遵义市湄潭县天壶公园及浙大广场夜景照明设计

2013-09-16严永红

照明工程学报 2013年1期

严永红喻泉

(1.重庆大学建筑城规学院，重庆 400045;2.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400030)

1 引言

随着城市建设的发展与经济水平的提高，城市夜景照明已成为丰富市民夜间生活、展现城市夜间魅力的重要手段之一。我国沿海发达地区的夜景照明起步较早，经过多年的建设已初具规模，但一些偏远地区由于经济相对落后，夜景照明发展缓慢，许多小城市的夜景建设更是刚刚起步，还停留在“拉轮廓灯”的水平上。

遵义市湄潭县属西南地区典型的山地小城市，为提升城市形象带动经济发展，于2010年开始分期进行照明设计。通过现场调研，对城市形态、平面布局及照明载体进行分析，一期以桥梁、人群活动密集的广场、县政府大楼、汽车站、滨江凉亭等位于重要节点的建、构筑物作为照明设计对象，旨在点亮城市，为市民提供夜间公共生活所必需的照明，提高市民出行的安全感和幸福感;二期以地标性建筑、当地茶文化代表的天壶茶文化公园，具有历史文化底蕴的浙大西迁广场以及政府新区作为重点进行照明设计，旨在提升市民夜间生活品质、形成湄潭县夜景照明特色。

2 项目简介

2.1 项目概况

湄潭县位于贵州高原北部，是遵义市东部地区中心城市，县域政治、经济、文化中心。县内森林覆盖率达44.68%，城中湄江穿城而过，为国家级生态示范区。湄潭县盛产优质茶叶，是我国著名的“茶乡”。“天壶茶文化公园”为国家AAA级旅游景区，是“贵州十大魅力景区”，位于公园山顶的“天下第一壶”宾馆，建筑面积5000余平方米，壶高73.8米，壶身最大直径24米，是目前世界上最大的茶壶实物造型建筑，也是遵义市的标志性建筑。湄潭县城区人口约11万，城市活跃度较高，夜间人群活动形式多样。

2.2 照明载体现状

湄潭县主城老城区建筑以老旧多层住宅为主，且即将进行外立面改造。除天壶宾馆外，目前已建成的高层建筑仅一栋。大部分建筑载体风格单一，缺乏特色;但“天壶茶文化公园”风景优美，内有多个颇有特色的仿古观景亭，城中有数座造型优美的桥梁，茶香广场、浙大广场景观优美，为城市夜景提供了良好的载体。

3 设计背景

湄潭县夜景照明设计应充分反映出“中国茶城”、“生态湄潭”的特色，故对照明方式、照明品质、照明节能的要求远高于我国西部地区一般中小城市。设计者从照明规划的宏观角度出发，先对县城进行亮度分级再进行单体照明设计。以人群活动轨迹、密度而不是载体性质、美学价值来确定照明节电及区域照明亮度，如图1所示。对于远离城市中心、人流稀少的县政府行政大楼等建筑，尽管载体相对较好，但仍将其亮度等级降低，由此至市中心则亮度逐渐增大。

图1 人群活动轨迹与亮度关系示意图

项目初期，当地居民对夜景的认识仅停留在“五光十色、动态跳闪”的阶段，甲方也曾对温和、看似平淡的设计方案提出过质疑，担心其背离了当地民众的审美习惯而不被接受。通过与甲方的多次沟通，设计者对当地文化有了更深入的理解。在充分尊重当地审美习惯的基础上，以一期项目为试点，运用黄、白光作为主要光色，局部以动态慢闪的LED星光灯 (浅蓝色)加以点缀，使公众逐渐接受静态、素雅的色调。在对桥梁等大型构筑物进行照明时，设计亮度略高，使公众易于接受 (过渡)。一期项目建成后，其创新的设计理念、专业技术手段的运用显著地影响和改变了当地民众对城市夜景照明的固有看法。在此基础上，二期设计大胆降低了整体照明亮度，并在夜景画面中“留黑”。

4 天壶公园照明设计

天壶公园位于湄江河畔，又名“火焰山”。其主体建筑天壶宾馆以其具象、夸张的“茶壶”造型入选上海吉尼斯世界纪录。“天下第一壶”不仅是湄潭的地标性建筑、茶业发展的标志和茶文化的代表，甚至被当地民众誉为“城市的骄傲”。

为凸显天壶公园的重要性，甲方曾提出是否可将山体植物层层照亮，以烘托“火焰山上煮茶”的气氛。考虑到节能环保要求，经沟通后，甲方欣然接受了设计人提出的“背景留黑”的想法，最终实施方案仅选择了天壶宾馆、公园中造型较优美的数个亭子和沿江35棵树木进行重点照明，大大降低了照明总能耗，减少了光污染。

4.1 规划亮度分级

本次规划中将亮度划分为四个相对等级，最高为4、最低为1。由于湄潭县地形、地貌及大气状况与重庆地区许多小城镇相似，贵州省无相应的夜景规划设计规范，国家规范亦在送审中，故本次设计采用了重庆市地方标准《城市夜景照明技术规范》(DB50/T234—2006)［1］中的有关规定。同时，考虑到县城在本次规划之前夜景设施较少，天空背景较暗，为保护其“生态茶园”的文化特色，设计亮度在重庆地方标准的基础上再降一级，特规定亮度分级为:4级的对应亮度绝对值 (维持值)为15cd/m2，3级、2级、1级对应的亮度绝对值分别为10cd/m2、7.5cd/m2、5cd/m2，各建筑单体、景观节点亮度等级见图2及表1。

图2 天壶公园亮度分级示意图

表1 天壶公园照明亮度等级

4.2 非常规载体的处理

耸立在县城火焰山上的“天下第一壶”总占地面积约六万多平方米，体积为二万八千多立方米。天壶宾馆是天壶公园乃至整个湄潭县城的中心与制高点，如何用合乎逻辑的设计手法，来处理这一当地具有普遍认同感、但同时又是非常规的载体，是设计的难点之一;如何在灯具安装位置受到严格限制的而照明对象体量巨大条件下展现茶壶的真实色彩与机理，则是设计的另一难点所在。

对天壶宾馆的照明，采用了看似最平常的投、泛光，以低调、平和却不失细腻的手法来表现这个巨型的“紫砂壶”，使之不过于突兀。在灯具安装位置受到严格限制的条件下，采用分层次泛/投光照明，通过精确控光及经特殊处理的光源，恰如其分地表现出“紫砂壶”的温润和微妙的光影变化。此外，很好地解决了成本投入与质量控制间的矛盾。

4.2.1 灯具安装限制与精确的灯具配光控制

由于天壶宾馆已建成，为避免重新铺设线路对建筑表面造成破坏，因此，灯具安装位置被限定在已有线路的裙房基座平台四角上。泛/投光灯具的安装受到了很大限制，裙房基座平台 (屋面)原有14套特制亚克力庭院灯，尽管表面破损，光线暗淡，但由于灯具上印制了名家咏茶诗词，甲方希望保留，同时要求新线路的敷设必须在原线路位置上。由于无法拆除原有灯具，新的泛光灯具支架不能利用原有灯座基础，如在屋面其他位置安装，由于屋面局促，会影响通行及白天景观效果。为解决这些问题，设计了一款轻便灯具支架，嵌套在原有庭院灯外，灯架采用特殊固定方式，既不破坏屋面，又有足够的强度支撑重量可观的泛光、投光灯具。

另一设计难点在于由于建筑外表面积大、外形复杂、曲面变化丰富，建筑高度达73.8米，处理不好极易出现明暗不均的“花脸”现象。如全部采用大功率投/泛光灯具，被照面易出现过亮、缺乏层次等问题;而采用小功率灯具又无法解决建筑上部照明。经反复试验，确定了分层次照明方案:如图3所示，用小功率灯具解决建筑下部照明，中、大功率灯具解决建筑中、上部照明;由于灯具安装位置受到了严格的限制，而异形建筑外表面各部分所需要的光强度、光分布都不相同，为保证照明效果，针对每套灯具的配光进行了深入的研究。经计算模拟、实验室模拟、现场模拟三个环节，根据实验结果，与厂家配合对灯具配光进行了二次加工调整，最终实现了精确控光。形成了投光准确、明暗有序、光影变化微妙、立体感强的夜景效果。

图3 天壶宾馆立面照明图

4.2.2 建筑表面材质的色彩畸变与光源光谱选择

图4 色彩还原实验室实验

建筑表面材质为绛红色仿紫砂涂料，为保证能真实展现建筑色彩，设计方用外形相似的紫砂壶进行了模拟试验，如图4所示。通过在同一光照强度下采用不同种类、不同色温的人工光对紫砂壶进行照射，试验发现不同种类、不同色温的人工光投射到建筑表面上，由于其光谱成分的差异，与涂料叠加后，易出现色彩畸变现象;通过反复试验比对，在多种光源中寻找到了能较真实还原涂料色彩，在一定的照射强度、照射范围内不易产生色彩畸变的特定光源 (色温4200K的陶瓷金卤灯光源)，其后现场试验的结果与实验室试验吻合较好，如图5所示。

图5 色彩还原现场实验

4.2.3 亮度控制

试验还发现，同一色温、不同光照强度亦会对建筑外立面色彩产生影响，亮度过高会影响建筑立体感的表现，对建筑外表面材质的色彩还原产生干扰，加重色彩畸变;但天壶宾馆又处在城区最高点，必须有足够的亮度才能满足全城各视点的视看要求;经大量实验室试验和现场亮度试验对比，通过严格限制建筑周边景观照明亮度，以暗背景来反衬建筑立面，最终以色彩还原好的低亮度来满足了地标性建筑照明要求，如图6所示。

图6 亮度对比实验室实验

4.2.4 技术指标

为保证照明质量及效果，天壶宾馆所用灯具均为国产及进口名优产品。天壶宾馆的总用电负荷为10.8kw，项目完成后进行了现场实测，壶顶最高亮度仅9.82cd/m2，建筑外立面照明平均功率密度值仅3.1w/m2，仅相当于规范限值的35%，远低于一般的地标性建筑。立面功率密度值详见表2，亮度测量值详见表3。

表2 天壶宾馆立面功率密度值 (单位:W/m2)

表3 天壶宾馆亮度测量值 (单位:cd/m2)

4.3 节能措施

4.3.1 降低背景亮度，加大亮度对比

明确划定夜景禁照区，在该区仅设置功能性照明，有效地降低了全城天空亮度，节能效果显著。整个天壶公园的照明中，将山体划定为禁照区，不对植物进行照明，以避免光照对植物昼夜节律造成影响;对道路及沿江35棵树的进行照明，完善功能性照明，保证夜间出行安全。通过大面积的留黑，为建筑营造出暗背景，使表面反射率低、亮度低的主体建筑也能满足地标性建筑照明的要求。

4.3.2 多种照明方式结合，突出建筑特色

充分考虑各建筑载体风格、表面材质特征，综合运用多种照明方式，针对表面反射率低的建筑，以低功率的LED壁灯等替代投/泛光照明;注意突出有特色的局部，弱化整体照明，显著降低了照明能耗。

4.3.3 采用高效节能灯具，降低能耗

严把质量关，全部选用了高效节能的光源与灯具，大量采用国产名优LED灯具。开发出可精确控光的特殊灯具，减少了杂散光，在保证夜景照明效果的前提下，大大降低了照明能耗。

5 浙大西迁广场照明设计

浙大西迁广场是为充分展示浙大“文军长征”的办学历史及其重要意义，弘扬浙大百年“求是”精神，颂扬湄潭人民与浙大的鱼水情深而建。广场面积约为12174 m2，位于其东北角的文庙是浙江大学西迁贵州时的办学地点之一，现为全国重点保护文物。

5.1 亮度分级

因广场周围暂无夜景照明，背景亮度低，因此，广场整体亮度可相对降低;同时，考虑到广场的性质，柔和、低调的广场照明更能表现其特性，故将广场亮度等级定为1级 (≤5cd/m2)。

5.2 自行研发刻花投影灯

考虑到浙大广场人流量大，普通庭院灯、地埋灯易受到破坏，不及时维护易出现安全隐患。为此设计了灯杆高度达5米的特制刻花灯具，在提供特色照明的同时，也解决了维护困难、安全性差等问题，刻花灯图案设计及投影实验如图7、图8所示。

图7 刻花灯投影图案设计

图8 刻花灯投影实验室实验

根据广场的实际使用功能状况重新划分明暗分区，仅在入口、中轴线处安装功能性照明，保证足够的亮度;在其他区域，利用自行研发的投影灯，在单调的地面上投射出特定图案。投影灯的投射位置经过精心的考虑，利用光对空间的限定，对广场空间进行了二次划分，使之产生了数个小型聚会区域 (如图9所示，周末12:30仍有孩子围坐在灯下，借着图案的亮光打牌);既降低了广场总用电量，又避免了由于广场地面平均亮度低，游人看不清踏步而可能出现的安全问题;此外，还丰富了广场的空间层次。

5.3 技术指标

浙大广场以自主研发的刻花投影灯代替传统的地埋灯、庭院灯等，既保证了一定的功能性照明又为广场提供了趣味性照明，建成后夜景效果如图10所示。广场采用分级控制的夜景照明模式，分为重大节日 (包含重大庆典活动)、一般节日及平日三级，通过智能集中控制，灵活机动且有效节约用电量。浙大广场用电负荷与功率密度值如表4所示，亮度测量值如表5所示。

图9 周末凌晨孩子们围坐在投影灯下

图10 浙大广场建成后夜景实拍图

表4 浙大广场用电负荷与功率密度值 (单位:kW，W/m2)

表5 浙大广场亮度测量值 (单位:cd/m2)

6 结语

在一期的照明工程中，通过对灯具的光源、光色、光束角和功率等进行严格控制，使湄潭县展现出了全新的夜景面貌，公众在观念上已接受了静态、素雅的城市照明。在二期的照明工程中，为保证设计效果，对不同色温、不同光强的照明效果进行反复对比和筛选，通过多次现场试验以及与施工单位的密切配合，最终解决了“天壶宾馆”体量巨大、立面复杂、灯位受限等技术难题，还原了当地民众心中最真实的“天下第一壶”的夜景画面，建成后夜景如图11所示。