解志剛

山水文園凱亞房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 北京 100122

引言：當(dāng)今社會(huì)，工作節(jié)奏加快，人們每天上班都在不停地奔忙，而休息時(shí)，則更需要全身心的放松，這些也就成為現(xiàn)代住宅小區(qū)品質(zhì)的需求之一，要求居住環(huán)境白天看到的景觀越來(lái)越美，夜晚光環(huán)境也要美觀舒適。山水文園采用德式現(xiàn)代主義建筑風(fēng)格，主題色彩溫和，墻面以黃銹石為主材，立面局部配以深綠色金屬板，彰顯現(xiàn)代與華貴。景觀近似于圓明園之武陵春色，整體強(qiáng)調(diào)大山大水的景觀布局，為入住業(yè)主提供奢華及優(yōu)雅的室內(nèi)外環(huán)境。下面就討論一下該小區(qū)的夜景照明。

1 負(fù)荷等級(jí)和供電系統(tǒng)

1.1 負(fù)荷等級(jí)

園林、綠地內(nèi)電力負(fù)荷的選擇在《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T163-2008中是這樣要求的：“應(yīng)根據(jù)照明負(fù)荷中斷供電可能造成的影響及損失合理的確定負(fù)荷等級(jí)”。所以我認(rèn)為此小區(qū)按三級(jí)負(fù)荷等級(jí)供電。

1.2 供電系統(tǒng)

山水文園住宅小區(qū)分為五段建造，總面積超過(guò)百萬(wàn)平方米，小區(qū)堆土成山，依山建湖，瀑布飛流，景觀照明所需用電量十分可觀。所以在用電負(fù)荷中心附近建立10/0.4kv變配電所，來(lái)向設(shè)備提供充足電能。這樣不但可以節(jié)省了制造導(dǎo)體所用的有色金屬材料，也可以做到有效降低電能損耗，同時(shí)還提高了供電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。在小區(qū)總變配電室預(yù)留專用景觀照明配電柜，對(duì)于在變配電室附近的綠地，當(dāng)用電量不大的情況下，采用220/380v電壓供電。綠地內(nèi)的配電室外形采用假山等多種形式，盡量與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

根據(jù)不同的負(fù)荷狀況，分別采用放射式、放射式與樹(shù)干式相結(jié)合的供電系統(tǒng)。并且在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，本著前瞻精神，預(yù)留出一定數(shù)量的備用回路，用于小區(qū)一些臨時(shí)活動(dòng)及未來(lái)發(fā)展的用電保障。

2 電纜線路

2.1 供電線路應(yīng)采用電纜

北方地區(qū)四季分明，夏季高溫多雨，并可能發(fā)生雷暴等自然災(zāi)害；冬季晝夜溫差有較大差距，可能產(chǎn)生局部?jī)鋈谘h(huán)，電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境四季都在變化，設(shè)備的耐受性和適用性要求變高。為提高位于室外環(huán)境中的景觀設(shè)備線路運(yùn)行可靠性，山水文園供電線路全部采用鎧裝電纜直埋敷設(shè)。這樣，電纜處于土壤的保護(hù)之中，有利于線路散熱，減緩線路絕緣的老化速度，同時(shí)減少線路機(jī)械損傷幾率。

2.2 供電半徑的選擇

景觀照明的照明設(shè)備分布面積大，距離遠(yuǎn)。這就造成配電距離相對(duì)較長(zhǎng)，因此怎樣確定供電半徑就成為一個(gè)十分重要的問(wèn)題。

約束供電半徑的因素，分析來(lái)大致有三個(gè)方面：一是電壓損失，二是單相短路保護(hù)靈敏度，三是接地故障動(dòng)作時(shí)間。聚氯乙烯絕緣電纜是我們?cè)谝话悱h(huán)境中常用電纜，如果在該電纜線路中，電流為該截面電纜額定載流量的90%，所選用的長(zhǎng)延時(shí)脫扣器，其整定電流In為：該段線路額定載流量的90%。瞬時(shí)脫扣器整定電流為5In。則滿足線路電壓損失＜10%條件、滿足線路末端單相短路保護(hù)靈敏度條件、滿足接地故障動(dòng)作時(shí)間＜5s條件的供電半徑如下表所示。

表1 滿足電壓損失、單相短路保護(hù)靈敏度、接地故障動(dòng)作時(shí)間要求的供電半徑

從上表中，我們看到：滿足單相短路保護(hù)靈敏度要求的供電半徑最小。景觀照明供電設(shè)計(jì)工作中，這個(gè)條件是不容易達(dá)到要求的，理論上只能增加電纜截面，用以滿足單相短路保護(hù)靈敏度要求。同時(shí)《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16-2008）要求，單相支路線路長(zhǎng)度不宜超過(guò)100米，220/380V配電線路不宜超過(guò)300米，山水文園的供電半徑多在300m左右，導(dǎo)線截面不小于10平方毫米，這也符合《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T163-2008中要求供電半徑不超過(guò)0.5km的規(guī)定。

3 景觀照明

景觀照明是建筑學(xué)、園林綠化、電氣照明等諸多專業(yè)相結(jié)合的融合體。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮視覺(jué)、舒適性的要求，以及不同的環(huán)境條件。選擇合理光源、適宜的照度，來(lái)獲得優(yōu)良的視覺(jué)功效、舒適的心理感受。

山水文園景觀照明在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，綜合以上需求，在不同區(qū)域采用個(gè)性化方案，合理滿足了業(yè)主的需求。下面就景觀照明中主要的幾種形式分別論述。

3.1 建筑物夜景照明

建筑物夜景照明，從發(fā)展歷史來(lái)看，主要有兩種形式：早期多采用的方式是利用各種彩燈沿建筑物的外輪廓以及屋面的周遭外檐布置，用以突出顯示建筑物外輪廓；而現(xiàn)在較多采用的是具有立面層次感的泛光照明。山水文園將二者有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，譜出了一首光和色的優(yōu)美樂(lè)章。

泛光照明技術(shù)不僅僅是工程中光源的使用，更是一種藝術(shù)的表現(xiàn)形式。通過(guò)光及色彩的有效結(jié)合，突出建筑物的優(yōu)美造型及特殊構(gòu)造，利用美輪美奐的燈光來(lái)美化城市夜景。

泛光照明設(shè)計(jì)，是光與色的藝術(shù)作品。需要依照該建筑所處的環(huán)境、外墻采用的裝飾材料，來(lái)確定光源的投光方向、投光寬度、投光高度以及光源顏色。這是建筑設(shè)計(jì)整體構(gòu)想與照明技術(shù)完美結(jié)合的成果。

3.1.1 泛光照明常用光源

泛光照明常用光源如表2所示。處于對(duì)節(jié)能要求的考慮，LED光源正越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到泛光照明的設(shè)計(jì)與施工中。LED是一種高光效的新光源，有著不容小覷的光源參數(shù)，其光效為80～100 Lm/w，壽命大于10000小時(shí)，顯色指數(shù)70～85。 隨著近些年LED技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，此類光源必將有更為廣泛的應(yīng)用空間。

表2 泛光照明的常見(jiàn)光源

3.1.2 泛光照明器的光束開(kāi)口角

用上述光源做成的照明器，按照光源光束開(kāi)口角大小分為窄光束、中等光束、寬光束三種，見(jiàn)表3。光束角大者，適用較低、較寬的建筑；光束角小者，適用較高的建筑。

表3 泛光照明器的開(kāi)口角及使用場(chǎng)所

3.1.3 泛光照明設(shè)計(jì)照度值

照度值見(jiàn)表4

表4 被照景物亮度水平

3.1.4 各種建筑材料的反射系數(shù)

表5 各種建筑材料的反射系數(shù)

3. 1.5 照度計(jì)算方法

3.1.5.1 流明法計(jì)算公式

式中：∑φ——全部投射到立面上所需的光通量，lm；

A——被照立面的總面積，m2；

E——所選定的照度值，lx；

η——利用系數(shù)，0.25～0.35。

3.1.5.2 發(fā)光強(qiáng)度法計(jì)算公式

P=ED2

或P=EL2/sinα.cosα

式中：P——建筑物立面所需發(fā)光強(qiáng)度，cd；

D——泛光燈距建筑物的距離，m；

L——泛光燈投射高度，m；

E——立面上所需的垂直照度，lx；

α——光源投射方向與地面的夾角。

3.1.6 光污染的限制

在《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)于光污染的限制，做出了十分嚴(yán)格的規(guī)定，規(guī)范規(guī)定：夜景照明設(shè)施在居住類建筑的窗戶外表面所產(chǎn)生的垂直面照度不應(yīng)大于表6的規(guī)定值；而燈具朝向居室方向的發(fā)光強(qiáng)度不應(yīng)大于表7的規(guī)定值。

表6 居住建筑窗戶外表面產(chǎn)生的垂直面照度最大允許值

表7 夜景照明燈具朝居室方向的發(fā)光強(qiáng)度的最大允許值

3.1.7 山水文園的樓體泛光照明設(shè)計(jì)

該小區(qū)的外墻米黃色墻磚，為了有效地突出建筑物的外輪廓，在建筑外角做條形照明，采用5w/m的黃色LED光帶，既與外墻磚顏色統(tǒng)一，又保證緊密體現(xiàn)建筑物輪廓。陽(yáng)臺(tái)上沿采用30WT5熒光燈，向下投光，因陽(yáng)臺(tái)位于客廳外，故此部位光帶既不影響主人休息，又將各異的陽(yáng)臺(tái)形狀，呈現(xiàn)眼前；在建筑物頂部及立面，安裝暖黃色LED光帶，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，給人一種回家的溫暖（見(jiàn)附圖）。布燈盡量避開(kāi)臥室位置，以避免打擾業(yè)主休息。所有燈光用時(shí)鐘控制，23點(diǎn)以后，只保留屋頂及外廓照明。這樣的泛光配置，使小區(qū)整體建筑的夜間效果在盡顯奢華的同時(shí)，又體現(xiàn)出靜謐、舒適。

3.2 道路照明

在小區(qū)的主干道旁，布置庭院燈，雙側(cè)對(duì)稱布置，燈具間隔20m左右。光源選用38w金鹵燈，燈高3.0m。園區(qū)小路采用草坪燈，安裝在路旁的草坪內(nèi)。光源是8w的節(jié)能燈。燈高0.8m，間距為3.5～5.0倍的燈高，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況安裝。這樣，不同的道路采用不同的燈型，既滿足了照明的要求，又起到了引導(dǎo)的作用。燈具用時(shí)鐘控制，分時(shí)段投入，兼顧了照明與節(jié)電功能。

3.3 植物照明

3.3.1 對(duì)于雪松、欒樹(shù)等相對(duì)獨(dú)立的樹(shù)木，選擇埋地?zé)?，每棵?shù)采用兩組燈具，從需要的角度進(jìn)行投光。在山水文園建園時(shí)景觀設(shè)計(jì)選擇的為高壓汞燈?，F(xiàn)在因?yàn)槌霈F(xiàn)了更為節(jié)能的新型光源，山水文園將喬木類植物的照樹(shù)燈改為L(zhǎng)ED光源，設(shè)置在樹(shù)池內(nèi)，從下往上照射，使得人眼所見(jiàn)的樹(shù)葉面，有充足的照度，讓樹(shù)葉在隨著視角變化都有油綠欲滴的視覺(jué)效果。樹(shù)燈照度的分布及燈具布光示意見(jiàn)圖1。

圖1 大樹(shù)燈照度分布及燈具布光示意

3.3.2 對(duì)于竹子、黃楊等成片樹(shù)林，根據(jù)灌木植被面積，采用數(shù)只埋地的金鹵投光燈，將主要照度集中在需要特別顯示的樹(shù)干或者枝杈部分，使整片樹(shù)叢或竹林具有豐富的層次效果。

3.4 花架的照明

花架位于廊橋上，是一個(gè)極具藝術(shù)感的裝飾物。其照明燈具應(yīng)盡量隱藏，以不影響白天的觀感。故此文園的花架采用頂部和底部照明相結(jié)合的做法。在檁上安裝35w金鹵燈，向下投光；在柱旁安裝80w金鹵燈向上投光。這樣，夜晚的花架醒目迷人，與水中倒影相映成趣。

3.5 水系照明

山水文園以山、水作為小區(qū)特色，水系在整個(gè)小區(qū)中扮演著極為重要的角色。在駁岸與小橋采用水下投光燈做重點(diǎn)點(diǎn)綴。在近岸部分點(diǎn)狀安裝水下燈，與水中的星光倒影相互輝映，又起到警示路人的作用。水下燈采用12v電壓供電，防護(hù)等級(jí)不低于IPX8。配電線路采用不帶金屬外皮的防水型電纜。

4 接地與安全

作為景觀照明，一般而言在室外隨著地形分布，配電半徑較大，而過(guò)電流保護(hù)靈敏度，以及線路允許電壓損失，這兩種因素制約了TN-S保護(hù)系統(tǒng)的配電距離，同時(shí)接地保護(hù)線還有可能傳導(dǎo)故障電壓，即使安裝RCD也不能徹底解決問(wèn)題，對(duì)景觀照明的安全很不利。而采用TT系統(tǒng)，則可以克服TN-S系統(tǒng)存在的一些問(wèn)題。所以山水文園景觀照明主要采用TT保護(hù)系統(tǒng)，用以規(guī)避TN-S系統(tǒng)所產(chǎn)生的隱患。

在日常的學(xué)術(shù)討論中，很多人認(rèn)為采用TT系統(tǒng)時(shí)，變電站（箱式變壓器）的中性點(diǎn)接地與保護(hù)接地應(yīng)做到單獨(dú)設(shè)置，即兩種不同的接地系統(tǒng)，相互距離保持20米以上。但由于受地形、建筑物構(gòu)筑物距離等各種客觀條件的限制，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)非常困難。若是兩種接地之間不能做到完全分開(kāi)設(shè)置，達(dá)不到有效隔離，則整個(gè)接地保護(hù)系統(tǒng)就不能稱之為TT保護(hù)系統(tǒng)，只是兩種接地體分開(kāi)的TN系統(tǒng)，因而認(rèn)為這是采用TT保護(hù)系統(tǒng)的最大瓶頸問(wèn)題。有關(guān)這一問(wèn)題，我們查閱IEC標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，得出 TN-S保護(hù)系統(tǒng)是通過(guò)接地保護(hù)線與中性點(diǎn)直接相連接；而TT保護(hù)系統(tǒng)則是需要進(jìn)行保護(hù)的金屬外殼等部分直接接地。兩種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于變電所（箱式變壓器）內(nèi)的中性點(diǎn)采用何種方式接地的都沒(méi)有特殊要求，即：中性點(diǎn)接地與保護(hù)接地，而這兩種接地形式的接地體，既可以分開(kāi)設(shè)置，也可以兩種接地同時(shí)使用同一組接地極，兩種做法對(duì)采用TN-S保護(hù)系統(tǒng)或是TT保護(hù)系統(tǒng)并無(wú)直接影響。在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定，同一臺(tái)變壓器供電的低壓配電設(shè)備，一般宜采用一種形式的接地系統(tǒng)，但也未禁止接入另外一種接地系統(tǒng)。所以，山水文園小區(qū)內(nèi)景觀照明接地方式采用TT系統(tǒng)。設(shè)備的金屬外殼做可靠接地。接地電阻小于1Ω。

山水文園小區(qū)雖然建造時(shí)間比較早，但是一直在追求完美的城市居住環(huán)境，更是在2006年及2007年蟬聯(lián)世界人居環(huán)境的最高榮譽(yù)——聯(lián)合國(guó)國(guó)際花園社區(qū)全球金獎(jiǎng)。

近幾年，在滿足園區(qū)景觀獨(dú)特性、舒適性光環(huán)境的前提下，不斷進(jìn)行節(jié)能更新，用新型光源逐步替代一些高能耗的光源，以響應(yīng)節(jié)能社會(huì)的時(shí)代要求。

結(jié)束語(yǔ) 山水文園住宅小區(qū)景觀照明是利用現(xiàn)代照明技術(shù)手段對(duì)光環(huán)境的藝術(shù)創(chuàng)造。筆者通過(guò)參與設(shè)計(jì)與實(shí)施，對(duì)于景觀照明與山水文園小區(qū)的結(jié)合有了更好的理解，在日后的景觀照明設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)對(duì)所需設(shè)計(jì)的環(huán)境與風(fēng)格進(jìn)行細(xì)致的了解，做到每次都有不同的特色。