都备有灯具光电参数图表。设计中应优先选用配光合理、眩光限制好,效率较高的灯具:灯具的效率大致不应低于55%,灯具上均应带玻璃罩,有的可带格栅或挡光板。灯具应具有良好的密闭性,达至日IP55;具有良好的防腐性,能承受雨、雪、有害气体的腐蚀;具有灵活准确的双向调节瞄准机构和牢固的锁紧装置;具有较小的体积和重量;灯箱和支架应便于安装维护。在泛光照明工程设计中,窄光束投光灯具光束集中,投射距离较远,适用于高层建筑的泛光照明。宽光束投光灯具照射面广,亮度较均匀,适用于多层建筑的泛光照明,大
17、功率的投射型宽光束投光灯适应于大面积立面的高层建筑泛光照明。见表2.2。表2.2常用泛光灯具2.4.3照度计算(1)计算需要的光能量,这要根据规定的平均照度,计算全部光源能提供的光通量,依据求出的光源总光通量就可确定合适的灯具数量。(2)计算灯具需要提供的轴向光强,目的是据此选择其光度特性能达到设计照度要求的灯具。(3)投照面积核算。2.4.4照度维护系数影响泛光照明照度衰减的因素主要有以下几个方面:(1)光源光通量的衰减;(2)空气对照度装置的污染;(3)雨水、大气对照明装置反射面等部位的腐蚀。建筑泛光照明的照度维护系数,不仅要涉及到光源光通量的衰减情况,而且还要考虑建筑所处的环境,泛光灯承
18、受污染的性能以及清扫维护周期等因素。一般污染环境照明装置,设计时常取维护系数值为认80.9,如果空气污染严重或者不能定期执行维护计划,设计计算时维护系数取0.7,甩以补偿光通量的损失,见表2.3。表2.3 国内外室外照度维护系数及照明装置清扫周期标准规范或指南名称维护系数和清扫周期维护系数清扫周期(次/年)我国0.72国际照明委员会室内照明指南0.6前苏联天然采光和人工照明设计规范0.66-0.762美国工业照明国家标准0.7-0.753 某写字楼泛光照明设计3.1项目介绍该写字楼位于成都市某个繁华街区,有16层,前后共三个建筑,前面作为主写字楼,以简约的照明手法强调建筑线条的美感及层次感,通
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