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天津泰達大街北海路立交橋照明設(shè)計論文
摘要：詳細介紹了泰達大街北海路立交橋照明設(shè)計，提出了在立交橋照明設(shè)計中需要特別注意的問題以及在本工程中采用的解決措施。
關(guān)鍵詞：立交橋 照明設(shè)計 施工
1 概述
泰達大街北海路立交橋位于天津市泰達大街與北海路交叉處。泰達大街是京津塘高速公路通港聯(lián)絡線，是京津地區(qū)與天津港聯(lián)絡的主要通道；北海路是天津開發(fā)區(qū)南北交通重要干線之一，是規(guī)劃中的濱海新區(qū)中環(huán)線的組成部分。因此，本立交橋就成了高速路與市區(qū)主干道交叉的節(jié)點。立交橋東西長約2．24km，南北寬約1．5km，其結(jié)構(gòu)設(shè)計為地上三層、地下一層，是一座全互通式立交橋。立交橋橋面最高處距地面約24m，相當于九層樓房的高度。雄健的立交橋挺拔舒展，本身猶如一道藍天飛虹，在開闊平坦的地域，更顯得高大挺拔，尉為壯觀。
立交橋的地理位置處于天津開發(fā)區(qū)的中心區(qū)。立交橋的西南是開發(fā)區(qū)管委會所在地，是開發(fā)區(qū)行政管理和經(jīng)濟活動的中心；橋區(qū)的東南是文化教育區(qū)，這里有小學、中學，以及泰達學院等院校，是開發(fā)區(qū)文化教育集中地；立交橋東北方是正在建設(shè)的國際會展中心、泰達國際足球場等大型國際活動場所及其配套的飯店設(shè)施等。所以說該立交橋是交通樞紐，也是人文活動的重要場所。
建設(shè)立交橋的主要目的是滿足交通功能的要求，由于立交橋功能的特點、空間的制約和設(shè)計理念的影響，多數(shù)立交橋的造型與主體構(gòu)造都大體相同，不可能給美學設(shè)計留下太多的余地。景觀照明必須利用燈光的獨特渲染功能，利用顏色、亮度對比等手法，盡可能使其亮化、美化。
大橋的照明工程是一個整體，應有統(tǒng)一的風格，相互協(xié)調(diào)。照明設(shè)計就是利用照度、亮度、顏色的良好搭配，通過明暗、強弱、大小、高低和疏密的對比，平緩過渡，點面結(jié)合，形成節(jié)拍協(xié)調(diào)的整體旋律，體現(xiàn)現(xiàn)代氣息，展現(xiàn)天津開發(fā)區(qū)風貌。
立交橋的照明設(shè)計本身包含功能性照明和景觀照明兩項內(nèi)容。功能性照明主要是解決夜間行車道路、橋梁的照明，開拓視野，引導行車方向，保障交通安全、暢通，提高運輸效率。景觀照明的目的則是根據(jù)橋梁特點，通過恰當?shù)恼彰魇址w現(xiàn)出立交橋的立體感，從美學的觀點出發(fā)表現(xiàn)大橋美麗神態(tài)。使蜿蜒伸展、錯落有致的建筑與川流不息的車流燈火形成一個動靜結(jié)合的有機整體，把欠美的地方淡化，使美的地方更美。利用燈光藝術(shù)效果，創(chuàng)造一種舒適、愜意、美觀的環(huán)境文化，提高區(qū)域的藝術(shù)氣氛，形成一個以立交橋為核心的燈光景觀節(jié)點。
景觀照明是一種藝術(shù)范疇內(nèi)的照明工程，不僅僅要使其亮起來，而且要使其藝術(shù)化、美觀化，形成一種特定環(huán)境下的特殊景觀。所以，照明設(shè)計不是不分輕重地亮了就好，更不是越亮越好，而應該是利用明暗對比，該亮就亮，該暗則暗，恰到好處，適度最美。明亮的環(huán)境適宜于熱烈、喜慶的氣氛和熱鬧、繁華的場合，烘托狂歡氣氛。而立交橋景觀照明應以橋身為主體，突出橋的凝重特色。為了達到整體的一致與和諧，本工程在施工設(shè)計之前，由英國漢丁堡萊亭迪賽國際燈光設(shè)計有限公司 (LDPI公司)對立交橋整體景觀照明進行概念設(shè)計，對立交橋區(qū)域的整體藝術(shù)效果進行了統(tǒng)一規(guī)劃，提出指導性意見。而后由我院進行施工圖設(shè)計。
筆者介紹立交橋照明設(shè)計中的一些想法和為此采取的各種手法，與大家討論，目的是拋磚引玉。
2 立交橋功能性照明的設(shè)計
本工程的功能性照明設(shè)計主要分為立交橋中心區(qū)的高桿燈照明、立交橋外展部分的道路照明，以及隧道照明三個部分，功能性照明主要采用控制光通型直接配光照明。
2．1 立交橋中心區(qū)照明
在立交橋中心區(qū)道路集中，橋梁上下重疊，縱橫交錯。如果采用在橋上布置普通道路照明設(shè)施的手法，會造成以下后果：①燈桿林立，使人眼花繚亂，上跨橋梁與下穿道路之間燈光互相交叉干擾，容易產(chǎn)生眩光，影響行車，而且大大增加工程量；②橋上燈桿位置、燈桿高度的設(shè)計必須結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)橋墩位置，將很難保證照度均勻度；③因橋體在行車時的顫動將大大影響橋上燈具光源的壽命。
所以，立交橋中心區(qū)照明不宜采用橋上布置燈桿的做法。本設(shè)計采用在高點位集中設(shè)置照明燈具的做法，即采用高桿燈照明。在中心區(qū)設(shè)置4支35m的高桿燈，負責立交橋中心區(qū)主要道路和橋梁照明。減少燈桿林立現(xiàn)象，充分利用高桿燈的燈桿高、照射半徑大的特點，提高照度均勻度，減少工程量，限制眩光。
2．2 泰達大街道路照明
立交橋中心區(qū)向四周外展部分基本上是直線路段，在滿足規(guī)范要求基礎(chǔ)上，采用普通路燈桿雙側(cè)對稱排列，提高道路照明誘導性，節(jié)約投資。立交橋東西向道路為泰達大街，與通港路銜接，所以照明效果必須互相兼顧。照明設(shè)備既要保證立交橋照明特色，又必須與原有道路照明相兼容，考慮道路整體的照明連續(xù)性。不可形成過分強烈的反差，也不可在橋區(qū)形成亮度強烈刺激的亮斑。所以，在該段道路上的照度設(shè)計應與區(qū)外道路相同或稍高，逐漸過渡。
另外，因為立交橋外道路照明大多數(shù)采用光效高、透霧性能好、壽命長的高壓鈉燈作為主光源(色溫以2800K的暖白色為主，形成略偏黃色的照明效果)，為了突出高架橋特色，滿足景觀照明需求，故在立交橋照明區(qū)域范圍內(nèi)，泰達大街方向的道路上，沿道路布置16m高的普通路燈桿。配裝半截光型照明燈具，而利用4000K的白色的金鹵燈作為主光源。從而使其與城市原有道路照明融合又稍有區(qū)別。
2．3 北海路照明
北海路方向道路照明設(shè)計指導思想與泰達大街方向照明相同，只是要與北海路原有道路照明取得協(xié)調(diào)。不再贅述。
2．4 匝道照明
立交橋有高架匝道和地面匝道，高架匝道是立交橋中心景觀照明的主要內(nèi)容，其功能性照明由高桿燈解決。地面匝道部分照明只是作為高桿燈對橋下陰影部分照明不足的補充，采用普通燈桿照明，其光源采用與所在地區(qū)主導色溫一致的光源。地面匝道采用10m高路燈桿配裝半截光型燈具。
2．5 隧道功能照明
立交橋北海路采用下穿方式通過泰達大街，下穿隧道是本工程的一個重點。隧道長度約37．5m，從功能照明角度講，隧道內(nèi)與隧道外亮度有很大差別。高速行駛的車輛通過隧道時，司機很難適應黑白對比形成的眩光，有可能引起視覺功能的下降。進入隧道瞬間的“黑洞現(xiàn)象”，也會使司機感到難受。所以，盡管隧道內(nèi)照明與隧道外照明是不同范圍的兩個獨立部分，都沒有對此提出特殊要求，但是在其交界處的過渡過程，則是照明工程必須仔細分析考慮，認真處理的重點。在結(jié)合部應科學設(shè)計燈光，努力使亮度逐漸變化，盡可能給駕駛員一段適應的過程，保證良好的視覺效果。把隧道功能性照明與景觀照明結(jié)合考慮。使光強逐漸變化，產(chǎn)生漸變效果，滿足司機適應環(huán)境的過程要求。
本工程采用獨特配光的隧道燈，布置于隧道頂部左右兩個角落部位。達到控制眩光的目的。
隧道引入口坡道部位照明，采用嵌入式壁裝散射光燈具，按行車方向單側(cè)安裝保護板，控制眩光。
3 立交橋景觀照明
燈光照明的效果與照明載體是不可分割的。照明只能反映建筑的固有風格，體現(xiàn)和突出其特點。燈光除照明的基本功能外，還能起到烘托氣氛、提升等級、提高品位的作用�？梢悦阑h(huán)境，調(diào)節(jié)心理。滿足視覺享受，使人心曠神怡。
如果用光線對所有道路邊緣輪廓做全面的表現(xiàn)，手法簡單。既增大投資，又沒有突出要表現(xiàn)的中心，往往不會有好的最終效果。本設(shè)計力圖綜合考慮功能性照明與景觀照明相結(jié)合，兼顧整體效果，突出重點，既要有層次感，又要融為一體。在光色利用上，整體立交橋區(qū)的照明光源，以色溫3000K以上的白色光源的金鹵燈為主光源。在立交橋中心區(qū)，高桿燈選用顯色性較好的金鹵燈為主體光源，形成通體明澈的夜景效果。白色光源與普通道路照明用的暖白色或黃色光形成光色對比，既有區(qū)別又互相兼容。在立交橋中心區(qū)，采用金鹵燈作為主光源，提高了顯色性。利用功能性照明的4支高桿燈的光通，以白色調(diào)的泛光燈照明為主，充分體現(xiàn)大橋宏偉、雄健的陽剛之美。
照明工程在整體設(shè)計時，考慮了光源的光通、色溫、顯色性選擇；功能照明背景光通的利用；燈具對光通的分配、眩光的控制；立交橋區(qū)與外展部分直線段的結(jié)合和過渡等，該部分燈具主要采用反射和散射型燈具。照明設(shè)計中選用的燈具形式、光源種類不宜太多太雜。在滿足要求的前提下，種類越少越好。應努力體現(xiàn)自己獨特的風格，避免雷同。也有利于日常維護。
道路兩邊設(shè)置的燈柱，采用金鹵燈光源，利用濾色玻璃產(chǎn)生醒目的顏色標志，在中心區(qū)沒有路燈燈桿的部位，描繪行車道路邊線。兼有誘導性和裝飾性兩種功能。
橋墩與擋墻，因為立交橋橋下的空間一般都比較矮小、緊湊，橋體結(jié)構(gòu)和擋墻大多數(shù)都不做表面裝修處理，而保持施工原始的混凝土墻面，冷漠而粗礪，難以形成看點，應采用淡化手法。
3．1 橋上護欄照明
橋上護欄部位上的照明設(shè)施都在駕駛員視野范圍內(nèi)，所以必須防止眩光。既要構(gòu)成景觀，增強誘導性，又必須防止干擾司機視線。護欄標示車道的范圍，指引車道走向，若簡單地采用線性發(fā)光體勾勒護欄邊廓，用燈數(shù)量多、安裝維修困難，而且橋上護欄燈光隨著橋梁高低變化產(chǎn)生的跳躍感會使快速前進車輛上的人不舒服。所以，橋上護欄照明選用小功率、低照度的LED火炬燈。采用隔一段距離安裝一個點光源的手法，既可以勾畫出道路護欄的輪廓，提高照明設(shè)施的誘導性，又無眩光刺激，虛線勾勒的輪廓給人留出了足夠的想象余地。
立交橋中心區(qū)道路上下穿行，四周漸漸向遠方伸展，這些車行道的形象主要靠車道邊緣的欄桿來表現(xiàn)。那么，欄桿的照度效果及其燈光圖案，就形成了乘車人欣賞的主要畫面。從車上觀賞，利用橋上紅色的LED火炬燈，提示道路輪廓，兼有警告功能，形成輔助性線條。
因為立交橋是一種柔性結(jié)構(gòu)，當車輛在橋上行駛時，橋體及護欄都會具有比較強烈的震顫，嚴重影響光源壽命，尤其對于有燈絲的光源，這種影響是致命的。本設(shè)計中護欄上的火炬燈，光源選用抗震性能好、壽命長、耗電省的新型光源——LED光源。以此滿足橋上震顫環(huán)境下的光源壽命問題。
3．2 大橋主體照明
大橋的主體是大橋的側(cè)面，其面積最大，構(gòu)造虛實結(jié)合，十分引入注目，是最壯觀的視覺面。上層橋板與下層橋洞形成虛實對比，層次錯落的視覺效果。勾勒此處大橋輪廓線型最能體現(xiàn)橋梁宏偉高大、多層高架、流暢的線形和結(jié)構(gòu)特點，呈現(xiàn)彩虹飛架的壯觀景象。本工程采用連續(xù)性日光燈燈帶照明大橋側(cè)面的橋腹，突出連續(xù)的高架橋雄姿。
照明就是對光通量的合理利用，利用明與暗的反差，突出對陰影的理解，形成與環(huán)境結(jié)合的統(tǒng)一景觀。橋梁腹部與大橋外側(cè)面的日光燈帶照明，突出了橋梁實體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成立交橋立面中心軸視線上方的視覺重點，形成了內(nèi)實外虛，虛實結(jié)合的效果，表現(xiàn)線型蜿蜒流暢效果。開發(fā)區(qū)地處平原，從橋下觀賞夜景：橋下空間是一處以露天空間為背景的開敞性場所。橋腹懸吊日光燈，控制光線只照亮橋梁腹部。在橋板底面設(shè)置照明，可以增加橋下空間的開闊感。在防撞護欄外側(cè)暗裝日光燈帶，控制光線只照亮橋梁外側(cè)部。利用T5熒光燈管組成的光帶，構(gòu)成連續(xù)實體線型；描繪大橋結(jié)構(gòu)輪廓，組成圖案核心線條。
從建筑學角度看，橋墩是重要的組成部分，對橋柱照明的處理有多種手法。從不同的角度，可以有各種不同的手法，有些設(shè)計作品在橋墩上做文章。本工程中為了突出橋體，突出地下隧道照明重點效果，避免面面俱到，使橋體立面上下形成明暗對比，對橋墩柱采用了淡化、暗化的手法，以免造成柱群林立，喧賓奪主。
3．3 隧道照明
北海路下穿泰達大街的隧道，是整個開發(fā)區(qū)的第一座地道，隧道采用船塢式結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的多樣化。
在隧道人口處的照明，是隧道照明的關(guān)鍵區(qū)域。在進入橋區(qū)以后，道路的邊緣采用了由暖白色向白色過渡，路邊柱燈起到誘導性作用。在車行道深入隧道時，為適應進口處自然光線由明突然變暗，首先提高隧道人口處的照度，盡可能與隧道外亮度接近，使亮度逐漸變化，規(guī)避“黑洞現(xiàn)象”，保證行車安全。在下穿隧道U型槽敞開段，兩側(cè)嵌入式暗裝柱形壁燈，鑲嵌的壁燈燈柱由矮漸漸增高，而后又隨坡道變矮，光線在遠處交匯為一點，吸引司機目光，體現(xiàn)誘導性，提示將要進入隧道。利用燈具高矮變化與道路高低走勢相結(jié)合，進行視線引導，突出隧道特點。隧道側(cè)壁嵌入安裝的柱型燈光線，最終引入隧道入口。由于夜間隧道內(nèi)亮度相對較高，車輛駛出隧道出口時亮度驟減，設(shè)計努力使亮度由明逐漸變暗，避免出隧道后由燈光突然變化引起的不適應和瞬間失明現(xiàn)象。體現(xiàn)人性化設(shè)計。
隧道頂部中心設(shè)置嵌入式安裝的冷陰極光源光帶。起到裝飾性作用和誘導性功能。
3．4 道路兩側(cè)的柱燈．
道路兩側(cè)的柱燈誘導行車方向，勾畫道路輪廓。泰達大街采用等高度布置。北海路方向在下穿隧道時采用燈柱光線隨坡道起伏漸變，最終引入隧道入口。與隧道照明互相結(jié)合、融為一體。
柱燈采用電氣設(shè)備和光源埋地設(shè)置，利用散射光照明的做法。達到控制眩光目的，電氣設(shè)備埋地布置可以防止燈具被撞擊時造成人身觸電事故，保證安全。
3．5 橋頭標志照明
立交橋四端的4處橋頭標志照明，將結(jié)合橋頭建筑小品特點，標志車輛進入立交橋區(qū)域。建筑小品結(jié)合大橋風格，突出自己特色。景觀照明就是利用光線的特殊功能，反映建筑小品特點，尤其是夜景燈光下的風韻。
橋區(qū)綠化背景的照明，是顯現(xiàn)整體景觀效果的重要組成部分，利用精致輕巧與高大雄偉對照，體現(xiàn)立交橋區(qū)域獨特的人文景觀。結(jié)合綠化成果，對高大樹木采用樹下埋地燈照明，此種照明將根據(jù)樹木特點采取不同照明手法和光色。
4 燈具眩光的控制
道路照明的目的是保證交通安全，提高行車速度。所有立交橋區(qū)域和周圍照明燈具的選擇，燈具安裝位置和角度的確定，都必須采取控制眩光的措施，保證不能出現(xiàn)有害行車的眩光存在，以保證行車安全。立交橋中心區(qū)采用高桿燈照明，有利于控制眩光；高架匝道上采用低功率、低照度光源的火炬燈，也是為了控制眩光。為了控制直接性眩光，隧道側(cè)壁暗藏燈柱，在行車方向一側(cè)，安裝有單向保護板，使司機在行車時，只能看到燈具反射出來的漫射光線，不可能直接看到光源的直射光線。
同樣，為了控制道路兩側(cè)柱燈的眩光，使柱燈光源暗藏于埋地燈具內(nèi)，利用散射光照射燈具，起到了控制直接性眩光的目的。其他埋地燈、隧道燈以及普通路燈，都不使用非截光型燈具。獨特的配光曲線保證了對眩光的有效控制。
5 電氣設(shè)計與防護等級
所有使用于室外的照明燈具和電氣設(shè)備，必須保證人身安全和設(shè)備運行安全的要求。其防護等級應不低于IP67，做到防塵、防水、防腐和防撞擊。在人能夠自然接觸到的地方的燈具，除提高防護等級外，還必須采用安全電壓或必要的防護設(shè)施，以保證人身安全。
為了防止由于車輛意外撞擊燈具而造成事故擴大，如造成人員觸電、電氣火災等，本工程所有有可能被撞到的地方，照明燈具都采取了相應的防撞措施。道路兩側(cè)柱燈的光源和電氣設(shè)備均埋人車輛撞擊不到的地下，利用散射光線進行照明。坡道引入口的燈柱，采用墻壁內(nèi)嵌入安裝做法，除控制眩光外，也保護了電氣設(shè)備免遭撞擊。隧道燈在隧道內(nèi)的頂棚上嵌入安裝。
7 結(jié)束語
照明設(shè)計，尤其是景觀照明的設(shè)計，本身介于藝術(shù)范疇與工程設(shè)計之間，涉及范圍很廣�？赡苡捎谳d體不同、文化背景不同、觀景者心情不同等，即使對于相同的設(shè)計，也會得出完全不同的結(jié)論。筆者只是介紹設(shè)計者的一些想法。如有不妥，敬請批評指正。
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