案例

中照照明奖:通州区温榆河桥道路照明

北京市市政工程设计研究总院 2011-10-12 1502

摘要:通州区潞苑北大街温榆河桥“高歌”的设计灵感来源于白天鹅曲颈高歌的优美姿态,其单塔拉锁的结构形式犹如一只正游弋于水面之上的白天鹅,而桥墩的结构又恰恰像天鹅游水时所激起的层层浪花,描绘出了一幅天鹅在湿地湖面中游弋高歌的场景。在对大桥夜晚的照明设计构思中,本着突显大桥雄伟气势的原则,使用投光灯与LED等多种灯具相结合的手法,并采用遮光罩,调整投光灯角度等方法,避免光线对周边环境及大气的污染与破坏。

  本案例为第六届中照照明奖三等奖作品

  中照照明奖:通州区温榆河桥道路照明工程图纸

  一、项目基本情况

  工程项目名称:通州区潞苑北大街温榆河桥工程

  申报单位:北京市市政工程设计研究总院

  设计单位:北京市易禾永颐环境艺术设计有限公司

  主设计人:王国彬

  施工单位:泛华建设集团有限公司

  业主单位:北京新城基业投资发展有限公司

  二、项目简介

  曲颈高歌

  ——通州区潞苑北大街温榆河桥工程桥型方案及夜景照明设计

  河的两岸,因桥的出现而彼此相连,才真正拥有了:“岸”的内涵。

  河流、河岸和陆地因桥而互为比邻、浑然一体。

  人与环境,通过了桥的沟通与连接,达到“景”、“意”共融。

  一、地标

  本案位于通州温榆河的上游,是朝阳、顺义、通州三区交界的交汇点,比邻通州最大的生态商务园区。大桥全长419米,今后不但是通向通州的门户,而且是连接温榆河两岸以及通往商务园区的重要交通枢纽。

  二、定位

  由于专案特殊的地理位置,设计之初,设计团队实地考察了大桥所在的周边环境,就桥体所处地区的历史背景,及本身的建筑结构特点,进行了深入的研究与探讨,最终确定了桥形结构设计与照明同步进行设计。在功能结构合理的同时,强调其景观效果,达到结构力学与视觉美学的统一。使大桥能够体现出泛生态商务园区的理念与精神,暗合通州特有的地域文化特色,使本案成为体现新通州精神乃至整个北京地区的标志。

  在充分考虑岸上、桥上、车行、步行乃至水上通航的船上等不同人群的观看范围后,根据桥梁建筑不同的功能空间要求,设计了与桥体主体形象、风格相互联系的栏杆等功能元素,并且,在照明上制定出不同的设计尺度比例,使人们无论是在远距离遥看,还是近人尺度以内的观看,都能够感受到桥体造型所带来的视觉美感和精神意向。

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  三、建筑与灯光的完美统一

  “高歌”的设计灵感来源于白天鹅曲颈高歌的优美姿态,其单塔拉锁的结构形式犹如一只正游弋于水面之上的白天鹅,而桥墩的结构又恰恰像天鹅游水时所激起的层层浪花,描绘出了一幅天鹅在湿地湖面中游弋高歌的场景。这些都充分体现了“生态”的理念,并与通州商务园的生态主题相呼应,使之真正成为泛生态商务园区的标志。

  在对大桥夜晚的照明设计构思中,本着突显大桥雄伟气势的原则,使用投光灯与LED等多种灯具相结合的手法,并采用遮光罩,调整投光灯角度等方法,避免光线对周边环境及大气的污染与破坏。

  四、环保节能

  在灯具及设备的选用上,出于节能环保的考虑,我们对于桥体的照明全部用了高光效、低能耗的光源、电器,并且在桥体主要景观部分采用先进的LED灯具,其使用寿命可达80000小时,并可保证5年免维护。

  让我们将协作、进取、生态、文化之美凝聚于一体,横越于温榆河水之上……

  三、项目详细路线

  1、详细的照明技术指标(包括光源、灯具、功率、数量、用电量及照明效果):

  北京市通州区潞苑北大街温榆河桥桥全长425.06m,桥面总宽48m,桥塔高75m,其中上、下行机动车道宽15m,路两侧的非机动车`道各宽3m、人行道宽2m。在每侧机动车道与非机动车道之间设有4m宽的隔离带,两条隔离带中分别固定了10条斜拉索。就此桥特点将照明区域分成了5个部分:桥塔、塔翼、桥栏杆、桥外侧檐板及桥腹。5个照明区域的电源来自装设了ABB照明控制系统的6面配电箱, 6面配电箱由网桥相连并引至总控室,由总控室设定的各种控制信号通过信号线对不同灯具进行不同时段、不同方式的控制。桥塔与桥翼组合成为一只巨型天鹅,鹅的头部用400W、6000K色温的金卤泛光灯照亮,照度为300Lux,塔身由高压钠泛光灯照亮,照度为250Lux,塔翼造型为天鹅羽翼,用5000K金卤泛光灯照亮,照度为250Lux,羽翼上方用蓝白变色的大功率LED洗墙灯展现动感,照度为200Lux。为了突出天鹅的壮观,没有独立刻画斜拉索的照明,只利用环境光使其隐约体现。栏杆利用LED条形地埋灯与LED地埋方形灯照亮,照度为100Lux。整座桥明暗交替,使桥体造型结构更富层次感。

  温榆河大桥LED照明系统采用TCP/IP协议,并经过信号传输优化处理,使整个LED照明系统里连接的设备更多且连接的距离更长,传输控制协议使LED照明系统的控制质量和可靠性更高;双向通讯使设备的远程监测和控制更有效,使大桥LED景观照明控制系统更具稳定性。

  LED发光芯片:1W (RGB)发光芯片6480颗

  温榆河大桥LED景观照明控制系统特点:

  (一)模块化设计:电路设计按功能分成不同的模块,每个模块之间只需要极少的联系,极大地提高了系统的稳定性、可靠性。

  (二)先进的扫描技术:显示部分被分成不同的单元,独立进行扫描,每个单元之间的信号传递采用信号锁存技术遵行同步控制,显示的稳定性大大增加。

  (三)精心设计的通信接口技术:通信距离可达1000米,可以抗击±1 5KV的静电放电冲击,Rs一422专用设计接口,极大地提高了系统通信的可靠性。

  (四)显示色彩:

  1)亮度深度可以达到 1024级;

  2)色彩调整能力R、G、B各256级独立调整;

  3)显示频率可达85Hz;

  4)100级亮度调整,16级无灰度损失的亮度调整功能;

  5)自检测功能在系统中的各控制器都可做到对输入接口信号的检测(指示灯报告);

  6)支持用户自行配置屏体信息;

  7)供电方式DC24V/AC110V-220V;

  8)支持远程控制,串口通讯

  ABB智能控制系统完成了时间控制的一致性,消除了供电系统的时间误差,保证了LED动画场景变换质量与其它灯具的可靠开启与关闭。智能控制系统的应用,可靠地控制了不同场景的停启。桥体照明在宏观上分为重大节假日场景、一般节假日场景、平时场景;

  重大节假日时所有灯具全部开启,前半段整座桥的照度及亮度达到设计饱和数:桥塔的照度为250Lux,塔顶照度为300Lux,塔翼照度为250Lux,其它装有灯具的地方:栏杆照度为100Lux;桥腹照度为100Lux;桥侧外檐壁照度为150Lux,栏杆与檐板光色不同。后半时段在ABB智能控制系统的控制下,照度及亮度将下降20~30%。

  一般节假日时,将关闭桥腹照明,其余的灯全部开启,桥塔的照度为250Lux,塔顶照度为300Lux,塔翼照度为250Lux,其它装有灯具的地方:栏杆照度为100Lux;桥侧外檐壁照度为150Lux,栏杆与檐板光色不同。后半时段在ABB智能控制系统的控制下,照度及亮度将下降20~30%。

  平时,只开启栏杆照明,照度为100Lux;后半时段在ABB智能控制系统的控制下,照度及亮度将下降20~30%。

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  2、照明设计理念、方法等的创新点:

  (一)设计理念

  夜晚景观效果的处理上,为了更好的突出其主体结构,我们运用了冷暖光色本身的特性,进行了合理的搭配组合,在夜晚完美的展现了大桥“曲颈高歌”的姿态,达到了光与建筑的完美统一。同时使其在夜间焕发出的璀璨光芒,来彰显大桥的地标性作用。

  (二)非标特型灯具与桥体外形装饰的一体化

  为了保证大桥的白天和夜间的景观效果,在桥体的夜景照明设计中,70%以上的灯具采用了非标特型灯具,设计团队结合桥体各个部位不同的结构特点,将桥体外装修与灯具进行了统一设计,最终完全达到了灯具与建筑结构的紧密融合。

  (三)桥梁结构的特殊性所带来的耐久挑战

  为了解决桥体共振给灯具带来的破坏性影响,设计团队在非标特型灯具的研发过程中,进行了多次实验。最终,特型灯具采用了与定制的外壳体结构相结合的方式,从而平衡了白天景观效果、夜晚照明效果和使用耐久性等多方面的要求。

  (四)桥梁结构的特殊性所带来的耐久挑战

  为了解决桥体共振给灯具带来的破坏性影响,设计团队在非标特型灯具的研发过程中,进行了多次实验。最终,特型灯具采用了定制的特殊壳体结构,从而平衡了白天景观效果、夜晚照明效果和使用耐久性等多方面的要求。

  3、照明设计中节能措施:

  1)在南环大桥景观照明设计中,展现大桥主要建筑部位的灯具几乎全部选用了耗电低的LED(50%以上的灯具)高光效的光源,在桥腹则少部分采用了T5日光灯等光源及气体放电灯,此类光源性能稳定、环保、长寿,特别是LED光源的使用寿命可达到80000小时,5年内免维护。在灯具电器的选择上,采用了节电的电子式镇流器,不但自身耗电量小,而且有利于ABB智能控制系统按时进行调压节电控制。经计算类比后,现有大桥照明方案比采用传统照明方法进行照明(如要达到近似照明亮度效果),要节省20%以上的电力能源。

  2)灯光控制系统采用ABB智能照明控制系统进行集中监控及控制。其优点在于定时对日光灯和气体放电灯进行调光,可节电20%~30%;此系统还对电网冲击电压和浪涌电压起抑制作用,延长灯具寿命。其优点还在于对每相的控制采用预置信息独立存贮,当系统中某一线路出现故障时,可马上检测出故障点及故障性质并进行保存,有利于故障排除,节省人力、物力及时间。

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  4、设计中使用了哪些新技术、新材料、新设备、新工艺:

  (一)此项目采用了照明与桥体外装饰设计一体的设计手法,灯具外壳与桥体装饰材质完全一致,使桥体达到了灯具与建筑结构的紧密融合。

  (二)此项目的设计理念是节能与亮化美观为同等重要,在材料即灯具的选择中,几乎选定的全是节能、安全、耐久、光效高的光源。

  (三) 智能控制系统巧妙的将LED照明系统及ABB控制系统结合在了一起,使之在完成场景控制的同时,此套控制设备还可自如地控制灯光的停启时段,为灯光同步变换提供了可靠的条件,还可滤杂波稳电压,为灯具创造了高质量的工作环境,可使灯具延长寿命。

  5、照明设计中使用了哪些环保安全措施:

  1)在设计中,充分考虑了光污染问题。在选择灯具时为了节电降耗和消除眩光污染,尽量选用了耗电低的LED、T5日光灯等高光效光源。整座桥基本做到了见光不见灯,气体放电灯,将其安装在了人眼无法直视光源的位置,羽翼上方安装槽内的金卤灯特定了防眩光栅,塔身的高压钠灯和金卤灯,其安装高度在2.5m以上,照栏杆的LED地埋灯安装在了栏杆外侧,巧妙地利用栏杆作为防眩光隔栅,避免了行人直视光源。

  2) 在设计中为强电线路设置了ABB智能漏电保护装置。当有故障发生时,此装置可及时切断电源,通过中心显示器指出故障点并能记录故障数据,同时发出报警信号,给值班人员提示。

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