橋梁夜景照明中LED的應(yīng)用探討

胡 皓，楊春宇，汪統(tǒng)岳

(重慶大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院；山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點實驗室，重慶 400045)

橋梁夜景照明中LED的應(yīng)用探討

胡 皓，楊春宇，汪統(tǒng)岳

(重慶大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院；山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點實驗室，重慶 400045)

橋梁夜景照明是城市夜景展示的重要組成部分，隨著LED的逐漸普及，其在橋梁夜景設(shè)計中也得到了越來越多的應(yīng)用。文章結(jié)合橋梁夜景設(shè)計的問題和要點，以重慶主城橋梁為例，對LED在橋梁夜景照明中的應(yīng)用進行探討和展望。

橋梁；夜景照明；LED應(yīng)用

0 引 言

近年來，在我國城市夜景照明領(lǐng)域中，LED憑借其體積小、光效高、綠色節(jié)能、使用壽命長等特點已逐漸被普及，特別是在上海世博會以及南京青奧會之后，LED幾乎成為我國所有大城市夜景照明的首選。建(構(gòu))筑物的輪廓、外立面以及專賣店的形象墻等，都是LED廣泛應(yīng)用的展現(xiàn)。橋梁作為連接城市兩岸的紐帶，是構(gòu)成城市夜景風(fēng)貌的重要載體，LED用于橋梁夜景照明也成為一種必然趨勢。山城重慶有著中國“橋都”的美譽，各式各樣的橋梁遍布兩江，文章將以其中幾座為例，對LED在橋梁夜景照明中的應(yīng)用進行探討。

1 國內(nèi)目前橋梁夜景設(shè)計存在的問題

1.1 橋梁夜景照明缺乏與功能照明的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

橋梁是道路的延伸，滿足其夜間正常的交通運行是橋梁照明的基本功能要求。橋梁也是城市夜景當(dāng)中十分重要的風(fēng)景線，其夜景照明設(shè)計的優(yōu)劣影響著城市風(fēng)貌能否完美展現(xiàn)。從亮度、色溫(光色)、照明方式、燈具類型等多個方面來講，橋梁的夜景照明與功能照明都有著不同的設(shè)計要求，這就要求在進行橋梁夜景照明設(shè)計時，首先應(yīng)配合功能照明進行設(shè)計，即應(yīng)當(dāng)考慮夜景照明與功能照明的協(xié)調(diào)。除此之外，橋梁夜景照明也有其自身特點，現(xiàn)有不少橋梁的夜景照明，只在光色、亮度、動態(tài)上做文章，照明方式單一，忽略橋梁作為城市景觀的特殊性質(zhì)，導(dǎo)致橋梁夜景照明千篇一律，缺少個性。

1.2 橋梁夜景照明缺乏與環(huán)境的融合協(xié)調(diào)

橋梁夜景照明設(shè)計還要考慮橋梁所處位置周圍功能區(qū)的性質(zhì)、建筑密集程度及人文景觀、人流量、光環(huán)境特點等內(nèi)容，實現(xiàn)橋梁的景觀照明與周圍環(huán)境融合協(xié)調(diào)。有的設(shè)計為了突出橋梁的景觀特征，盲目追求高彩高亮、奪人眼球的效果，濫用彩色光和高亮度光，忽略了周圍光環(huán)境的實際亮度情況，例如重慶嘉華大橋，高亮度的橋體與低亮度的環(huán)境不協(xié)調(diào)(圖1)，重慶石板坡長江大橋(圖2)，其橋身、橋腹眩光較重，會影響行車安全。

圖1 重慶嘉華嘉陵江大橋

圖2 重慶石板坡長江大橋

1.3 燈具安裝過于暴露

燈具安裝的隱蔽性問題也是橋梁景觀打造的重點，隱蔽性既體現(xiàn)在燈具不影響橋梁白天自身結(jié)構(gòu)的美觀，又體現(xiàn)在夜間對眩光的控制。燈具安裝過程中要注意對管線路徑的合理選擇，盡量利用橋梁的結(jié)構(gòu)特點進行隱藏，安裝完成后要對視線角度進行調(diào)整，以避免眩光。

2 橋梁夜景照明的設(shè)計要點

橋梁照明由兩個方面的內(nèi)容組成，一個是橋面的功能照明，另一方面則是橋體的景觀照明。橋面的功能照明，是道路照明的一種形式，要保證行人與各類車輛能夠安全順利的通行，強調(diào)照明的清晰性、誘導(dǎo)性以及控制眩光干擾；而橋體的景觀照明則是要根據(jù)不同類型橋梁各自的結(jié)構(gòu)特點與細部構(gòu)件，并結(jié)合橋梁所處的周邊環(huán)境與地域文化，合理運用照明技術(shù)來展現(xiàn)橋梁的美感和藝術(shù)性。

2.1 重點表現(xiàn)內(nèi)容的選擇

橋梁主體要選取重點部位進行布光，突出關(guān)鍵部位，細化局部照明，亮度變化應(yīng)實現(xiàn)自然過渡且層次分明。根據(jù)橋梁的不同風(fēng)格，其重點組成要素包括橋塔、橋面、橋墩、橋拱、橋纜、拉索、鋼架、護欄等，在設(shè)計過程中，需要從這些要素里選取最能體現(xiàn)橋梁特征的幾項作為重點表現(xiàn)，不同部位選取不同類型的照明燈具，從而實現(xiàn)橋梁各類構(gòu)件層次分明的照明效果，避免通體一樣的照明方式。

2.2 表現(xiàn)方法的選擇

橋梁夜景照明設(shè)計的表現(xiàn)方法主要包括空間和時間這兩類。從空間的角度來講，是要使用不同類型、不同照明效果的燈具和光源，結(jié)合點、線、面、整體以及投射面與背光面的關(guān)系，來突顯橋梁空間美的立體效果，良好的動線設(shè)計實際上是一種情境創(chuàng)造。從時間的角度來講，是要在不同的時段，通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)不同回路照明燈具的明滅或強弱，組合出不同的展示效果。此外，這種方法還可以根據(jù)黃昏、夜晚、深夜、一年四季不同背景照明和環(huán)境要求創(chuàng)造出具有不同特點的夜景效果，也是節(jié)約能源的極佳手段。

2.3 照明光色的選擇

由于光源的光譜分布不同，因此在不同光源照射下觀看被照物體時，其外觀色彩會發(fā)生變化，可見光源的色調(diào)會直接影響物體色彩的表現(xiàn)，這就要求我們必須選擇合適顯色指數(shù)的光源。依照橋梁自身的材料和顏色，相對光色匹配的光源可以強化橋梁的照明效果，制造夜景情調(diào)。對于彩色燈光，應(yīng)謹(jǐn)慎使用，彩色光色彩明艷強烈，過多使用會影響橋梁其他光色的和諧統(tǒng)一，造成色彩點綴失衡的感覺。

3 橋梁夜景照明中LED的應(yīng)用實例

山城重慶，建筑層疊聳立，道路盤旋而上，城市風(fēng)貌獨特。每當(dāng)華燈初上，江澄銀樹，浪卷金花，高下井然，遍地華燈，形成奇麗的夜景。嘉陵江、長江穿城而過，為解生活之便，兩江之上修建了各式各樣壯觀的橋梁，橋梁夜景自然也成為了重慶夜景的點睛之筆?，F(xiàn)重慶主城就有22座跨江大橋，由于其結(jié)構(gòu)樣式、地理位置等不同，其夜景照明方式也各不相同。文章以重慶千廝門嘉陵江大橋和重慶朝天門長江大橋為例，對橋梁夜景照明中LED的應(yīng)用進行探討。

3.1 重慶千廝門嘉陵江大橋

千廝門大橋于2015年建成通車，地處主城核心地帶，橫躍嘉陵江，連接起CBD渝中半島與金融中心江北嘴，同時跨越洪崖洞風(fēng)景區(qū)和北濱路觀景道，兼具交通功能和景觀效果。該橋為單塔單索面部分斜拉橋，同時也是分上下兩層的路軌兩用橋，上層為城市道路，下層用于重慶地鐵6號線，全長720 m，主塔高182 m，最長一對拉索有540 m(圖3)。

照明設(shè)計從橋的結(jié)構(gòu)方面來看，該橋主要分為主塔、拉索、鋼桁架3部分。主塔的形狀就像是由空間曲面圍合而成的一個水滴造型，通過合理布燈營造光影來突顯其空間立體感是主塔照明設(shè)計的關(guān)鍵。從現(xiàn)場調(diào)研的情況來分析，大橋主塔采用了階梯功率組合式泛光照明逐級照射，燈具主要安裝在主塔附近的鋼桁架以及人行道的燈具支架上(圖4)。在拉索方面，千廝門大橋采用了單索面部分斜拉，與其他斜拉橋相比，由于拉索數(shù)量較少導(dǎo)致拉索范圍內(nèi)反射面極少，而斜拉索的三角形構(gòu)圖又是斜拉橋整體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)必不可少的一部分，為了完整展現(xiàn)斜拉索的三角形構(gòu)圖，斜拉索下部采用窄光束LED投光燈從下自上沿拉索方向照射，并內(nèi)置防眩光遮光罩來避免產(chǎn)生眩光。大橋下部的鋼桁架用于地鐵運行，兩側(cè)雙空，由斜腹桿鏈接而成。鋼桁架表面涂有橙色面漆，因此對斜腹桿的照射選擇了黃光，使色彩飽滿柔和。由于斜腹桿造型狹長，千廝門大橋的主要景觀視點為透視角度，如果只對斜腹桿的單一外立面進行照射則無法體現(xiàn)空間層次感，因此在斜腹桿外側(cè)立面設(shè)置了一盞LED投光燈，同時在斜腹桿的兩側(cè)壁各設(shè)置了一盞相對功率較低的LED投光燈，作為輔助光突顯透視效果(圖5)。在鋼桁架的上下長橫面上，選擇了LED點光源來組合顯現(xiàn)橫臥的橋體輪廓，同時通過外控來實現(xiàn)漸亮和漸暗交替的“呼吸”效果(圖6)。

圖3 重慶千廝門嘉陵江大橋

圖4 主塔下燈具支架

圖5 斜腹桿投光燈布置

圖6 LED點光源排列

3.2 重慶朝天門長江大橋

朝天門大橋建成于2009年，連接江北城與南岸彈子石。該橋全長1 741 m，采用鋼桁架拱橋形式，兩座主墩，主跨度有552 m，是當(dāng)今“世界第一拱橋”。這座橋也是分上下兩層的路軌兩用橋，上層供車輛和行人使用，下層為地鐵軌道(圖7)。

圖7 重慶朝天門長江大橋

大橋主要由橋拱和橋身兩部分構(gòu)成，其夜景照明從點、線、面3個角度來進行設(shè)計，而在燈具選擇上，主要使用了LED點光源、LED洗墻燈以及LED投光燈這幾類燈具。朝天門大橋擁有目前世界上最大跨度的橋拱，因此，在照明設(shè)計中對橋拱外形進行展示是必不可少的，于是大橋主拱的上下兩條輪廓線上按照大概3～4 m的距離布置了高亮度的LED點光源，呈現(xiàn)出特別的韻律感，勾勒出了主拱的輪廓。在橫向鋼桁架橋體的上下兩面外側(cè)，連續(xù)朝外布置了LED洗墻燈，以表現(xiàn)橋梁連接兩岸的延伸性，也表現(xiàn)出了雙層橋面的空間層次感。在主拱兩側(cè)輪廓線之間的鋼桁架以及主橋體上下橋面之間的鋼桁架均使用窄光束LED投光燈相向照射鋼桁架外立面，同時也照亮了其內(nèi)部細節(jié)，以表現(xiàn)鋼桁架特有的材質(zhì)紋理與質(zhì)感，以及桁架的立體感與結(jié)構(gòu)美，彰顯其氣勢(圖8)。

圖8 朝天門大橋主拱橋

4 結(jié) 語

城市的橋梁代表著城市發(fā)展的經(jīng)濟地位和技術(shù)水平，橋梁夜景更是一座城市不可或缺的風(fēng)景線。LED耗能少、壽命長、體積小、反應(yīng)快、電壓低等優(yōu)點為橋梁夜景的塑造提供了更多的可行性，也為橋梁夜景問題的改善提供了保證。橋梁是建筑技術(shù)與結(jié)構(gòu)藝術(shù)的結(jié)晶，應(yīng)該更多地去思考如何巧妙運用日益發(fā)展的LED技術(shù)以及其他合適的照明方式將其完美地展示在城市夜空中。

[1] 楊春宇.LED在建筑物景觀照明上的應(yīng)用研究[C]∥LED裝飾照明研討會，2009:61- 66.

[2] 梁業(yè)穎.LED在橋梁景觀照明中的應(yīng)用探析[J].設(shè)計藝術(shù)研究，2012，2(1)：22-25.

[3] 黃文彬.城市橋梁夜景照明設(shè)計思路探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(24)：20-21.

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[6] 黃珂.動線設(shè)計與情境創(chuàng)造[J].西部人居環(huán)境學(xué)刊，2014(5)：68-73.

Research on the application of LED in bridge lighting

Hu Hao, Yang Chunyu, Wang Tongyue

(College of Architecture and Urban Planning; Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area, Chongqing University, Chongqing 400045, P.R. China )

Bridge night lighting is an important part of the urban night show, with the increasing popularity of LED, it has got more and more applications in bridge night lighting design. In this paper, issues and points of bridge night lighting designed to bridge the main city of Chongqing as an example, the application of LED lighting in bridge night will be explored and discussed.

bridge；nightscape lighting；LED applications

2016- 03-10

胡皓(1992-)男，重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院碩士研究生，主要從事建筑技術(shù)科學(xué)(光學(xué)方向)研究。