中国2010年上海世博会天津馆照明设计

王洪珍，张明宇

(1.天津大学建筑学院，天津 300072；2.天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室，天津300072)

中国2010年上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”(Better City，Better Life)，为实现照明主题和世博会主题的统一，低碳照明的理念在世博会照明规划和场馆的照明设计中有了广泛的体现。本文结合天津馆的照明设计案例，探讨低碳照明的理念在场馆照明设计中的具体实践和应用。

1 天津馆概述

天津馆是中国2010年上海世博会中国馆内各省市场馆之一，总面积约600 m2，展现天津走向北方经济中心国际港口城市、生态城市的雄伟气魄与国际大都市的新形象，营造“津门文化，共襄世博盛举”的氛围。天津馆建筑外形以天津典型的小洋楼造型为设计元素，体现了天津中西文化交融和万国建筑博览会的特点(见图1)。

图1 天津馆建筑效果模拟图

2 设计目标、原则

2.1 艺术性要求

照明设计应满足建筑的艺术性要求，体现建筑设计的风格和自身的内涵。天津馆照明突出表现建筑的欧式古典风格，强调建筑元素的细部表达，营造建筑“庄重”、“典雅”的形象。

2.2 低碳照明原则

低碳照明是全系统、全过程、低能耗、低排放和低污染的照明方式，不仅要考核照明应用环节的耗电量，而且涵盖从照明器材、照明电源、全寿命使用周期以及废弃物处理等全过程的能效和二氧化碳和各种有害物的排放。在全球提倡低碳生活、低碳经济的时代背景下，低碳照明不应该仅是一个口号和理念，更多应该体现在建筑照明的实践应用中。

天津馆照明采用低碳照明、可持续发展的设计理念，通过科学的照明设计，采用高效、节能、环保、安全的照明产品，实现低碳、节能的目标。在具体的实践中，从前期的策划、方案设计，到照明工程施工，及后期的维护和世博会结束后的需求，低碳照明的理念贯穿整个建筑照明的全生命周期。

2.3 以人为本原则

天津馆照明设计依据以人为本的设计思想，充分考虑参观人群的视觉特性。建筑照明的效果在吸引参观者视线的同时，给予其艺术的享受。通过科学的计算分析，确定合理的照明亮度值，不仅是低碳、节能的要求，也是以人为本的体现，蕴含了世博会倡导的和谐、共同可持续发展的理念和主题。天津馆照明强调设计和施工的每一个细节，灯具位置的选择和灯具投光角度的精确控制，以及灯具遮光板的设计，都是以避免眩光的产生为基本前提。

3 照明方案设计

3.1 亮度分析

图2所示，在中国馆内的各省市场馆区，天然光环境下通道的水平照度值达到200 LX以上(0.75 m水平面)。在室内筒灯照明下，通道的水平照度值达到300LX以上(0.75 m水平面)。还可以看到，天津馆一层和二层立面受天然光的影响差距较大，墙面的照度均匀度较小。

图2 天津馆光环境照片

3.2 光色分析

天然光的色温在5500 K左右，筒灯的光色为4200 K左右的冷白光。结合参观者视觉特性，立面照明可考虑通过光色的对比，适当降低照明功率。天津馆塔楼、主立面采用仿砖墙GRC板材，光反射率在0.2左右，照明设计应针对材质较低的光反射率，采取相应的技术措施，避免增加照明能耗。

3.3 方案构思

天津馆的建筑形式来源于天津五大道区域的小洋楼形象。天津“五大道”有万国建筑博物馆之称，具有各种欧式建筑风格的小洋楼近2000幢。“小洋楼”形象最能彰显天津的城市魅力与历史况味。因此，照明设计方案突出表现建筑典雅、庄重的形象，展现出建筑中“小洋楼”形象的文化内涵和韵致。

图3 天津馆照明效果模拟图

照明方式以投光照明为主，重点表现天津馆的主立面、塔楼和外廊。光色以暖黄色为主色调，光源色温控制在2300 K～3200 K。图3为天津馆照明方案的效果模拟。

同时，照明设计强调建筑细部的表达，对立面的细柱、山花和檐口做投光照明。在外廊内侧安装线形投光灯，营造花瓶柱的剪影效果。对二层塔楼的墙面和立柱，投光灯紧贴墙面安装，表现出材料的纹理和质感。见图4所示。

图4 局部照明实景照片

4 灯具选择

本案例选择LED高效、节能灯具，主要基于以下4个因素的考虑。(1)满足低碳、节能的要求，选用高效、节能和长寿命的灯具。(2)由于中国馆的空间限制，天津馆各构件相比于正常建筑，按照一定比例缩小了尺寸。因此必须选择尺寸较小，安装方便和容易隐藏的灯具。(3)天津馆的光环境亮度较高，色温在4200 K以上。因此光源的色温选择在2300 K～3000 K之间，通过与周围光环境的光色对比，能够以较小的照明功率，实现方案的设计艺术效果。(4)天津馆的塔楼、墙面材质的光反射系数较低，因此选择的光源应具有较好的显色性(显色指数 Ra≥80)。

图5 实验室模拟灯光照片

由于上海世博会建设的特殊性，如按照正常的设计程序和施工顺序，在现场调试灯具，最终确定光源和灯具，则无法满足天津馆建设工期的要求。因此，我们选择在实验室进行照明效果的模拟实验，采用天津馆立面最终选用的板材作为照明载体，最终确定灯具的功率、光色和光束角大小。见图5所示。

4.1 功率控制

天津馆外立面照明系统总功率必须控制在14 KW以内，立面照明实际系统功率为13.6 KW，满足建筑能耗的总体控制要求。

4.2 智能照明系统

考虑在上海世博会运营期间，天津馆照明总能耗的控制要求，实现低碳、节能的目的，天津馆采用了智能照明控制系统。跟据天津馆照明效果的要求，智能照明系统合理划分控制区域，实现对每个回路的自动控制、手动和可视化软件的控制。智能照明系统依据天津馆周围光环境的变化，调整灯具的发光效率，使建筑的照明亮度始终处于最科学合理的范围，从而达到节约电能的目的。

5 结语

低碳照明的理念从天津馆照明方案设计到后续的施工组织管理以及世博会期间的维护，都有了一定的实践和检验。无论是高效、节能、长寿命灯具的选择，还是照明总功率的精确计算，在各个关键环节严格控制，实现了低碳、节能的目标。由于上海世博会工期的特殊要求和场馆的一些条件限制，在天津馆照明设计和施工过程中还是有一些不足和遗憾之处，希望在未来的照明设计项目和工程实践中进一步探索和提高。

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市夜景照明设计规范(JGJ/T 163-2008)[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]中华人民共和国建设部.建筑照明设计标准(GB50034-2004)[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.

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[4彭军，方芳.光的力量--分析2010年上海世博会照明设计[A].中国第三届光文化照明论坛[C].天津:2010.

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