超大展馆超窄线型灯的安装及其灯光效果技术研究

2022-08-20黄佳丽上海市建筑装饰工程集团有限公司上海200072

建筑科技 2022年2期

黄佳丽（上海市建筑装饰工程集团有限公司，上海 200072）

1 工程概况

某馆作为上海市政府十三五期间建设的一座重要大型科普场馆。主展区分为“家园”“宇宙”“征程”三个紧密相联的大型展区。

空间意象：时空区域的空间意象是由宇宙大爆炸展开的时空之网而来的，时间、空间、光都由此诞生，因此时空区域的视觉表达传递的是时空的维度概念，从空间表现形式来看，由经纬线构成的网状结构覆盖了整个区域。

经纬结构：时空区的立面与顶面由超细发光线性灯条组成的经纬结构，经纬格框间穿插排布了图文灯箱、显示屏、媒体展示面、立体展柜等。其中本项目难度最高的部分就是发光的经纬结构，如何将经纬的形成没有断面？如何实现悬空的感觉同时还要考虑超窄发光面的安装技术？经过充分的研究和试验，一套可执行且效果完美超细发光线型灯的方案。

2 特点难点分析

宇宙由看得见的物质和看不见的暗物质暗能量组成，天文馆的展示空间恰好对应这个构成，展品展项对应了“看得见的物质”，而容纳展品展项的空间就好比这“暗物质”，因此整个天文馆的基调是“暗”的，象征了浩瀚的宇宙与天体之间的关系。

暗环境的考验在暗环境中体现单一展品的“亮”是容易实现的，但是将体量庞大、数量众多的展品展项聚集到一起的时候，要维持暗环境且体现空间环境气氛则是难题了。同时线型灯的无断点，超窄线型灯也是一个难点，这个也是保障灯光效果的因素。

3 技术分析

对于线型灯的效果，采取了几个方面优化。第一保证整个设计效果为地坪留缝与线型灯发光面上下跟通设计，则线型灯发光面的宽度不能超过 3 m。为了减少整体线型灯的宽度，进行灯窄边考虑，同时考虑到光源等因素，最后选用宽边为 11 mm 其中发光面为 3 mm，深度为 11 mm 的线型灯。此方法是优化线型灯的宽度。

第二为了保证与线型灯总宽度一致，最后选用 40 mm×10 mm×1.5 mm 钢架进行连接固定。若钢架宽度超过线型灯的宽度，会引起整体立面上的不美观。若钢架宽度窄于线型灯的宽度，会引起整体线型灯的不稳定性，此方法是对悬空钢架的优化。

第三为了解决线型灯的安装形式，不影响灯具的外观同时考虑到灯具的牢固，最后选用螺丝紧固、硅胶封闭连接。在直线灯座居中位置采用螺丝与钢架连接，间距 200 mm，阳角灯座与阴角灯座交每 200 mm 间距螺丝交叉固。在灯座边缘位置采用硅胶封闭。灯具在与钢架之间通过磁吸的形式进行固定，磁铁与灯座卡槽内采用 502 胶水固定。磁铁条长度 20 mm，在悬空感钢架间距每 800 mm 长度中均分放置6 个磁条，磁铁条在安装时起到调平调直作用。安装节点如图 1 所示。

图1 阳角线型灯安装节点图

第四因灯光发光面窄、上下线全部跟通，就设计了几款不同的灯罩安装形式：十字切割安装、T 字切割安装、L 字切割安装、阳角切割安装，阴角切割安装，通过不同位置的区域设计出不同线型灯的安装组合形式。

在阴阳角与横向结合节点处采用切割灯罩，在切口位置会存在剪切毛刺，轻微扭曲，故切割处均会使用锉刀打磨平整后进行灯罩安装。切割灯罩所使用的工具有：顶切钳、斜口钳、小台锯、锉刀，如图 2 所示。

图2 灯罩切口划线工具

4 施工工艺

大量采用 LED 线型灯，根据灯具的外型尺寸、安装部位、安装形式确定固定方式。根据灯具的具体重量经过认真核算，该效果的的墙面和顶面的经纬线龙骨均采用80mm×60 mm 镀锌方管型材制做支架，做好后，根据灯具的安装位置，用预埋件或用胀管螺栓把支架固定牢固。附和光纤灯的龙骨采用框架型材为 10 mm×40 mm 的中空不锈钢，间格为 800 mm×800 mm 正方形（每格有 1 ～ 3 mm细微偏差）。涉及到的交界面除了平面外还有阴角面和阳角面。完整的框架从线条灯的系列直至配件上，精确到每个细节处理。此框架结构既保证了对于 4.1 m 隔墙的稳定性，同时也保证了悬空超窄发光面的效果。线型灯节点如图 4所示。

图4 线型灯节点

第五施工中避免不了的偏差，有偏差就会产生漏光，则在非出现位置端盖出线孔，配备专用铝箔胶片以达到防止漏光作用，端盖中间通孔作用是便于线型灯走线，如图 3所示。

图3 铝箔胶片

灯体背面附磁吸条，安装线性灯具前在装饰单位已完成的不锈钢龙骨结构表面焊贴薄铁片，厚度约为 1 mm，灯具拼接完成测试后，在连接件结合位置使用紧固件固定至背面不锈钢龙骨框架，以保证不会因为人为撕扯，导致线性灯具脱落，增加牢固性和安全性。线型灯模型如图 5 所示。

图5 线型灯模型

然而时空空间内大量应用到线型灯，灯具超小体积断面只有 12 mm×10 mm，出光面只有 2.5 mm。灯具安装在钢结构上。现场龙骨结构拼接完成后，精度偏差较大，立面高度 4 100 mm，导致误差在 2 cm 左右，但若出光面在 1 mm 的间距时，就会出现较大的漏光面，是不能接受的。则面对灯具出光宽面才 3 mm，对安装精度的控制考验很大。则对切割的工具有所讲究。则采用游标卡尺辅助精准测量尺寸，现场放置操作台，针对不同位置的尺寸切割。同时一般切割工具要计算角度，切割片等的误差值，不宜把握。针对这款灯具的面罩切割，定制了各角度的切割刀具，设置限位标尺，可精准切割。

根据现场情况，制定了超细线性灯具型材采用铝合金材质，表面做黑色喷塑处理，发光面仅 2.5 mm，型材整体面宽 10 mm，高 12 mm，定制直线型材及连接组件共计 9款，紧固件共计 8 种，如图 6 所示。几种不同规格的超窄灯具，并采取一种装配式手段来安装实现，如图 7 所示，避免了误差同时也保证了整体效果的实现。

图6 配套固定件

图7 不同安装手法

超窄线条灯具，主要分为 3 个大部件，型材底座、柔性灯板、控光面罩。在不锈钢龙骨安装结构表面焊贴 2 mm 厚铁片。再安装灯具型材底座，利用线性灯型材背后的磁吸功能，将所有型材底座的按尺寸裁切后先磁吸定位，然后按照先排经线，后排纬线，先排上部、后排下部，先排转角、后排平面的顺序依次进行定位拼合整齐后加专用结构胶固定，保证打螺丝固定时，不跑偏移位。结构胶固化后，在定位孔内打螺丝固定。同时不同位置根据实际情况制作不同形状的灯具模块底座，如图 8 所示。

图8 灯具安装

一字灯具模块底座孔位加工首先通过调节、确认角度推盘角度标识对准 90° 位，然后装回进料挡板，调整好切割距离，注意切割时必须压紧材料，材料与推盘必须紧密贴合，同时切割 10 cm 长度的一字灯罩安装在底座上用于孔位位置定位，灯罩两侧面对齐铁架两侧面，而且底座型材离垂直铁架侧面距离 ≤10 mm，接着对齐位置后用记号笔标记钻孔位置，最后对齐记号点位，用 M 2.6 专用进行钻孔加工。

阳角型材模块底座孔位加工首先将型材底座贴紧铁架方形管两垂直面，而且底座型材离垂直铁架侧面距离 ≤10 mm（a）如图 9 所示，后续与一字灯具模块底座孔位加工基本一致，用对齐位置后用记号笔标记钻孔位置，最后对齐记号点位，用 M 2.6 专用钻头进行钻孔加工。阴角型材模块底座孔位加工与阳角和一字灯具做法基本类似，造型上产生了差异。

图9 阳角型材模块底座孔位加工

如图 10 所示，其次对铝材底座进行固定，每个不同型材的固定都有差异，如一字型材底座固定横平竖直不能有扭曲，阳角阴角安装是需要两垂直面固定螺丝孔错开固定（a）。

图10 铝材底座进行固定

其次，型材底座完成后，放置柔性灯板，整体拼搭完成后进行电源连线，24 V 电源线需剥皮后用焊锡焊连，并用热缩套管收头，尾线弯折入型材背部线槽内收纳平整，头灯线接入电源驱动，每完成一个回路接临电试亮。所有电源进线点均设置在龙骨顶部，汇线尽量在结构内穿孔出线，尽量减少外漏管线。不同位置安装光源，拼接（灯板必须粘贴平整可靠，位置准确，根据分组需要可用烙铁焊线连接灯板）。

对线性灯灯具拼接完成，再进行接线试通测试，最后加盖亚控光面罩。采取竖向通长从头到底贯通，横向按照单格单段对撞到竖向匀光面，减少因多关节拼接带来的肉眼可见的拼缝。

所有匀光面安装完毕，通临电测试。仔超细线条灯的供电采用具有 DMX 512 调光功能的 150 W 电源驱动，电源驱动输入为 220 V，输出为 24 V，灯具头灯线压如电源驱动的输出端接线柱。DMX 512 信号线做网线水晶头插入电源驱动信号输入及输出端口，电源驱动之间走网线手拉手串接。控制回路单线接入光电隔离信号放大器设备，接受分控制输出程序信号控制。

整个系统试按照“分区域、分系统施工 → 回路调试 →分区域、分系统调试 → 系统调试 → 联合调试”的方式进行，只有单系统调试合格后才能进行多系统联合调试。需要逐个区域细致地进行，对每个场景进行调整、验证，以达到最佳效果，直至整个效果满意为止。