橡胶坝工程景观照明设计方案探讨

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。