橡胶坝工程景观照明设计方案探讨

黎咏梅

摘要：近年来越来越多的城市为保护环境、美化城市面貌，开始建设自己的环城水系，而橡胶坝是环城水系中的重要组成部分，本文以承德橡胶坝工程的景观照明设计为例，从方案比选到方案设计，进一步揭示出“绿色照明”的具体含义，即节能---加装补偿电容器，协调---兼顾周边环境统筹规划，长寿---开设通气窗延长光源寿命，人文---程序化控制更趋人性化，环保---采用浅蓝色光球避免眩光增加观赏性等，供今后水利工程景观照明设计参考借鉴。

关键词：景观照明设计光球透光性光源照度补偿电容器程序化控制

承德市内有一条武烈河自北向南贯穿而过，因近年干旱缺水，河道断流，杂草丛生，蚊蝇孳生，不仅影响到城市市容，还影响到周边生态环境。2006年5月承德市动工兴建橡胶坝工程。坝址选在距上游承德大桥188.5处，设计坝轴线与河岸垂直，轴线方向NE39.5，采用三段充水式棉纶坝袋结构，每段长56.0m，中间设隔墩，深浅槽布置，中间深槽段坝高4.0m，底板高程291.40m，两侧浅槽段坝高3.0m，底板高程292.0m，充水泵房布置于右岸，泵房面积16.5×8.4m(长×宽)，下部为泵房，上部为配电室、控制室、值班室，泵房内设置2台双吸离心泵，埋设3条充水管路，分别向三段坝袋充水。

橡胶坝的建设，一可以改善市城生态环境，还武烈河以碧绿水面，在蓄水的第一天就吸引了4只天鹅落客水面；二可以提供市城生活用水，解决水源危机；三可以提供观光娱乐场所，划船、戏水、垂钓等。

由于橡胶坝位于市区，其景观照明设计就显得尤为重要，既要满足工程运行管理要求，又应该与周边照明设施融合辉映。

1方案比选

方案一，在坝袋间的2个隔墩上各设一支高杆灯，杆高选多少米才合适呢？30m、40m…，经过计算机效果仿真，否定了这一方案。因为高杆灯安装于河槽，地势低，所以无论从独自视觉效果，还是与周边灯光层次配合上，均不适合。

方案二，在坝袋间的2个隔墩上各设一组百叶华灯，虽然照度效果达到了，但灯型与右岸市府广场类同,没有新意。

方案三，沿橡胶坝布设霓虹灯，考虑防洪安全要求，需接一条架空线安装霓虹灯，另外，与左岸步行街灯型类同，且照度不够。

方案四，在2个隔墩上分别设置自动旋转投光灯，以两条移动光束照射水面及两岸，虽然增加了动感，但其强烈的眩光会影响慢步河边的游人眼睛。

方案五，在2个隔墩上各装设1个直径为4m的玻璃钢球，球内装设照明光源，利用透光原理，当燃亮球内光源时，两支光球尤如两颗硕大无比的夜明珠，与周边景观配合，真有画龙点睛之效。球体颜色选用浅蓝色，以满足透光性好，且与周边景观相协调的要求。对球内光源要求发光效率高，使用寿命长，光通量大，选用飞利浦HPI-T-2000W金卤灯(技术参数见表1)，它是在高压汞灯的基础上，添加金属卤化物，使金属原子或分子参与放电，发出可见光，调配金属卤化物的成分和配比，可得到全光谱（白光）的光源。每只球体内装设三只HPI-T 2000W金卤灯，三角布置于球心支架上。

表1飞利浦HPI-T 2000W金卤灯技术参数

图1 橡胶坝工程夜景照明设计效果图

2方案设计

以下仅就设计中的几个技术问题说明如下。

2.1球体透光性检测

球体透光性直接关系到球内光源功率的确定，透光性差，则需配置光源功率大、效率低、运行费用高，透光性好，则反之。经国家玻璃质量监督检验中心检测（检测数据见表2），球体玻璃钢选用浅蓝色，既可满足透光性要求，又兼顾了与周边景观的协调。

表2浅蓝色玻璃钢透光性检测技术参数

2.2光源照度计算

采用Philips HPT-T-2000W/220V，光源光通量189000Lm，球体表面积S=4πR2=πD2=51.84m2，球体表面光亮度M=Φ×80%/S=875cd/m2，按照周围无其它光源影响60m处照度E=I/r2=8.7Lux，即在河岸边的亮度值接近《水力发电厂机电设计技术规范》SDJ173-85规定的主要通道照度标准10Lux的要求。

2.3加装补偿电容

因卤化灯功率因数很低，本工程所选光源cosφ=0.44，经以下照明负荷计算及压降损失计算，可以看出通过加装补偿电容，减小工作电流近1倍，减小压降损失近4倍，从而降低了电缆截面，提高了用电效率。

⑴照明负荷工作电流计算

加装补偿电容前：Ijs1=PΣ/（√3Uncosφ）=6×2000W/(√3×380×0.44)=41.44A；

加装补偿电容后：Ijs2=PΣ/（√3Uncosφ）=6×2000W/(√3×380×0.85)=21.44A。

⑵照明网络线路损失计算

加装补偿电容前：ΔP1=I2R=I2（rL）=41.442×(3.4347×0.12)=176.95V；

电源电缆选用JHS-3×6+1×4型防水橡套软电缆，

其r=3.4347,L=0.12km。

加装补偿电容后：ΔP2=I2R=I2（rL）=21.442×(3.4347×0.12)=47.37V。

⑶补偿电容计算

Qc=P（tgα1- tgα2）=2000×(tg63.9°-tg31.8°)=2842.5Var,

其中：α1=cos-1(0.44)=63.9°, α2=cos-1(0.85)=31.8°；

Qc=ωCU2，C= Qc/ωU2=2842.5/(100×3.14×2202)=187μF。

2.4程序控制

光源采用程序化控制，设有4种运行工况。第一种为全亮，遇有重大节日或重要事件可投入该种运行方式；第二种仅燃亮每只光球内面向河岸布置的2盏光源，造成明暗视觉差，而河岸侧亮度不减，节省了能源；第三种只燃亮光球内面向河内布置的1盏光源，隔岸而望，有一种朦胧之感；第四种则轮流燃亮光球内的3盏光源，造成动感，但闪动频率不易过快，以免频繁启动光源，影响其使用寿命。

2.5通风散热

光球内3盏2000W光源燃亮时，散发出的热量，如果密闭在球体中，势必造成球内温度升高、过热，将直接影响到球体玻璃钢贴膜及光源使用寿命，故提出在球体上开设通风窗的问题，其中需注意以下三点：①通风窗应考虑防雨，不能开在球体上部，②通风窗应考虑防洪，不能低于河道最高洪水位，③通风窗应考虑防虫，需设防虫隔网。

3结束语

通过承德橡胶坝工程景观照明设计使我们更进一步理解到“绿色照明”的深刻含义及现实意义，具体表现为：①节能，通过加装补偿电容，降低了线路损耗，减小了电缆截面。②协调，方案设计除考虑自身特点外，还需兼顾周边景观设计，统筹规划，整体协调。③长寿，玻璃钢球开设通气窗，延长光源使用寿命。④人文，通过程序化控制，使之更趋人性化。⑤环保，采用浅蓝色光球，夜晚光源燃亮时提高透光性，并避免眩光，白天光源不亮时增加观赏性等。

参考文献

[1]《橡胶坝技术规范》(SL227-98)

[2]《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。