1 概述
1. 1 鐵路大型客站建筑特點(diǎn)
隨著我國鐵路跨越式發(fā)展的推進(jìn),近年來鐵路客站建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在客站設(shè)計(jì)中,貫徹科學(xué)發(fā)展觀和“以人為本”的理念,充分體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、文化性、經(jīng)濟(jì)性的“五性”原則,催生出具有鮮明的時(shí)代特征和中國特色的鐵路客站?，F(xiàn)代鐵路客站的建筑特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1.1.1 鐵路大型客站建筑功能復(fù)雜。除了其本身作為鐵路客運(yùn)站所必需的售票、進(jìn)出站、候車等功能外,客站建筑還具備購物、餐飲、休息、商務(wù)活動(dòng)甚至展覽、展示等功能。同時(shí),大部分鐵路客運(yùn)站還是各種交通形式匯集的交通樞紐,復(fù)雜的人流車流也是其它建筑所少有的。
1.1.2 鐵路大型客站建筑體量巨大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。建筑面積動(dòng)輒數(shù)十萬平方米,室內(nèi)大空間凈高有時(shí)高達(dá)數(shù)十米。部分客站采用橋建一體化、站棚一體化。
1.1.3 鐵路大型客站建筑大量采用玻璃、透光膜等透明、透光材料,包括大面積玻璃幕墻、大型采光天窗等。
1.1.4 客站建筑與站場密切融合,客站、站場和車站廣場有機(jī)結(jié)合,列車直接穿過客站建筑。
1. 2 客站建筑特點(diǎn)對(duì)照明的影響
客站建筑的這些特點(diǎn)對(duì)照明和照明設(shè)計(jì)有著很大的影響,照明設(shè)計(jì)必須充分考慮這些特點(diǎn),并有針對(duì)性地采取相應(yīng)的對(duì)策,才能獲得較理想的照明效果。概括起來,客站建筑的特點(diǎn)對(duì)照明的影響主要有以下幾個(gè)方面:
1.2.1 客站建筑功能復(fù)雜
復(fù)雜多樣的功能需要多樣的照明,照明設(shè)計(jì)必須充分研究各種功能對(duì)照明的需求,有針對(duì)性地給出相應(yīng)的方案,并使它們成為有機(jī)的整體。
1.2.2 客站建筑空間體量巨大
客站建筑的大空間使得照明效率急劇下降,同時(shí)給燈具的安裝、維護(hù)帶來了較大的難題。照明設(shè)計(jì)必須更新設(shè)計(jì)思路,以創(chuàng)造性的思維方式研究解決方案。要平衡效果、效率、安裝維護(hù)的方便性等各方面的因素,綜合優(yōu)化方案,方能取得良好的效果。
1.2.3 大量使用透明透光材料
透明透光材料的大量使用是一把雙刃劍,一方面在白天有效地利用了自然光,另一方面,由于這些材料能使大量光線從室內(nèi)投射到室外,在夜晚會(huì)損失大量的人工光,極大地降低照明效率。因此應(yīng)充分研究這些材料的光學(xué)特性及其在建筑物中的分布位置,并充分利用這些特性,如有些透光膜在透光的同時(shí)還具有較高的反射率,在為室內(nèi)照明提供反射光的同時(shí),還可利用其透光性創(chuàng)造理想的室外照明效果。
1.2.4 列車直接穿過客站建筑
由于高速列車通過時(shí)所引起的振動(dòng)和高風(fēng)速,為燈具的機(jī)械、電氣性能提出了新的要求。同時(shí)由于鐵軌和路基系統(tǒng)的構(gòu)造形式與通常意義上的建筑形式差別很大,傳統(tǒng)的照明方式和燈具安裝方式很難滿足要求,專業(yè)之間的配合也遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的建筑形式復(fù)雜。根據(jù)鐵路客站建筑特點(diǎn)及對(duì)照明影響的分析,傳統(tǒng)的照明方式已無法滿足現(xiàn)代大型客站建筑照明的要求?？驼窘ㄖ彰髟O(shè)計(jì)的理念和手段都有了深層次的革新,如何使照明與建筑有效結(jié)合,在滿足功能照明的同時(shí)提升建筑的品質(zhì);客站大空間照明方案如何實(shí)現(xiàn);如何實(shí)現(xiàn)客站建筑高大空間照明的有效節(jié)能等問題,亟待我們深入研究。
2 客站建筑照明設(shè)計(jì)的基本原則
基于對(duì)客站建筑特點(diǎn)的分析理解及多年從事鐵路客站照明設(shè)計(jì)工作的實(shí)踐,筆者認(rèn)為客站建筑照明設(shè)計(jì)的基本原則主要有以下幾點(diǎn):
2. 1 建筑化照明
強(qiáng)調(diào)照明是建筑的一部分,強(qiáng)調(diào)照明的目的在于創(chuàng)造光環(huán)境而不是用燈具裝飾空間。無論是光還是燈具,都必須與建筑環(huán)境相協(xié)調(diào),形成一個(gè)整體。燈光應(yīng)努力體現(xiàn)建筑的特點(diǎn),與建筑的硬質(zhì)元素一起營造恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境氛圍。應(yīng)盡可能隱藏?zé)艟?努力做到見光不見燈,確實(shí)需要明裝燈具時(shí),應(yīng)選用簡潔、與建筑相協(xié)調(diào)的形式。
2. 2 照明體現(xiàn)建筑文化特色
優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)把文化性作為一個(gè)重要目標(biāo)來考慮,照明設(shè)計(jì)也不例外。應(yīng)充分發(fā)掘照明中的文化屬性,從照明氛圍、明暗、光色等方面體現(xiàn)中國文化特色。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)中體現(xiàn)文化性的元素,可以通過照明加以強(qiáng)調(diào),使之得到更好的表現(xiàn)。
2. 3 人工光與自然光協(xié)調(diào)考慮
照明是一個(gè)完整的系統(tǒng),應(yīng)統(tǒng)一考慮自然光與人工光、靜態(tài)照明與場景變化過程、照明與控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,把它們作為一個(gè)整體來考慮?？驼窘ㄖ捎么罅孔匀徊晒獠牧?這是室內(nèi)照明十分有利的因素,應(yīng)予以充分利用。結(jié)合自然光的變化對(duì)人工照明進(jìn)行相應(yīng)的場景切換,是營造最恰當(dāng)照明環(huán)境、節(jié)能的必要手段。
2. 4 室內(nèi)照明與室外照明統(tǒng)一考慮
大型客站建筑的外立面和屋頂往往使用了大量的透明材料,這給外立面照明設(shè)計(jì)既帶來了挑戰(zhàn),又提供了機(jī)會(huì)。應(yīng)利用透明材料的特性,將室內(nèi)照明和室外照明統(tǒng)一考慮。室內(nèi)照明環(huán)境通過透明材料展示在室外,形成室外照明景觀;室外照明燈光投射到室內(nèi),可以有效補(bǔ)充室內(nèi)照明。
2. 5 照明的辨向、定位作用
對(duì)于大型公共建筑,公眾置身其中要準(zhǔn)確快速地辨別方向、識(shí)別位置往往是一件比較困難的事。通?？繌?fù)雜的誘導(dǎo)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)來解決這一問題。合理、明晰的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)固然必不可少,但合理利用照明的辯向、定位功能作為補(bǔ)充能獲得事半功倍的效果。利用燈光的色溫來區(qū)別空間、利用明暗的走向來指引方向比標(biāo)識(shí)系統(tǒng)更加直觀。
2. 6 正常照明、應(yīng)急照明、標(biāo)識(shí)統(tǒng)一考慮
應(yīng)急照明燈具、發(fā)光標(biāo)識(shí)牌、發(fā)光廣告牌等可發(fā)光設(shè)施其實(shí)也可以同時(shí)是正常照明器具。統(tǒng)一考慮這些發(fā)光設(shè)施,可以有效避免初期投資和運(yùn)行能耗的浪費(fèi),同時(shí)還可以使建筑空間更加簡潔統(tǒng)一。照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將這些設(shè)施統(tǒng)一納入到人工照明的范疇之中去考慮,使之成為有機(jī)的整體。
2. 7 節(jié)約
節(jié)約主要從2個(gè)方面考慮,一是初期投資成本的節(jié)約,二是長期運(yùn)營成本的節(jié)約。初期投資成本的節(jié)約主要從合理設(shè)定照度亮度、采用科學(xué)合理的照明方式、選擇恰當(dāng)?shù)恼彰髌骶叩确矫婢C合考慮,通過精確計(jì)算和照明實(shí)驗(yàn)等手段,努力實(shí)現(xiàn)用最少的照明器具達(dá)到最佳的效果。長期運(yùn)營成本的節(jié)約主要是降低維修79第4期管亞敏:鐵路大型客站大空間照明方案研究更換費(fèi)用和如何節(jié)電的問題。降低維修更換費(fèi)用應(yīng)從照明方案和選擇長壽命燈具光源等方面入手。節(jié)電則應(yīng)從利用自然光、選用高效光源、選用低能耗電器附件、選用高效照明器具以及引入先進(jìn)的照明運(yùn)營管理及控制系統(tǒng)等多個(gè)角度綜合考慮,才能取得良好的效果。
2. 8 方便檢修維護(hù)
高大空間的照明給將來的檢修維護(hù)帶來很大的難度。要解決這一問題,必須在設(shè)計(jì)階段充分考慮檢修維護(hù)的方便性。應(yīng)避免將燈具安裝在維護(hù)人員難于到達(dá)的位置,并盡可能選用長壽命、易維護(hù)的燈具。
3 客站大空間照明要求及照明解決方案
3. 1 客站大空間照明要求
鐵路客站大空間區(qū)域主要分布在入口門廳、進(jìn)出站大廳、候車大廳、售票大廳及無站臺(tái)柱雨棚等區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)域的功能,對(duì)照明有不同的要求,以下對(duì)客站功能區(qū)域的照明要求進(jìn)行簡單歸納。
3.1.1 進(jìn)、出站大廳
由于鐵路大型客站人流量很大,而且整個(gè)進(jìn)站出站過程由多個(gè)階段組成,因此一般會(huì)設(shè)置多個(gè)緩沖空間,如入口門廳、進(jìn)站廳、出站廳等。旅客在這些空間不會(huì)停留太長時(shí)間,通常會(huì)很快進(jìn)入其它空間。這些空間與通道有一定的相似性,但又有所不同。從功能上講,照明只需達(dá)到基本照度即可,但由于旅客在這些空間可能被迫等待(如等待檢票),心理上可能會(huì)有焦躁情緒,因此整體環(huán)境應(yīng)較明亮。應(yīng)注意使垂直面和頂面有一定的亮度,以改善人的視覺感受。
3.1.2 候車大廳
候車區(qū)是整個(gè)客站旅客停留時(shí)間最長的大空間,應(yīng)給旅客創(chuàng)造一個(gè)寬敞、明亮的視覺環(huán)境?？紤]到旅客候車時(shí)可能有閱讀的需要,應(yīng)提供足夠的水平照度。但由于大型客站的候車區(qū)往往面積大、空間高,整體達(dá)到滿足閱讀要求的照度水平不利于節(jié)能,應(yīng)考慮候車區(qū)內(nèi)有不同的照度分布。即部分位置可滿足閱讀要求,而其它位置則保持相對(duì)較低的照度。但一定要保證分布合理,使有閱讀需要的旅客很容易、不自覺地向高照度的區(qū)域移動(dòng)。
3.1.3 售票大廳
售票大廳是功能性較強(qiáng)的區(qū)域,照明應(yīng)滿足功能要求。一般不需要整體的高照度,但考慮到旅客等待購票時(shí)心理上可能會(huì)有一定的焦躁情緒,因此整體環(huán)境應(yīng)較明亮、潔凈,不宜太花哨。對(duì)于售票窗口工作面,由于需要辨認(rèn)、識(shí)別,因此需要較高的照度,應(yīng)考慮增加局部照明。
3.1.4 站臺(tái)雨棚
站臺(tái)是車內(nèi)空間和車外空間的交界面,是旅客上車前的最后一個(gè)空間和下車后的第一個(gè)空間。由于站臺(tái)基本上可以定位為交通空間,因此不需要太高的照度。由于站臺(tái)直接與鐵路相通,一般中間沒有隔離裝置,因此安全照明應(yīng)在考慮之列。照明應(yīng)清晰展示站臺(tái)上的安全警示線及各種標(biāo)識(shí)。站臺(tái)照明還應(yīng)起到輔助導(dǎo)向的作用,可適當(dāng)加強(qiáng)出口處的照明強(qiáng)度。
3. 2 客站大空間照明解決方案
高大空間由于存在照明效率低、安裝維護(hù)困難等不利因素,一直是照明設(shè)計(jì)的難題。根據(jù)以往高大空間照明設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),高大空間的照明設(shè)計(jì)解決方案主要有以下幾種。
3.2.1 直接照明
直接照明無疑是最高效的照明方式,但同時(shí)也是安裝維護(hù)最困難的方式。采用直接照明方式時(shí)應(yīng)充分考慮與其它專業(yè)設(shè)備的協(xié)調(diào),盡可能借用其它專業(yè)設(shè)備的檢修馬道安裝燈具。應(yīng)仔細(xì)斟酌燈具的形式和配光數(shù)據(jù),在保證高效率的基礎(chǔ)上滿足外觀、易維護(hù)等方面的要求。
3.2.2 間接照明
為了解決直接照明安裝維護(hù)難的問題,近年來大空間的照明方式較多采用間接照明。間接照明一般將燈具安裝在比較低的室內(nèi)設(shè)施頂部(如設(shè)備房屋頂、風(fēng)塔頂部等),將光線投射到大空間屋頂,通過屋頂?shù)姆瓷溟g接為地面提供照明。間接照明不僅能解決安裝維護(hù)難的問題,同時(shí)還有利于創(chuàng)造比較好的照明環(huán)境氛圍和視覺效果。間接照明的缺點(diǎn)是照明效率較低,這當(dāng)然取決于反射材料的反射率和照明方案的合理性。通常情況下,具有淺灰色實(shí)體屋頂?shù)拇罂臻g適合做間接照明,其反射率一般在50%以上。深色屋頂及透明度較高的屋頂不宜作間接照明,除非其目的是效果照明,而不是基礎(chǔ)照明。
3.2.3 反射鏡系統(tǒng)
為了解決間接照明效率低下的問題,人們開始考慮設(shè)法提高反射面的反射率。普通建筑材料即使是純白色,其反射率最高也只能達(dá)到70% ~80%,并且反射光的方向和配光無法控制,很大一部分光照向不需要照明的空間,實(shí)際效率遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)比例。于是反射鏡系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。反射鏡系統(tǒng)是將反射率接近100%的反射鏡安裝在屋頂高處,燈具安裝在易于維護(hù)的低處,照向反射鏡。光線通過反射鏡照向地面。這樣既保持了間接照明易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn),又解決了間接照明效率低的問題。反射鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于燈具的光束角必須足夠窄,保證大部分的光通落在反射鏡的范圍之內(nèi)。通常反射鏡有許多小的凸面鏡或凹面鏡組成,可以將反射光控制在一定的范圍之內(nèi),提高反射光的實(shí)際利用率。
3.2.4 導(dǎo)光管系統(tǒng)
導(dǎo)光管系統(tǒng)是另一種解決高大空間維護(hù)難問題的有效途徑。導(dǎo)光管與光導(dǎo)纖維類似,可以將光線從一端傳導(dǎo)到另一端而維持較少的損失。將燈具安裝在易于維護(hù)的位置,利用導(dǎo)光管將光線傳導(dǎo)到屋頂,像直接照明一樣從屋頂提供向下的照明。這樣既保證了較高的照明效率,又可以像間接照明一樣便于維護(hù)。
3.2.5 綜合應(yīng)用
為了得到更優(yōu)化的大空間照明方案,上述照明方式需要綜合運(yùn)用。照明設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目的實(shí)際情況,靈活運(yùn)用上述解決方案,采用一種或多種照明方式。同時(shí)還應(yīng)認(rèn)真研究空間的細(xì)節(jié)特征,設(shè)計(jì)出既滿足功能要求,又能提供有豐富的視覺效果和舒適的照明環(huán)境氛圍的照明方案。
4 客站照明節(jié)能研究
4. 1 影響客站建筑照明節(jié)能的因素
隨著電力技術(shù)開發(fā)利用的增加、電力資源的日趨緊張以及現(xiàn)代照明技術(shù)的發(fā)展,照明節(jié)能越來越成為人們普遍關(guān)注的問題。照明節(jié)能的方法手段可以說是多種多樣,節(jié)能效果也各不相同,應(yīng)針對(duì)影響照明節(jié)能的因素采取相應(yīng)的措施。影響大型客站建筑照明節(jié)能的因素很多,但主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)高大空間區(qū)域范圍大;
(2)采用大面積透光材料;
(3)運(yùn)營時(shí)間長(24 h運(yùn)營)。
4. 2 客站建筑照明節(jié)能實(shí)現(xiàn)
客站建筑的照明節(jié)能,一方面屬于具有普遍意義上的照明節(jié)能話題,另一方面又具有其本身固有的特殊性。從普遍意義上講,客站建筑照明節(jié)能的實(shí)現(xiàn),必須綜合運(yùn)用各種照明節(jié)能手段,從自然光的利用、光源電器燈具的選擇、照明控制系統(tǒng)的使用、運(yùn)營管理等各個(gè)方面統(tǒng)籌考慮,實(shí)現(xiàn)全面節(jié)能。從客站建筑的特殊性角度講,我們必須針對(duì)影響客站建筑照明節(jié)能的因素,采取相應(yīng)的措施,實(shí)現(xiàn)更大程度的節(jié)能。
4.2.1 高大空間區(qū)域照明節(jié)能措施
高大空間的照明效率往往比較低,即使完全采用直接照明的方式,由于有很大一部分光被照射到不需要或需要較少照明的位置(如側(cè)面墻壁),只有少部分光能夠照射到真正需要照明的部位(如地面、臺(tái)面等),浪費(fèi)是十分巨大的。為解決這一問題,我們需要精確地控制燈具的配光,通過仔細(xì)地計(jì)算分析,選擇配光精準(zhǔn)的燈具,控制燈具所發(fā)出的光投射到特定的范圍,以此提高整個(gè)空間的照明效率,減少燈具數(shù)量及功率,從而達(dá)到節(jié)能的目的。
4.2.2 建筑大面積采用透光材料的節(jié)能措施
大面積透光材料使照射到其表面的光無法反射回室內(nèi),加上高空間的效應(yīng),這部分的損失就更大了。但透光材料的使用也有有利的因素,白天可充分利用自然光進(jìn)行照明,大大節(jié)省人工照明消耗。因此,除了前述的精確控制燈具配光的方法外,應(yīng)盡可能地利用自然光進(jìn)行照明。同時(shí),在考慮外立面照明時(shí),也應(yīng)很好地利用透光這一特性,使室內(nèi)光室外光相互利用,減少燈具數(shù)量及功率。當(dāng)然,一套科學(xué)的照明控制系統(tǒng)是必不可少的。應(yīng)利用控制系統(tǒng)來根據(jù)時(shí)間、照度等客觀因素自動(dòng)控制燈具開和關(guān),使燈具的開啟適時(shí)、適量。上述的這些方法綜合起來運(yùn)用,才能將透光材料這一特性變不利為有利,最大限度地提高節(jié)能指標(biāo)。
4.2.3 針對(duì)客站運(yùn)營特點(diǎn)的節(jié)能措施
鐵路客站是24 h運(yùn)營的建筑,如果所有的燈具都24 h開啟,則消耗的能量是相當(dāng)驚人的。但事實(shí)上,一方面由于白天可以利用自然光,另一方面夜間并不是每一個(gè)區(qū)域都有人的活動(dòng)。尤其是大型客站,經(jīng)過的鐵路線很多,不同的線路使用不同的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)除了可以根據(jù)時(shí)間、照度等因素進(jìn)行自動(dòng)控制外,還可以和列車運(yùn)行系統(tǒng)連接,根據(jù)列車進(jìn)、出站的情況通過編程自動(dòng)調(diào)整照明。這樣可實(shí)現(xiàn)只有在有人活動(dòng)的區(qū)域才開燈,大大節(jié)省照明用電。
5 結(jié)論
鐵路客站大空間區(qū)域照明應(yīng)在充分研究其特性的基礎(chǔ)上,綜合考慮功能、視覺效果和環(huán)境氛圍、節(jié)能、使用和維護(hù)的方便性等多方面的需求,利用各種有利因素,科學(xué)設(shè)計(jì),精益求精,形成高質(zhì)量的設(shè)計(jì)方案。
1. 1 鐵路大型客站建筑特點(diǎn)
隨著我國鐵路跨越式發(fā)展的推進(jìn),近年來鐵路客站建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在客站設(shè)計(jì)中,貫徹科學(xué)發(fā)展觀和“以人為本”的理念,充分體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、文化性、經(jīng)濟(jì)性的“五性”原則,催生出具有鮮明的時(shí)代特征和中國特色的鐵路客站?，F(xiàn)代鐵路客站的建筑特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1.1.1 鐵路大型客站建筑功能復(fù)雜。除了其本身作為鐵路客運(yùn)站所必需的售票、進(jìn)出站、候車等功能外,客站建筑還具備購物、餐飲、休息、商務(wù)活動(dòng)甚至展覽、展示等功能。同時(shí),大部分鐵路客運(yùn)站還是各種交通形式匯集的交通樞紐,復(fù)雜的人流車流也是其它建筑所少有的。
1.1.2 鐵路大型客站建筑體量巨大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。建筑面積動(dòng)輒數(shù)十萬平方米,室內(nèi)大空間凈高有時(shí)高達(dá)數(shù)十米。部分客站采用橋建一體化、站棚一體化。
1.1.3 鐵路大型客站建筑大量采用玻璃、透光膜等透明、透光材料,包括大面積玻璃幕墻、大型采光天窗等。
1.1.4 客站建筑與站場密切融合,客站、站場和車站廣場有機(jī)結(jié)合,列車直接穿過客站建筑。
1. 2 客站建筑特點(diǎn)對(duì)照明的影響
客站建筑的這些特點(diǎn)對(duì)照明和照明設(shè)計(jì)有著很大的影響,照明設(shè)計(jì)必須充分考慮這些特點(diǎn),并有針對(duì)性地采取相應(yīng)的對(duì)策,才能獲得較理想的照明效果。概括起來,客站建筑的特點(diǎn)對(duì)照明的影響主要有以下幾個(gè)方面:
1.2.1 客站建筑功能復(fù)雜
復(fù)雜多樣的功能需要多樣的照明,照明設(shè)計(jì)必須充分研究各種功能對(duì)照明的需求,有針對(duì)性地給出相應(yīng)的方案,并使它們成為有機(jī)的整體。
1.2.2 客站建筑空間體量巨大
客站建筑的大空間使得照明效率急劇下降,同時(shí)給燈具的安裝、維護(hù)帶來了較大的難題。照明設(shè)計(jì)必須更新設(shè)計(jì)思路,以創(chuàng)造性的思維方式研究解決方案。要平衡效果、效率、安裝維護(hù)的方便性等各方面的因素,綜合優(yōu)化方案,方能取得良好的效果。
1.2.3 大量使用透明透光材料
透明透光材料的大量使用是一把雙刃劍,一方面在白天有效地利用了自然光,另一方面,由于這些材料能使大量光線從室內(nèi)投射到室外,在夜晚會(huì)損失大量的人工光,極大地降低照明效率。因此應(yīng)充分研究這些材料的光學(xué)特性及其在建筑物中的分布位置,并充分利用這些特性,如有些透光膜在透光的同時(shí)還具有較高的反射率,在為室內(nèi)照明提供反射光的同時(shí),還可利用其透光性創(chuàng)造理想的室外照明效果。
1.2.4 列車直接穿過客站建筑
由于高速列車通過時(shí)所引起的振動(dòng)和高風(fēng)速,為燈具的機(jī)械、電氣性能提出了新的要求。同時(shí)由于鐵軌和路基系統(tǒng)的構(gòu)造形式與通常意義上的建筑形式差別很大,傳統(tǒng)的照明方式和燈具安裝方式很難滿足要求,專業(yè)之間的配合也遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的建筑形式復(fù)雜。根據(jù)鐵路客站建筑特點(diǎn)及對(duì)照明影響的分析,傳統(tǒng)的照明方式已無法滿足現(xiàn)代大型客站建筑照明的要求?？驼窘ㄖ彰髟O(shè)計(jì)的理念和手段都有了深層次的革新,如何使照明與建筑有效結(jié)合,在滿足功能照明的同時(shí)提升建筑的品質(zhì);客站大空間照明方案如何實(shí)現(xiàn);如何實(shí)現(xiàn)客站建筑高大空間照明的有效節(jié)能等問題,亟待我們深入研究。
2 客站建筑照明設(shè)計(jì)的基本原則
基于對(duì)客站建筑特點(diǎn)的分析理解及多年從事鐵路客站照明設(shè)計(jì)工作的實(shí)踐,筆者認(rèn)為客站建筑照明設(shè)計(jì)的基本原則主要有以下幾點(diǎn):
2. 1 建筑化照明
強(qiáng)調(diào)照明是建筑的一部分,強(qiáng)調(diào)照明的目的在于創(chuàng)造光環(huán)境而不是用燈具裝飾空間。無論是光還是燈具,都必須與建筑環(huán)境相協(xié)調(diào),形成一個(gè)整體。燈光應(yīng)努力體現(xiàn)建筑的特點(diǎn),與建筑的硬質(zhì)元素一起營造恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境氛圍。應(yīng)盡可能隱藏?zé)艟?努力做到見光不見燈,確實(shí)需要明裝燈具時(shí),應(yīng)選用簡潔、與建筑相協(xié)調(diào)的形式。
2. 2 照明體現(xiàn)建筑文化特色
優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)把文化性作為一個(gè)重要目標(biāo)來考慮,照明設(shè)計(jì)也不例外。應(yīng)充分發(fā)掘照明中的文化屬性,從照明氛圍、明暗、光色等方面體現(xiàn)中國文化特色。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)中體現(xiàn)文化性的元素,可以通過照明加以強(qiáng)調(diào),使之得到更好的表現(xiàn)。
2. 3 人工光與自然光協(xié)調(diào)考慮
照明是一個(gè)完整的系統(tǒng),應(yīng)統(tǒng)一考慮自然光與人工光、靜態(tài)照明與場景變化過程、照明與控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,把它們作為一個(gè)整體來考慮?？驼窘ㄖ捎么罅孔匀徊晒獠牧?這是室內(nèi)照明十分有利的因素,應(yīng)予以充分利用。結(jié)合自然光的變化對(duì)人工照明進(jìn)行相應(yīng)的場景切換,是營造最恰當(dāng)照明環(huán)境、節(jié)能的必要手段。
2. 4 室內(nèi)照明與室外照明統(tǒng)一考慮
大型客站建筑的外立面和屋頂往往使用了大量的透明材料,這給外立面照明設(shè)計(jì)既帶來了挑戰(zhàn),又提供了機(jī)會(huì)。應(yīng)利用透明材料的特性,將室內(nèi)照明和室外照明統(tǒng)一考慮。室內(nèi)照明環(huán)境通過透明材料展示在室外,形成室外照明景觀;室外照明燈光投射到室內(nèi),可以有效補(bǔ)充室內(nèi)照明。
2. 5 照明的辨向、定位作用
對(duì)于大型公共建筑,公眾置身其中要準(zhǔn)確快速地辨別方向、識(shí)別位置往往是一件比較困難的事。通?？繌?fù)雜的誘導(dǎo)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)來解決這一問題。合理、明晰的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)固然必不可少,但合理利用照明的辯向、定位功能作為補(bǔ)充能獲得事半功倍的效果。利用燈光的色溫來區(qū)別空間、利用明暗的走向來指引方向比標(biāo)識(shí)系統(tǒng)更加直觀。
2. 6 正常照明、應(yīng)急照明、標(biāo)識(shí)統(tǒng)一考慮
應(yīng)急照明燈具、發(fā)光標(biāo)識(shí)牌、發(fā)光廣告牌等可發(fā)光設(shè)施其實(shí)也可以同時(shí)是正常照明器具。統(tǒng)一考慮這些發(fā)光設(shè)施,可以有效避免初期投資和運(yùn)行能耗的浪費(fèi),同時(shí)還可以使建筑空間更加簡潔統(tǒng)一。照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將這些設(shè)施統(tǒng)一納入到人工照明的范疇之中去考慮,使之成為有機(jī)的整體。
2. 7 節(jié)約
節(jié)約主要從2個(gè)方面考慮,一是初期投資成本的節(jié)約,二是長期運(yùn)營成本的節(jié)約。初期投資成本的節(jié)約主要從合理設(shè)定照度亮度、采用科學(xué)合理的照明方式、選擇恰當(dāng)?shù)恼彰髌骶叩确矫婢C合考慮,通過精確計(jì)算和照明實(shí)驗(yàn)等手段,努力實(shí)現(xiàn)用最少的照明器具達(dá)到最佳的效果。長期運(yùn)營成本的節(jié)約主要是降低維修79第4期管亞敏:鐵路大型客站大空間照明方案研究更換費(fèi)用和如何節(jié)電的問題。降低維修更換費(fèi)用應(yīng)從照明方案和選擇長壽命燈具光源等方面入手。節(jié)電則應(yīng)從利用自然光、選用高效光源、選用低能耗電器附件、選用高效照明器具以及引入先進(jìn)的照明運(yùn)營管理及控制系統(tǒng)等多個(gè)角度綜合考慮,才能取得良好的效果。
2. 8 方便檢修維護(hù)
高大空間的照明給將來的檢修維護(hù)帶來很大的難度。要解決這一問題,必須在設(shè)計(jì)階段充分考慮檢修維護(hù)的方便性。應(yīng)避免將燈具安裝在維護(hù)人員難于到達(dá)的位置,并盡可能選用長壽命、易維護(hù)的燈具。
3 客站大空間照明要求及照明解決方案
3. 1 客站大空間照明要求
鐵路客站大空間區(qū)域主要分布在入口門廳、進(jìn)出站大廳、候車大廳、售票大廳及無站臺(tái)柱雨棚等區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)域的功能,對(duì)照明有不同的要求,以下對(duì)客站功能區(qū)域的照明要求進(jìn)行簡單歸納。
3.1.1 進(jìn)、出站大廳
由于鐵路大型客站人流量很大,而且整個(gè)進(jìn)站出站過程由多個(gè)階段組成,因此一般會(huì)設(shè)置多個(gè)緩沖空間,如入口門廳、進(jìn)站廳、出站廳等。旅客在這些空間不會(huì)停留太長時(shí)間,通常會(huì)很快進(jìn)入其它空間。這些空間與通道有一定的相似性,但又有所不同。從功能上講,照明只需達(dá)到基本照度即可,但由于旅客在這些空間可能被迫等待(如等待檢票),心理上可能會(huì)有焦躁情緒,因此整體環(huán)境應(yīng)較明亮。應(yīng)注意使垂直面和頂面有一定的亮度,以改善人的視覺感受。
3.1.2 候車大廳
候車區(qū)是整個(gè)客站旅客停留時(shí)間最長的大空間,應(yīng)給旅客創(chuàng)造一個(gè)寬敞、明亮的視覺環(huán)境?？紤]到旅客候車時(shí)可能有閱讀的需要,應(yīng)提供足夠的水平照度。但由于大型客站的候車區(qū)往往面積大、空間高,整體達(dá)到滿足閱讀要求的照度水平不利于節(jié)能,應(yīng)考慮候車區(qū)內(nèi)有不同的照度分布。即部分位置可滿足閱讀要求,而其它位置則保持相對(duì)較低的照度。但一定要保證分布合理,使有閱讀需要的旅客很容易、不自覺地向高照度的區(qū)域移動(dòng)。
3.1.3 售票大廳
售票大廳是功能性較強(qiáng)的區(qū)域,照明應(yīng)滿足功能要求。一般不需要整體的高照度,但考慮到旅客等待購票時(shí)心理上可能會(huì)有一定的焦躁情緒,因此整體環(huán)境應(yīng)較明亮、潔凈,不宜太花哨。對(duì)于售票窗口工作面,由于需要辨認(rèn)、識(shí)別,因此需要較高的照度,應(yīng)考慮增加局部照明。
3.1.4 站臺(tái)雨棚
站臺(tái)是車內(nèi)空間和車外空間的交界面,是旅客上車前的最后一個(gè)空間和下車后的第一個(gè)空間。由于站臺(tái)基本上可以定位為交通空間,因此不需要太高的照度。由于站臺(tái)直接與鐵路相通,一般中間沒有隔離裝置,因此安全照明應(yīng)在考慮之列。照明應(yīng)清晰展示站臺(tái)上的安全警示線及各種標(biāo)識(shí)。站臺(tái)照明還應(yīng)起到輔助導(dǎo)向的作用,可適當(dāng)加強(qiáng)出口處的照明強(qiáng)度。
3. 2 客站大空間照明解決方案
高大空間由于存在照明效率低、安裝維護(hù)困難等不利因素,一直是照明設(shè)計(jì)的難題。根據(jù)以往高大空間照明設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),高大空間的照明設(shè)計(jì)解決方案主要有以下幾種。
3.2.1 直接照明
直接照明無疑是最高效的照明方式,但同時(shí)也是安裝維護(hù)最困難的方式。采用直接照明方式時(shí)應(yīng)充分考慮與其它專業(yè)設(shè)備的協(xié)調(diào),盡可能借用其它專業(yè)設(shè)備的檢修馬道安裝燈具。應(yīng)仔細(xì)斟酌燈具的形式和配光數(shù)據(jù),在保證高效率的基礎(chǔ)上滿足外觀、易維護(hù)等方面的要求。
3.2.2 間接照明
為了解決直接照明安裝維護(hù)難的問題,近年來大空間的照明方式較多采用間接照明。間接照明一般將燈具安裝在比較低的室內(nèi)設(shè)施頂部(如設(shè)備房屋頂、風(fēng)塔頂部等),將光線投射到大空間屋頂,通過屋頂?shù)姆瓷溟g接為地面提供照明。間接照明不僅能解決安裝維護(hù)難的問題,同時(shí)還有利于創(chuàng)造比較好的照明環(huán)境氛圍和視覺效果。間接照明的缺點(diǎn)是照明效率較低,這當(dāng)然取決于反射材料的反射率和照明方案的合理性。通常情況下,具有淺灰色實(shí)體屋頂?shù)拇罂臻g適合做間接照明,其反射率一般在50%以上。深色屋頂及透明度較高的屋頂不宜作間接照明,除非其目的是效果照明,而不是基礎(chǔ)照明。
3.2.3 反射鏡系統(tǒng)
為了解決間接照明效率低下的問題,人們開始考慮設(shè)法提高反射面的反射率。普通建筑材料即使是純白色,其反射率最高也只能達(dá)到70% ~80%,并且反射光的方向和配光無法控制,很大一部分光照向不需要照明的空間,實(shí)際效率遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)比例。于是反射鏡系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。反射鏡系統(tǒng)是將反射率接近100%的反射鏡安裝在屋頂高處,燈具安裝在易于維護(hù)的低處,照向反射鏡。光線通過反射鏡照向地面。這樣既保持了間接照明易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn),又解決了間接照明效率低的問題。反射鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于燈具的光束角必須足夠窄,保證大部分的光通落在反射鏡的范圍之內(nèi)。通常反射鏡有許多小的凸面鏡或凹面鏡組成,可以將反射光控制在一定的范圍之內(nèi),提高反射光的實(shí)際利用率。
3.2.4 導(dǎo)光管系統(tǒng)
導(dǎo)光管系統(tǒng)是另一種解決高大空間維護(hù)難問題的有效途徑。導(dǎo)光管與光導(dǎo)纖維類似,可以將光線從一端傳導(dǎo)到另一端而維持較少的損失。將燈具安裝在易于維護(hù)的位置,利用導(dǎo)光管將光線傳導(dǎo)到屋頂,像直接照明一樣從屋頂提供向下的照明。這樣既保證了較高的照明效率,又可以像間接照明一樣便于維護(hù)。
3.2.5 綜合應(yīng)用
為了得到更優(yōu)化的大空間照明方案,上述照明方式需要綜合運(yùn)用。照明設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目的實(shí)際情況,靈活運(yùn)用上述解決方案,采用一種或多種照明方式。同時(shí)還應(yīng)認(rèn)真研究空間的細(xì)節(jié)特征,設(shè)計(jì)出既滿足功能要求,又能提供有豐富的視覺效果和舒適的照明環(huán)境氛圍的照明方案。
4 客站照明節(jié)能研究
4. 1 影響客站建筑照明節(jié)能的因素
隨著電力技術(shù)開發(fā)利用的增加、電力資源的日趨緊張以及現(xiàn)代照明技術(shù)的發(fā)展,照明節(jié)能越來越成為人們普遍關(guān)注的問題。照明節(jié)能的方法手段可以說是多種多樣,節(jié)能效果也各不相同,應(yīng)針對(duì)影響照明節(jié)能的因素采取相應(yīng)的措施。影響大型客站建筑照明節(jié)能的因素很多,但主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)高大空間區(qū)域范圍大;
(2)采用大面積透光材料;
(3)運(yùn)營時(shí)間長(24 h運(yùn)營)。
4. 2 客站建筑照明節(jié)能實(shí)現(xiàn)
客站建筑的照明節(jié)能,一方面屬于具有普遍意義上的照明節(jié)能話題,另一方面又具有其本身固有的特殊性。從普遍意義上講,客站建筑照明節(jié)能的實(shí)現(xiàn),必須綜合運(yùn)用各種照明節(jié)能手段,從自然光的利用、光源電器燈具的選擇、照明控制系統(tǒng)的使用、運(yùn)營管理等各個(gè)方面統(tǒng)籌考慮,實(shí)現(xiàn)全面節(jié)能。從客站建筑的特殊性角度講,我們必須針對(duì)影響客站建筑照明節(jié)能的因素,采取相應(yīng)的措施,實(shí)現(xiàn)更大程度的節(jié)能。
4.2.1 高大空間區(qū)域照明節(jié)能措施
高大空間的照明效率往往比較低,即使完全采用直接照明的方式,由于有很大一部分光被照射到不需要或需要較少照明的位置(如側(cè)面墻壁),只有少部分光能夠照射到真正需要照明的部位(如地面、臺(tái)面等),浪費(fèi)是十分巨大的。為解決這一問題,我們需要精確地控制燈具的配光,通過仔細(xì)地計(jì)算分析,選擇配光精準(zhǔn)的燈具,控制燈具所發(fā)出的光投射到特定的范圍,以此提高整個(gè)空間的照明效率,減少燈具數(shù)量及功率,從而達(dá)到節(jié)能的目的。
4.2.2 建筑大面積采用透光材料的節(jié)能措施
大面積透光材料使照射到其表面的光無法反射回室內(nèi),加上高空間的效應(yīng),這部分的損失就更大了。但透光材料的使用也有有利的因素,白天可充分利用自然光進(jìn)行照明,大大節(jié)省人工照明消耗。因此,除了前述的精確控制燈具配光的方法外,應(yīng)盡可能地利用自然光進(jìn)行照明。同時(shí),在考慮外立面照明時(shí),也應(yīng)很好地利用透光這一特性,使室內(nèi)光室外光相互利用,減少燈具數(shù)量及功率。當(dāng)然,一套科學(xué)的照明控制系統(tǒng)是必不可少的。應(yīng)利用控制系統(tǒng)來根據(jù)時(shí)間、照度等客觀因素自動(dòng)控制燈具開和關(guān),使燈具的開啟適時(shí)、適量。上述的這些方法綜合起來運(yùn)用,才能將透光材料這一特性變不利為有利,最大限度地提高節(jié)能指標(biāo)。
4.2.3 針對(duì)客站運(yùn)營特點(diǎn)的節(jié)能措施
鐵路客站是24 h運(yùn)營的建筑,如果所有的燈具都24 h開啟,則消耗的能量是相當(dāng)驚人的。但事實(shí)上,一方面由于白天可以利用自然光,另一方面夜間并不是每一個(gè)區(qū)域都有人的活動(dòng)。尤其是大型客站,經(jīng)過的鐵路線很多,不同的線路使用不同的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)除了可以根據(jù)時(shí)間、照度等因素進(jìn)行自動(dòng)控制外,還可以和列車運(yùn)行系統(tǒng)連接,根據(jù)列車進(jìn)、出站的情況通過編程自動(dòng)調(diào)整照明。這樣可實(shí)現(xiàn)只有在有人活動(dòng)的區(qū)域才開燈,大大節(jié)省照明用電。
5 結(jié)論
鐵路客站大空間區(qū)域照明應(yīng)在充分研究其特性的基礎(chǔ)上,綜合考慮功能、視覺效果和環(huán)境氛圍、節(jié)能、使用和維護(hù)的方便性等多方面的需求,利用各種有利因素,科學(xué)設(shè)計(jì),精益求精,形成高質(zhì)量的設(shè)計(jì)方案。
