主题乐园的照明设计

2015-03-22上海建筑设计研究院有限公司上海200041

现代建筑电气 2015年10期

关键词：主题乐园接触器照度

马振(上海建筑设计研究院有限公司, 上海 200041)

主题乐园的照明设计

马振
(上海建筑设计研究院有限公司, 上海 200041)

介绍了主题乐园照明设计的主要设计导则、设计内容、设计过程和设计特点。以某大型主题乐园为例,从后勤区照明、室外场地演绎照明模拟设计及照明控制等方面对主题乐园照明设计进行探讨,为电气设计师提供参考。

主题乐园; 照明设计; 演绎照明; 照明控制; DIALux软件

0 引言

主题乐园是围绕某个主题而建立的人造公园,由自然资源或人文资源的一个或多个主题所主导,配合不同的人工设计景观和设施,让游客体验到特定的主题。主题乐园照明除了常规的照明外,还有大量的主题效果照明与演绎照明,这些照明实现了功能性与景观性的结合。即以生动的技术灯光表现手法突出主题设施,根据各个景观节点的特性与功能进行针对性的灯光设计,创造不同的场景及氛围。

主题乐园照明需要根据主题的不同,主要设计导则如下:

(1) 根据乐园不同功能区域设计不同的照明效果。

(2) 体现以人为本,充分从游客的角度进行照明设计。

(3) 考虑灯具在视觉范围内的不可见性,充分利用乐园基础设施隐藏灯具,使灯具与乐园融为一体。

(4) 严格控制光线的逸散问题,避免对天空及周边环境产生光污染。

(5) 适当采用彩色光和动态效果,并在条件允许的情况下增设互动灯光,增加趣味性。

(6) 设置照明控制系统,从控制策略的角度实现不同区域的主题与照明节能。

1 主题乐园照明的主要内容

主题乐园照明主要包括以下内容:

(1) 后勤区照明。后勤区是行使行政管理职能与服务职能的区域,主要包括设备间、机房、办公室等。该区域的照明在满足照度、照明功率密度及相关规范的前提下按照常规的照明设计流程即可。

(2) 演出照明。演出照明主要集中在舞台等演出区域,该区域舞台照明应由专业厂家进行深化,而观众席的照明则需要通过照明控制系统结合演出效果进行设计。

(3) 室外游乐场演绎照明。该区域的照明为主题乐园照明的核心部分,在满足照度的情况下通过灯光为各区域的主题服务。该区域照明涉及范围较广,应由建筑设计师、灯光设计师、电气设计师等协同设计。

(4) 总体照明。该区域照明主要为乐园各主题区域之间提供足够的照度,并辅助演绎照明为主题服务。该区域照明设计同演绎照明设计。

2 主题乐园照明设计过程及特点

2.1 主题乐园照明设计过程

主题乐园的照明设计流程如下:

(1) 选定特定的主题区域,根据建筑图纸,对该区域进行三维建模,为进行照明模拟提供载体。

(2) 根据主题要求进行照明初步设计,选取业主指定厂家的照明灯具,进行照明模拟。

(3) 根据该区域的照明控制要求,分场景形成照明模拟分析报告,并由报告结果对照明的初步设计进行优化,达到最优的照明效果。

2.2 主题乐园照明设计的特点

主题乐园具有建筑复杂、人员密集等特点,因此其照明设计与常规的照明设计有很大不同。主题乐园的大部分游乐区域不存在二次装修的问题,因此对照明设计要求更高,需要一次性满足功能性照明和景观性照明的需要。主题乐园照明设计有以下主要特点:

(1) 主题乐园由于其主题的不同,所需要的光源和灯具也不相同,因此照明器具的光效、配光曲线、灯具效率等相差较大。基于此,常规的照明设计不能精确地反映实际的照明效果的。使用照明模拟软件,通过选取指定灯具厂家的灯具库或灯具的IES文件,可以精确地反映实际的照明效果。

(2) 主题乐园在注重视觉性和娱乐性的同时,更注重火灾时生命安全通道的畅通与可识别性,以及人员的安全疏散。由于主题乐园内人流量较大,因此应急照明显得尤为重要。常规设计对应急照明常采用估算的方式验证是否达到规范要求的照度,而通过照明计算模拟,可以较准确地反映出应急照明的效果以及计算结果。

(3) 主题乐园由于建筑面积较大,且不同区域的照明效果需为不同的主题服务。因此,照明控制非常重要。主题乐园的照明需要常规照明、应急照明与效果照明等演绎照明进行综合控制,因此需要就地与远程控制结合,调光控制与开关控制结合等多种控制方式。主题乐园常见照明控制方式如表1所示。

表1 主题乐园常见照明控制方式

能量管理系统通过与DMX控制系统结合,实现对模拟量灯具的控制和监控。DMX控制系统示意图如图1所示。

图1 DMX控制系统示意图

调光控制通过脉宽调制(PWM)或恒流电源调控等方式,实现对舞台等演绎区域灯光的控制;接触器、继电器控制通过接触器或继电器线圈对一系列触点进行开关控制,实现对开关量灯具的监控、应急照明切换控制。通过以上控制,不仅可精确地实现灯具的控制,更好地为主题服务,同时也能保障生命安全通道的照明,并实现照明节能。

(4) 由于主题乐园注重观赏性,因此照明设计需要做到“见光不见灯”,最大化地利用主题乐园的建筑构件和艺术构件等基础设施来隐藏灯具,实现灯具与乐园融为一体。

3 主题乐园照明设计案例

照明模拟主要通过照明计算软件获取整个空间的照度及亮度分布状况,以验证灯具功能性要求及灯光效果。

3.1 常用照明设计软件简介

目前,较广泛使用的照明计算软件为DIALux及Agi32,本文使用DIALux进行照明设计。DIALux可以对室内、室外和道路照明进行照明计算，支持Philips、THORN、ERCo、OSRAM、雷士照明等,灯具的选用通过灯具库插件实现。在使用过程中,这些插件的灯具样本包括灯具光源、色温和配光曲线等信息。其计算结果以PDF报表的形式体现,可提供灯具清单、计算点清单、工作面清单、灰阶/彩色等照度图、伪色图、灯具资料等大量信息[1]。

3.2 建立计算模型

选取主题乐园特定的游乐区域,进行照明设计案例分析。根据平面信息,在DIALux中进行建模。由于计算结果与模型的准确性有密切关系,因此在建模过程中应严格按照平面图的尺寸信息进行操作。根据平面特点,先在DIALux空间环境中通过插入坐标点把模型轮廓勾勒出来,之后通过调整各个点的坐标实现精确建模。模型建立后,对空间环境中的场地因素与各个对象附着材质,确定材料颜色、反射率、透明度等参数。

3.3 确定灯具位置

根据由主题效果确定的灯具类型及位置,通过选取指定的灯具厂家的灯具库,选取照明灯具。特定游乐区域灯具信息如表2所示。灯具模型效果如图2所示。模型中的灯具平时全部作为普通照明使用,应急灯具按照全部灯具数量的1/2选择。

表2 特定游乐区域灯具信息

图2 灯具模型效果

3.4 普通照明计算及结果分析

点击菜单中报表的开始计算,选取“标准”计算选项,开始对该照明模型进行计算;之后设定报表内容,可以根据标准报表或需要设定,一般包括设计案封面、内容、照明器具表、灯具资料表、灯具配光曲线(极坐标与线坐标)、照明(位置图)、照明(坐标图)、三维效果图、伪色表现图、等照度图(照度)、点照度图(照度)、等辉度图(亮度)、点辉度图(亮度)等。伪色表现如图3所示。

图3 伪色表现

图3中,右侧小于100 lx的区域不在模拟范围,该区域为一处走廊,其照度应由走道照明贡献。计算的平均照度为220 lx,照明功率密度为7.58 W/m2,照度均匀度为0.63,满足照明设计标准[2]。

3.5 应急照明计算及分析

根据设计要求,初步选定应急照明灯具进行照明模拟计算。应急照明效果图如图4所示。

图4 应急照明效果

由图4可知,应急照明的最低照度为5 lx,满足照明规范要求。

3.6 照明控制

良好的照明控制不仅可以实现对园区灯光的分时段、分场景控制,充分体现主题夜景效果;同时也保障应急照明时安全通道的畅通及实现照明节能。主题乐园内存在演绎照明、常规照明、应急照明等多种形式的照明,这些照明方式的切换及效果都需要通过照明控制来实现。

该案例中需要对演绎照明和应急照明进行切换控制。控制逻辑如图5所示。

应急照明配电箱与调光配电箱通过接触器柜对灯具进行配电。当火灾报警或监控调光电路失电时,通过控制接触器内线圈的通电状态对触头进行开关控制,实现火灾或调光回路失电状态下的应急照明。通过接触器进行电路转换具有可靠性高、造价低等优点，但该控制只能进行开关量控制。

图5 控制逻辑

4 结语

目前,国内主题乐园发展迅速,而良好的照明设计方案可以增加主题乐园的观赏性与多样性,为乐园带来人文效益和经济效益。对主题乐园照明进行模拟计算,可以对前期的照明概念进行验证和修正,较为真实地反映照明意向,增加创作思维。但是,由于照明计算软件的局限性,对于复杂体型建筑进行建模存在困难;而且灯具厂家众多,但很少厂家(尤其是国内厂家)开发出支持照明计算软件的灯具库,导致不能精确地选择灯具,影响结果的准确性。相信随着照明技术及软件技术的发展,以上问题都会得到解决,从而为使用照明计算软件进行照明设计铺平道路。

[1] 刘宾,王爱英,秦鑫.常用照明设计软件简介及比较[J].灯与照明,2005,29(3):29-31.

[2] GB 50034—2013 建筑照明设计标准[S].

Lighting Design of Theme Park

MAZhen

(Shanghai Institute of Architectural Design & Research Co., Ltd., Shanghai 200041, China)

The main design principle,design content,design process and design characteristics of lighting design were introduced in theme park.Based on a large-scale theme park in domestic,this paper discussed the lighting design of theme park from the backup area lighting,show lighting simulation design,lighting control,and so on.It can provide relevant references for electrical designers.

theme park; lighting design; show lighting; lighting control; DIALux software