李炳華解密鳥巢立面照明和諧與精細
摘要: 鳥巢電氣系統除了要實現立面照明完美的效果之外,還要滿足比賽和轉播的需要,精準、細致、毫無偏差地供電和照明。我們走近“鳥巢”電氣總設計師李炳華,請他講述點亮“鳥巢”背后的故事。
有人說,電氣系統是建筑的血脈,它的重要性不亞于流動在人體里的血液!
一個人如果血脈停止流動,他就會死亡;一座建筑如果血脈栓堵,建筑就會變成一具僵尸!當人們折服于一座建筑的金碧輝煌時,卻往往忽略了血脈的存在。它融于建筑的機體之中,時時刻刻都在為建筑輸送著活力,它是建筑的動力之源,它是建筑的生命之本,但它卻大隱于市不為人知,即使它的設計師也是地地道道的無名英雄
6月28日,鳥巢竣工剪彩儀式上,歡呼聲在雄渾的國家體育場前響成一片。經過數年的期盼和等待,攻克了重重難關,鳥巢這座世人向往的2008北京奧運會主體育場終于落成。在藍天的映襯下,鋼筋鐵骨勾勒出的鳥巢傲然挺立,偉岸雄奇,似乎正在訴說著這個建筑的奇跡。
而夜晚的鳥巢則是另一番景象:火熱的中國紅透過銀白色的鋼筋與暮色相交融,剪影般的效果讓鳥巢籠罩在古老而熱情的氛圍中。過往的行人紛紛為這幅美麗的畫面而駐足,但也許大家并不知道,為了獲得這樣完美的照明效果,電氣設計師們付出了無數的心血和努力。
電氣系統是建筑的血脈。鳥巢的電氣系統除了要實現立面照明完美的效果之外,還要滿足比賽和轉播的需要,精準、細致、毫無偏差地供電和照明。這一切是如何實現的?讓我們走近鳥巢電氣總設計師李炳華,請他講述點亮鳥巢背后的故事。
立面照明:美觀和諧
中國紅是一個現在被頻繁使用的詞匯,但很多人并不知道,現在呈現在世人面前的中國紅夜間照明效果得來是幾經周折。一拿到鳥巢總設計師的設計圖,李炳華就敏銳地察覺到這是一個非常出色的設計。因為設計師除了考慮到白天時建筑的整體效果、空間關系,還提供了對夜間建筑照明效果的構想,也就是用光來表述建筑語言,體現建筑的夜間表情。設計中運用了紅色的立面照明,既可以與鳥巢硬朗的鋼結構相互呼應,同時又能很好地勾勒出鳥巢的整體造型。然而,對于總設計師這樣一個宏觀的構想,如何將其付諸實踐并達到最好的效果呢?
為了實現這一設想,李炳華和他的團隊最初考慮到的是采用泛光照明。這種照明方式可以使建筑物產生立體感,并能完整展現建筑物的外貌。但是,當這樣一種對平面建筑物有塑型效果的照明方式被用到鳥巢時,設計師們卻發現,對于鳥巢這樣一個龐大的立體建筑,這種照明顯得勢單力薄,缺乏表現力,根本無法將鳥巢的立體感完全烘托出來。
一種方案不行就再嘗試另一種。設計師們開始考慮另外一個較為復雜的設計:在每根鋼柱周圍裝滿LED燈(發光二極管),將鋼柱勾勒出來,用光編織成一個巢。這種設計避免了泛光照明的問題,很好地體現了建筑的立體感,但是其缺陷也很明顯:造價高、施工難度太大、維護成本高,而且會讓鋼結構看起來視覺效果不夠干凈。幾經斟酌,設計師們忍痛割愛,將這個方案也排除了。
經過反復的試驗對比,設計師們最終采用了前景暗、背景亮的立面照明設計原理。這是利用豐富的光線將體育場從內向外照亮,可以塑造出外層鋼梁和柱子的剪影,產生很強的視覺效果,使建筑物在白天和夜晚具有截然不同的外觀。
這就既完美地勾勒了鳥巢的立體造型,又能用光的顏色和照度體現出鳥巢的力量美。這也就是我們現在所見到的鳥巢夜景效果。李炳華和他的設計團隊對于這樣一種效果十分滿意:用光充分突出中國式的紅墻,利用光影的關系突出鋼結構的剪影效果。他將其比喻成中國的傳統藝術窗花,并告訴記者:這就是利用光來彰顯中國古老文化的最好見證。
此前,曾有媒體在采訪赫爾佐格和德穆隆時詢問過他們,是如何想到將中國的傳統文化紅墻、剪紙融合于鳥巢的設計中,而這兩位設計師卻不知所云。李炳華笑稱:其實,這是我們中國自己的照明設計師團隊在設計時一步步升華出了這一理念,讓鳥巢的鋼筋鐵骨融入我們的傳統美中。
場地照明:精細高標準
對于體育場館而言,比實現立面照明更為重要的,是場地照明系統的設計。李炳華介紹說,像國家體育場這樣的大型工程對照明的要求很高,所以在進行設計時有很大的難度。它照度標準要求高,奧運會時在FOP(比賽區域)的最小垂直照度將達到1400lux(勒克斯);照度均勻度要求高,尤其是重點區域,如邏輯中心(比賽場地的終點線、撐桿跳高的橫桿、跳遠著地點等),對照度均勻度的要求是大于0.9;照明功能要求多,國家體育場除了用于足球比賽外,還會用于田徑比賽,不同子項對照明的要求不同,開幕式、閉幕式及大型演出等活動對照明的要求也不同。
要實現這些高標準的照明,首先就要保證光線的準確投射。在歷屆奧運會賽事中,很多電氣設計師都對影響光線的因素進行了深入的研究。研究發現,電壓、電器等很多因素都可以影響光線的效果,但是,李炳華和他的團隊在跟蹤了多場賽事后卻發現,大氣也是光的隱形殺手,會使光線造成損失。發現這一情況后,他們經過了多次試驗和計算,得出了準確的數據,并將這一數據定義為大氣吸收系數。
李炳華說,如果不考慮大氣吸收系數,而只運用以往常用的技術指標來計算場地的照明數據,很可能場地的最終照度無法實現預期的效果。比如空氣內濕度過大就會影響到光線的穿透力,而如果不考慮光線被空氣吸收、反射后的情況,自然也就不能準確計算出最終的照明指標。他們將這一研究成果應用到鳥巢以及其他奧運場館的設計中,實現了更精準的照明。據悉,目前,該標準已經被寫入《體育場館照明設計及檢測標準》,供業內人士學習參考。
供配電系統:穩定不間斷
對體育場館的供電系統而言,最基礎卻也是最難實現的就是不間斷。目前在體育場館照明中被普遍使用的金屬鹵化物燈,如果電流一旦中斷,重新接通電源后不能立即工作,必須等燈管冷卻后才能再次啟動,大概需要10分鐘~15分鐘的時間。如果在重大比賽場合出現這種長時間的斷電,必將對運動員和電視實況轉播造成惡劣影響。此前,國外很多電氣專家都采取了一些措施來解決這一問題,最常見的就是安裝熱觸發電裝置,將斷電的燈具強行點亮,但是這種方法也有其自身的弱點即便是強行點亮,仍然需要耗費幾秒鐘的時間,而這幾秒鐘的時間則會產生很多問題:要付給轉播方高額的賠償費用,場館內突然斷電將導致混亂,強行點亮會改變光源色溫影響轉播,裝置價格也比較昂貴。面對如此多的問題,李炳華和他的團隊思考著新的解決辦法。
功夫不負有心人。
在一次次的試驗中,李炳華和他的團隊最終決定使用了UPS(不間斷電源)裝置。這是一種在線電源裝置,它可以實現對負載的穩頻、穩壓供電。按國際奧組委的要求,奧運場館內有50%%的體育照明負荷是由臨時發電機作為主用電源供電,以保證其不受市電故障影響,剩余的50%由市電作為主用電源。設計師們在由市電主供的50%%體育照明負荷加裝了UPS裝置,市電一旦出現故障,這種不間斷電源裝置可以保證在電源轉換期間電流的不間斷供電。這就解決了金鹵燈在電流中斷時易熄滅的難題,保證鳥巢供電的穩定和不間斷,解決了此前困擾電氣設計師們的大問題。
在鳥巢的電氣和照明系統設計中,像這樣的技術創新不在少數,而李炳華和他的團隊為此付出的精力和心血更是無以計數。為了實現精確的照明效果,他們對場館內每一組燈光都反復試驗;為了達到良好的裝飾效果,他們將工作細化到每一個燈具、每一處景觀。鳥巢正是由于他們的辛勤工作而被完美地點亮,而他們每一份努力所收獲的也并不菲薄:世界各國對鳥巢由衷地贊美和國人由于鳥巢而帶來的深深的自豪。
走近鳥巢照明設計師 李炳華(組圖)
專訪李炳華:揭秘鳥巢奧運場館照明
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