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    广州国际金融中心(西塔)夜景照明的设计与实施

    时间: 2014-08-19 17:46:07

    欧司朗(中国)照明有限公司   段金涛

      摘要:广州国家金融中心(西塔)是广州高端商业中心的标志性建筑,同时也是新广州新亚运版块的主要构成。通过对其夜景照明的设计以及施工的方方面面,将让读者进一步了解建设者如何完美地塑造出西塔这一「水晶美人」的视觉盛宴,为2010亚运会添彩的台前幕后的过程。

      关键词:亚运会 西塔 设计 调试

      前言

      广州亚运会开幕式表现的主题是“水文化”,通过与“光”的组合,在开幕式上,“水”贯穿整个开幕式,给所有的人留下深刻的印象。如果说珠江南岸的广州电视塔被人亲切地称为“小蛮腰”,那么北岸遥遥相对的103层西塔则是一个晶莹剔透的通透「水晶美人」的形象而引世人注目。

      广州国际金融中心(又称西塔,下简称西塔)位于广州市珠江新城核心商务区。建筑的主楼共103层,高达432m,目前位列世界第六;主要建筑功能:智能化超甲级写字楼、白金五星级酒店、套间式办公楼、多功能会议展览厅、超高档商场(国际名牌旗舰店)。作为21世纪华南CBD顶级商务地标,珠江新城西塔无疑将成为广州市天际线中璀璨夺目的标志性景观。

    图1   西塔全景

      1 建筑特点与夜景照明设计依据及概念

      1.1建筑风格及结构特点

      西塔建筑外形设计像一根在自然界溶洞中天然生成的令人惊叹的“细长通透水晶”,结构采用创新的套筒结构:无数个钻石形状斜交网格构成筒体结构体系,钢管混凝土巨型斜交网格外筒,钢筋混凝土剪力墙内筒,钢-砼组合楼盖连接内外筒。

      高层建筑特别是超高层建筑的安全问题是建筑设计师必须要考虑的首要问题,因此按照火灾后不同区域的疏散时间均小于保证人体所承受的极限时间的标准,西塔每上下15层左右设置一个避难所-两层楼层相连,同时也作为设备层使用。

    图2  设备层位置示意

      上图中由上至下四条黑色的环带就是整栋建筑的设备层,每层设备层由两层楼面组成。

      1.2夜景照明设计概念

      西塔夜景灯光照明是提升建筑特有的建筑风格和结构的重要表现手段,主楼钻石形状斜交网格的灯光设计方案主要是采用长度50CM的条形OSRAM LED全彩高功率投光灯具,其系统功率为30W。灯光沿主体建筑的斜交支柱网格布局,将西塔的菱形水晶体结构勾勒出来。灯光主色调为选定的数种彩色光色,发光方式是从下往上流动式闪光,整个灯光系统及表演程序由电脑程序智能控制。西塔的灯光设计还将配合相关节日或庆典需要,变换出不同颜色,伴随自下而上的渐变的广度,暗示建筑物渐渐消失在在夜空中,从而更加强调了建筑物的高度。

      设备层灯光采用光环灯光效果,采用OSRAM LED全彩高功率方形投光灯,系统功率55W,四条光环将直冲云霄的巨型建筑分割成5部分,丰富了菱形网状灯光效果,增强了夜景灯光的整体变化感觉。

      每个部位灯具的安装位置在下面有具体说明。

      2 整体建筑夜景照明方案实施及调试

      2.1 西塔主建筑

      主建筑夜景效果从整体上看采取了“外光内隐” 的照明手法,“外光”的意思就是夜景灯具所投射的光基本上都投射到外部,无论近视点还是远视点都能清晰地得到变化的夜景效果;“内隐”的意思就是由于灯具的安装位置和投射角度都是经过科学的分析后进行设计,灯具所投射的的光从室内几乎不会让人感受到,因此,可以实现“见光不见灯”的夜景效果。菱形网络灯光由有规律美的LED点灯光上下交汇组成,直到塔顶,加上设备层光环效果的分割,整体建筑夜景效果表现突出简洁明快的幽雅格调。

      (1)建筑最顶层

      为了营造飘浮于高空的空中楼阁的如幻如影的奇妙灯光效果,在最顶层结构外部应用60套高功率全彩LED投光灯,并独立控制的上照式灯,对外露结构柱进行打亮,随着灯光自下而上由强变弱,建筑顶部形成渐渐消失于夜空中的虚幻景象,给人处于天宫楼台的仙境之中的美妙感受。

      安装位置:灯具安装在塔顶结构柱底部周围外圈

      (2)主建筑网状斜支撑结构

      从外部看,西塔整个建筑中最独特的元素是网状斜支撑X形柱型柱结构,在如此巨型体量和高度下,这种结构突出了其结构的力度和旋律美感。灯光设计的核心就是在夜晚勾勒出这些独特的结构,全层面的“点”状LED灯,伴随自下而上渐变的广度,暗示建筑物消失在空中,从而更加强调了建筑物的高度和域度。

      灯具安装位置:灯具安装在X形柱形柱结构和每层天花或地板的交接点处。

      在灯具外观形态选择上,由于特制的灯具体积较小,办公层架空地板轨道格栅盖板以下和酒店层天花窗眉之下均可以容纳线状的LED灯具,这对灯具的安装和维护极为有利。通过适当的布置并选用定制正确的LED灯具长度,加上整个建筑结构非常宏大,因此线型灯具也很好地营造了“点状灯光”的效果。

      由于建筑高达103层,加上人的视觉的趋向性,近百层的网状结构上的50CM长的条形LED灯具形成点状集合,并重组了建筑的整个网状斜支撑,在灯光效果上形成连续的灯光图案,点状方案的优势在于灯具能分别安装在幕墙的楼板间区域,内部的反射光污染被极大地减弱,同时遮阳百叶对灯光的干扰也被消除了。

      图3 主建筑夜景照片

      67层以下办公区楼层灯具安装说明:

      办公区的灯具位置设在室内靠窗的架空地板的轨道格栅盖板以下,空间可以灵活的使用。灯具的投射方向和幕墙玻璃垂直并尽量靠近玻璃以确保足够的灯光亮度,同时也降低灯光的反射。灯具的定位和布局上,依据竖向布局原则,在X形柱型柱结构上有交叉点的楼层按照每个交叉点一个灯具布置,每层安装15套LED灯具,其它楼层在柱型结构上也是一个灯具布置,由于柱结构增加一倍,每层安装30套灯具。如下图。

      67层以上酒店区楼层灯具安装说明:

      通过现场研究,酒店区楼层地面的轨道格栅盖板没有足够的空间,因此灯具被设在窗楣之下,拱肩板之内。其它的布局和每层的灯具数量和办公区楼层设计相同。

      图4 酒店区地板下灯具安装图

      (3)设备层

      从建筑整体看,设备层从建筑视觉效果上看,形成高耸云天大楼的横向分割线,从夜景灯光效果上看,被设计成发光的光环,层层叠嶂,更加强了似幻似真的水晶美人的迷人风采。

      四个设备层灯具安装说明:

      设备层使用OSRAM 全彩高功率LED方形投光灯,系统功率55W,安装在设备层地面上向内投光在内部立面上,以0.7米左右的间距环绕设备层,以反射光营造灯光不间断的“光环”效果。每个设备层由两层建筑空间组成,整个建筑上下共设4个设备层,每个设备层有260套左右OSRAM 全彩高功率LED灯具。

      在整个灯光效果设计及调试过程中,OSRAM与广州良业照明组成联合设计和施工团队,通过对建筑的幕墙玻璃以及内部结构进行逐一科学分析,通过长达一年多不断的、大量的现场灯光试验,形成主要以突出建筑斜交网格特点,重点从以下几个夜景灯光效果表现璀璨的菱形水晶状态,得到了各方的高度认可,最终达到了完美的夜景灯光变化,很好地配合了2010年广州亚运会的开幕式表演的绝美灯光盛宴。

      1)腰带整体变化:主塔设备层光带整体多彩变色(纯红、金黄、橙红、翠绿、水晶蓝、玫瑰紫),裙楼及套间办公楼整体跟随整体变化;

      2)腰带走动变化:主塔设备层光带逐层多彩渐色(纯红、金黄、橙红、翠绿、水晶蓝、玫瑰紫),裙楼及套间办公楼整体跟随变化;

      3)光带走动变化:主塔斜交网格点状灯整体以一垂直菱形带状围绕塔中心点旋转走动(菱形带状为纯红,其余背景网格点为浅白光),裙楼及套间办公楼灯光静止,颜色为纯红;

      4)流星雨变化:主塔斜交网格点状灯以单一方向斜线状逐层向上走动(斜线形为多彩变色,其余背景网格点为浅白光),裙楼及套间办公楼灯光跟随走动变化;

      5)飘带飞扬变化:由2-3层斜交网格点状灯共同组成飘带状逐层向上走动(飘带形为多彩变色,其余背景网格点为浅白光),裙楼及套间办公楼灯光跟随走动变化;

      6)整体渐变:所有照明灯光做整体同步变色。

    图5  夜景效果变化

      实施过程中的变化以及对应措施

      主建筑地板下及天花上的LED灯具散热问题解决是个重点,对于高功率LED灯具来说,工作时的周围空间温度对其能长时间工作的稳定具有非常重要的意义,因此安装在67层以下的办公区的地板下的灯具和地板空间连成一体,通过空气的交换进行热量的快速分散。而安装在67层以上的酒店区的设在窗楣之下,拱肩板之内的灯具,通过天花内的设备空间通过空气的流动进行热量的快速分散。通过这些保障措施,保证灯具产生的热量不会对灯具的长时间正常工作产生影响。

      3 照明控制方案

      随着LED技术的不断发展,LED照明系统正越来越多地被运用到各个照明领域中。尤其在夜景亮化中,LED照明系统以其长寿命,低功耗且擅长营造动态的全彩照明效果等特点得到广泛地运用,其中控制系统是非常重要的一个不可分割的组成,为LED照明系统营造不同于传统照明效果奠定了坚强基础。

      而西塔夜景照明工程就采用OSRAM独特照明控制系统LS50K进行整体动态效果的精密控制,可完全根据需求进行任何效果的变化。

      4 照明灯具统计及相关参数

      西塔体形巨大,外表面由玻璃幕墙覆盖,为了达到和满足灯光设计的高要求,OSRAM为此专门定制了高品质的全彩LED灯具系列,通过现场不断的灯光试验和调试,最终很好地实现了灯光设计的效果要求。灯具详见表1。

      表1 夜景照明的灯具介绍


    应用灯具产品

    光束角

    光色

    安装位置

     

    HL18A-RGB
    OSRAM全彩高功率LED投光灯

    30度

    RGB

    主建筑网状斜支撑X形柱型柱结构

     

    HF36A-RGB
    OSRAM 全彩高功率LED投光灯

    30度

    RGB

    主建筑顶部及设备层立柱底部

     

    LC54E-RGB (90 cm)
    OSRAM 全彩低功率LED轮廓灯

    120度

    RGB

    辅楼6层以下百页

     


      为了真实展现适合预先设定的效果表现,通过大量的、反复的现场效果试验,对灯光光线的投射角度进行不断的调整,同时,在灯光的色彩表现性上有着严格选择要求,以尽可能去真实反映透过偏绿色的玻璃窗的灯光本色。

      整栋大楼使用的LED灯具采用压铸铝工艺,防护等级达到IP68,坚固耐用,确保系统长时间稳定工作,采用的最新大功率LED Golden Dragon Plus结合高效的光学透镜系统,整灯系统比采用传统金卤灯的外墙照明泛光方案节能70%以上,同时也比常规的LED光源节省能耗30%以上。

      4 结束语

      对于像西塔如此的超高层建筑来说,尤其是全玻璃幕墙的建筑,如此大规模的夜景设计中要考虑的事情非常复杂。LED照明在夜景照明上的应用相比传统照明系统具有许多优势,比如寿命、灯具外观尺寸、控制等等方面。2010亚运会开幕式以及期间,整个广州在夜晚被装扮的千姿百态,份外靓丽,LED照明系统起到了非常重要的作用。

    来源:佛山市照明灯具协会

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