橡膠壩工程景觀照明設(shè)計(jì)方案探討

關(guān)鍵詞：景觀照明設(shè)計(jì)光球透光性光源照度補(bǔ)償電容器程序化控制 

承德市內(nèi)有一條武烈河自北向南貫穿而過，因近年干旱缺水，河道斷流，雜草叢生，蚊蠅孳生，不僅影響到城市市容，還影響到周邊生態(tài)環(huán)境。2006年5月承德市動(dòng)工興建橡膠壩工程。壩址選在距上游承德大橋188.5處，設(shè)計(jì)壩軸線與河岸垂直，軸線方向ne39.5，采用三段充水式棉綸壩袋結(jié)構(gòu)，每段長56.0m，中間設(shè)隔墩，深淺槽布置，中間深槽段壩高4.0m，底板高程291.40m，兩側(cè)淺槽段壩高3.0m，底板高程292.0m，充水泵房布置于右岸，泵房面積16.5×8.4m(長×寬)，下部為泵房，上部為配電室、控制室、值班室，泵房內(nèi)設(shè)置2臺(tái)雙吸離心泵，埋設(shè)3條充水管路，分別向三段壩袋充水。 

橡膠壩的建設(shè)，一可以改善市城生態(tài)環(huán)境，還武烈河以碧綠水面，在蓄水的第一天就吸引了4只天鵝落客水面；二可以提供市城生活用水，解決水源危機(jī)；三可以提供觀光娛樂場所，劃船、戲水、垂釣等。 

由于橡膠壩位于市區(qū)，其景觀照明設(shè)計(jì)就顯得尤為重要，既要滿足工程運(yùn)行管理要求，又應(yīng)該與周邊照明設(shè)施融合輝映。 

1方案比選 

方案一，在壩袋間的2個(gè)隔墩上各設(shè)一支高桿燈，桿高選多少米才合適呢？30m、40m…，經(jīng)過計(jì)算機(jī)效果仿真，否定了這一方案。因?yàn)楦邨U燈安裝于河槽，地勢(shì)低，所以無論從獨(dú)自視覺效果，還是與周邊燈光層次配合上，均不適合。 

方案二，在壩袋間的2個(gè)隔墩上各設(shè)一組百葉華燈，雖然照度效果達(dá)到了，但燈型與右岸市府廣場類同,沒有新意。 

方案三，沿橡膠壩布設(shè)霓虹燈，考慮防洪安全要求，需接一條架空線安裝霓虹燈，另外，與左岸步行街燈型類同，且照度不夠。 

方案四，在2個(gè)隔墩上分別設(shè)置自動(dòng)旋轉(zhuǎn)投光燈，以兩條移動(dòng)光束照射水面及兩岸，雖然增加了動(dòng)感，但其強(qiáng)烈的眩光會(huì)影響慢步河邊的游人眼睛。 

方案五，在2個(gè)隔墩上各裝設(shè)1個(gè)直徑為4m的玻璃鋼球，球內(nèi)裝設(shè)照明光源，利用透光原理，當(dāng)燃亮球內(nèi)光源時(shí)，兩支光球尤如兩顆碩大無比的夜明珠，與周邊景觀配合，真有畫龍點(diǎn)睛之效。球體顏色選用淺藍(lán)色，以滿足透光性好，且與周邊景觀相協(xié)調(diào)的要求。對(duì)球內(nèi)光源要求發(fā)光效率高，使用壽命長，光通量大，選用飛利浦hpi-t-2000w金鹵燈(技術(shù)參數(shù)見表1)，它是在高壓汞燈的基礎(chǔ)上，添加金屬鹵化物，使金屬原子或分子參與放電，發(fā)出可見光，調(diào)配金屬鹵化物的成分和配比，可得到全光譜（白光）的光源。每只球體內(nèi)裝設(shè)三只hpi-t 2000w金鹵燈，三角布置于球心支架上。 

表1飛利浦hpi-t 2000w金鹵燈技術(shù)參數(shù) 

 

圖1 橡膠壩工程夜景照明設(shè)計(jì)效果圖 

2方案設(shè)計(jì) 

以下僅就設(shè)計(jì)中的幾個(gè)技術(shù)問題說明如下。 

2.1球體透光性檢測(cè) 

球體透光性直接關(guān)系到球內(nèi)光源功率的確定，透光性差，則需配置光源功率大、效率低、運(yùn)行費(fèi)用高，透光性好，則反之。經(jīng)國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)（檢測(cè)數(shù)據(jù)見表2），球體玻璃鋼選用淺藍(lán)色，既可滿足透光性要求，又兼顧了與周邊景觀的協(xié)調(diào)。 

 

表2淺藍(lán)色玻璃鋼透光性檢測(cè)技術(shù)參數(shù) 

 

2.2光源照度計(jì)算 

采用philips hpt-t-2000w/220v，光源光通量189000lm，球體表面積s=4πr2=πd2=51.84m2，球體表面光亮度m=φ×80%/s=875cd/m2，按照周圍無其它光源影響60m處照度e=i/r2=8.7lux，即在河岸邊的亮度值接近《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》sdj173-85規(guī)定的主要通道照度標(biāo)準(zhǔn)10lux的要求。 

2.3加裝補(bǔ)償電容 

因鹵化燈功率因數(shù)很低，本工程所選光源cosφ=0.44，經(jīng)以下照明負(fù)荷計(jì)算及壓降損失計(jì)算，可以看出通過加裝補(bǔ)償電容，減小工作電流近1倍，減小壓降損失近4倍，從而降低了電纜截面，提高了用電效率。 

⑴照明負(fù)荷工作電流計(jì)算 

加裝補(bǔ)償電容前：ijs1=pσ/（√3uncosφ）=6×2000w/(√3×380×0.44)=41.44a； 

加裝補(bǔ)償電容后：ijs2=pσ/（√3uncosφ）=6×2000w/(√3×380×0.85)=21.44a。 

⑵照明網(wǎng)絡(luò)線路損失計(jì)算 

加裝補(bǔ)償電容前：δp1=i2r=i2（rl）=41.442×(3.4347×0.12)=176.95v； 

電源電纜選用jhs-3×6+1×4型防水橡套軟電纜， 

其r=3.4347,l=0.12km。 

加裝補(bǔ)償電容后：δp2=i2r=i2（rl）=21.442×(3.4347×0.12)=47.37v。 

⑶補(bǔ)償電容計(jì)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，設(shè)有4種運(yùn)行工況。第一種為全亮，遇有重大節(jié)日或重要事件可投入該種運(yùn)行方式；第二種僅燃亮每只光球內(nèi)面向河岸布置的2盞光源，造成明暗視覺差，而河岸側(cè)亮度不減，節(jié)省了能源；第三種只燃亮光球內(nèi)面向河內(nèi)布置的1盞光源，隔岸而望，有一種朦朧之感；第四種則輪流燃亮光球內(nèi)的3盞光源，造成動(dòng)感，但閃動(dòng)頻率不易過快，以免頻繁啟動(dòng)光源，影響其使用壽命。 

2.5通風(fēng)散熱 

光球內(nèi)3盞2000w光源燃亮?xí)r，散發(fā)出的熱量，如果密閉在球體中，勢(shì)必造成球內(nèi)溫度升高、過熱，將直接影響到球體玻璃鋼貼膜及光源使用壽命，故提出在球體上開設(shè)通風(fēng)窗的問題，其中需注意以下三點(diǎn)：①通風(fēng)窗應(yīng)考慮防雨，不能開在球體上部，②通風(fēng)窗應(yīng)考慮防洪，不能低于河道最高洪水位，③通風(fēng)窗應(yīng)考慮防蟲，需設(shè)防蟲隔網(wǎng)。 

3結(jié)束語 

通過承德橡膠壩工程景觀照明設(shè)計(jì)使我們更進(jìn)一步理解到“綠色照明”的深刻含義及現(xiàn)實(shí)意義，具體表現(xiàn)為：①節(jié)能，通過加裝補(bǔ)償電容，降低了線路損耗，減小了電纜截面。②協(xié)調(diào)，方案設(shè)計(jì)除考慮自身特點(diǎn)外，還需兼顧周邊景觀設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌規(guī)劃，整體協(xié)調(diào)。③長壽，玻璃鋼球開設(shè)通氣窗，延長光源使用壽命。④人文，通過程序化控制，使之更趨人性化。⑤環(huán)保，采用淺藍(lán)色光球，夜晚光源燃亮?xí)r提高透光性，并避免眩光，白天光源不亮?xí)r增加觀賞性等。 

參考文獻(xiàn) 

[1]《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》(sl227-98) 

[2]《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb50034-2004) 

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以pdf形式查看。