天津泰達大街北海路立交橋照明設計

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　　1、概述

　　泰達大街北海路立交橋位于天津市泰達大街與北海路交叉處。泰達大街是京津塘高速公路通港聯(lián)絡線，是京津地區(qū)與天津港聯(lián)絡的主要通道；北海路是天津開發(fā)區(qū)南北交通重要干線之一，是規(guī)劃中的濱海新區(qū)中環(huán)線的組成部分。因此，本立交橋就成了高速路與市區(qū)主干道交叉的節(jié)點。立交橋東西長約2.24km，南北寬約1.5km，其結構設計為地上三層、地下一層，是一座全互通式立交橋。立交橋橋面最高處距地面約24m，相當于九層樓房的高度。雄健的立交橋挺拔舒展，本身猶如一道藍天飛虹，在開闊平坦的地域，更顯得高大挺拔，尉為壯觀。

　　立交橋的地理位置處于天津開發(fā)區(qū)的中心區(qū)。立交橋的西南是開發(fā)區(qū)管委會所在地，是開發(fā)區(qū)行政管理和經濟活動的中心；橋區(qū)的東南是文化教育區(qū)，這里有小學、中學，以及泰達學院等院校，是開發(fā)區(qū)文化教育集中地；立交橋東北方是正在建設的國際會展中心、泰達國際足球場等大型國際活動場所及其配套的飯店設施等。所以說該立交橋是交通樞紐，也是人文活動的重要場所。

　　建設立交橋的主要目的是滿足交通功能的要求，由于立交橋功能的特點、空間的制約和設計理念的影響，多數(shù)立交橋的造型與主體構造都大體相同，不可能給美學設計留下太多的余地。景觀照明必須利用燈光的獨特渲染功能，利用顏色、亮度對比等手法，盡可能使其亮化、美化。

　　大橋的照明工程是一個整體，應有統(tǒng)一的風格，相互協(xié)調。照明設計就是利用照度、亮度、顏色的良好搭配，通過明暗、強弱、大小、高低和疏密的對比，平緩過渡，點面結合，形成節(jié)拍協(xié)調的整體旋律，體現(xiàn)現(xiàn)代氣息，展現(xiàn)天津開發(fā)區(qū)風貌。

　　立交橋的照明設計本身包含功能性照明和景觀照明兩項內容。功能性照明主要是解決夜間行車道路、橋梁的照明，開拓視野，引導行車方向，保障交通安全、暢通，提高運輸效率。景觀照明的目的則是根據(jù)橋梁特點，通過恰當?shù)恼彰魇址w現(xiàn)出立交橋的立體感，從美學的觀點出發(fā)表現(xiàn)大橋美麗神態(tài)。使蜿蜒伸展、錯落有致的建筑與川流不息的車流燈火形成一個動靜結合的有機整體，把欠美的地方淡化，使美的地方更美。利用燈光藝術效果，創(chuàng)造一種舒適、愜意、美觀的環(huán)境文化，提高區(qū)域的藝術氣氛，形成一個以立交橋為核心的燈光景觀節(jié)點。

　　景觀照明是一種藝術范疇內的照明工程，不僅僅要使其亮起來，而且要使其藝術化、美觀化，形成一種特定環(huán)境下的特殊景觀。所以，照明設計不是不分輕重地亮了就好，更不是越亮越好，而應該是利用明暗對比，該亮就亮，該暗則暗，恰到好處，適度最美。明亮的環(huán)境適宜于熱烈、喜慶的氣氛和熱鬧、繁華的場合，烘托狂歡氣氛。而立交橋景觀照明應以橋身為主體，突出橋的凝重特色。為了達到整體的一致與和諧，本工程在施工設計之前，由英國漢丁堡萊亭迪賽國際燈光設計有限公司 （LDPI公司）對立交橋整體景觀照明進行概念設計，對立交橋區(qū)域的整體藝術效果進行了統(tǒng)一規(guī)劃，提出指導性意見。而后由我院進行施工圖設計。

　　筆者介紹立交橋照明設計中的一些想法和為此采取的各種手法，與大家討論，目的是拋磚引玉。

　　2、立交橋功能性照明的設計

　　本工程的功能性照明設計主要分為立交橋中心區(qū)的高桿燈照明、立交橋外展部分的道路照明，以及隧道照明三個部分，功能性照明主要采用控制光通型直接配光照明。

　　2.1 立交橋中心區(qū)照明

　　在立交橋中心區(qū)道路集中，橋梁上下重疊，縱橫交錯。如果采用在橋上布置普通道路照明設施的手法，會造成以下后果：

　　①燈桿林立，使人眼花繚亂，上跨橋梁與下穿道路之間燈光互相交叉干擾，容易產生眩光，影響行車，而且大大增加工程量；

　　②橋上燈桿位置、燈桿高度的設計必須結合橋梁結構橋墩位置，將很難保證照度均勻度；

　?、垡驑蝮w在行車時的顫動將大大影響橋上燈具光源的壽命。

　　所以，立交橋中心區(qū)照明不宜采用橋上布置燈桿的做法。本設計采用在高點位集中設置照明燈具的做法，即采用高桿燈照明。在中心區(qū)設置4支35m的高桿燈，負責立交橋中心區(qū)主要道路和橋梁照明。減少燈桿林立現(xiàn)象，充分利用高桿燈的燈桿高、照射半徑大的特點，提高照度均勻度，減少工程量，限制眩光。

　　2.2 泰達大街道路照明

　　立交橋中心區(qū)向四周外展部分基本上是直線路段，在滿足規(guī)范要求基礎上，采用普通路燈桿雙側對稱排列，提高道路照明誘導性，節(jié)約投資。立交橋東西向道路為泰達大街，與通港路銜接，所以照明效果必須互相兼顧。照明設備既要保證立交橋照明特色，又必須與原有道路照明相兼容，考慮道路整體的照明連續(xù)性。不可形成過分強烈的反差，也不可在橋區(qū)形成亮度強烈刺激的亮斑。所以，在該段道路上的照度設計應與區(qū)外道路相同或稍高，逐漸過渡。

　　另外，因為立交橋外道路照明大多數(shù)采用光效高、透霧性能好、壽命長的高壓鈉燈作為主光源（色溫以2800K的暖白色為主，形成略偏黃色的照明效果），為了突出高架橋特色，滿足景觀照明需求，故在立交橋照明區(qū)域范圍內，泰達大街方向的道路上，沿道路布置16m高的普通路燈桿。配裝半截光型照明燈具，而利用4000K的白色的金鹵燈作為主光源。從而使其與城市原有道路照明融合又稍有區(qū)別。

　　2.3 北海路照明

　　北海路方向道路照明設計指導思想與泰達大街方向照明相同，只是要與北海路原有道路照明取得協(xié)調。不再贅述。

　　2.4 匝道照明

　　立交橋有高架匝道和地面匝道，高架匝道是立交橋中心景觀照明的主要內容，其功能性照明由高桿燈解決。地面匝道部分照明只是作為高桿燈對橋下陰影部分照明不足的補充，采用普通燈桿照明，其光源采用與所在地區(qū)主導色溫一致的光源。地面匝道采用10m高路燈桿配裝半截光型燈具。

　　2.5 隧道功能照明

　　立交橋北海路采用下穿方式通過泰達大街，下穿隧道是本工程的一個重點。隧道長度約37.5m，從功能照明角度講，隧道內與隧道外亮度有很大差別。高速行駛的車輛通過隧道時，司機很難適應黑白對比形成的眩光，有可能引起視覺功能的下降。進入隧道瞬間的“黑洞現(xiàn)象”，也會使司機感到難受。所以，盡管隧道內照明與隧道外照明是不同范圍的兩個獨立部分，都沒有對此提出特殊要求，但是在其交界處的過渡過程，則是照明工程必須仔細分析考慮，認真處理的重點。在結合部應科學設計燈光，努力使亮度逐漸變化，盡可能給駕駛員一段適應的過程，保證良好的視覺效果。把隧道功能性照明與景觀照明結合考慮。使光強逐漸變化，產生漸變效果，滿足司機適應環(huán)境的過程要求。

　　本工程采用獨特配光的隧道燈，布置于隧道頂部左右兩個角落部位。達到控制眩光的目的。

　　隧道引入口坡道部位照明，采用嵌入式壁裝散射光燈具，按行車方向單側安裝保護板，控制眩光。

　　3、立交橋景觀照明

　　燈光照明的效果與照明載體是不可分割的。照明只能反映建筑的固有風格，體現(xiàn)和突出其特點。燈光除照明的基本功能外，還能起到烘托氣氛、提升等級、提高品位的作用。可以美化環(huán)境，調節(jié)心理。滿足視覺享受，使人心曠神怡。

　　如果用光線對所有道路邊緣輪廓做全面的表現(xiàn)，手法簡單。既增大投資，又沒有突出要表現(xiàn)的中心，往往不會有好的最終效果。本設計力圖綜合考慮功能性照明與景觀照明相結合，兼顧整體效果，突出重點，既要有層次感，又要融為一體。在光色利用上，整體立交橋區(qū)的照明光源，以色溫3000K以上的白色光源的金鹵燈為主光源。在立交橋中心區(qū)，高桿燈選用顯色性較好的金鹵燈為主體光源，形成通體明澈的夜景效果。白色光源與普通道路照明用的暖白色或黃色光形成光色對比，既有區(qū)別又互相兼容。在立交橋中心區(qū)，采用金鹵燈作為主光源，提高了顯色性。利用功能性照明的4支高桿燈的光通，以白色調的泛光燈照明為主，充分體現(xiàn)大橋宏偉、雄健的陽剛之美。

　　照明工程在整體設計時，考慮了光源的光通、色溫、顯色性選擇；功能照明背景光通的利用；燈具對光通的分配、眩光的控制；立交橋區(qū)與外展部分直線段的結合和過渡等，該部分燈具主要采用反射和散射型燈具。照明設計中選用的燈具形式、光源種類不宜太多太雜。在滿足要求的前提下，種類越少越好。應努力體現(xiàn)自己獨特的風格，避免雷同。也有利于日常維護。

　　道路兩邊設置的燈柱，采用金鹵燈光源，利用濾色玻璃產生醒目的顏色標志，在中心區(qū)沒有路燈燈桿的部位，描繪行車道路邊線。兼有誘導性和裝飾性兩種功能。

　　橋墩與擋墻，因為立交橋橋下的空間一般都比較矮小、緊湊，橋體結構和擋墻大多數(shù)都不做表面裝修處理，而保持施工原始的混凝土墻面，冷漠而粗礪，難以形成看點，應采用淡化手法。

　　3.1 橋上護欄照明

　　橋上護欄部位上的照明設施都在駕駛員視野范圍內，所以必須防止眩光。既要構成景觀，增強誘導性，又必須防止干擾司機視線。護欄標示車道的范圍，指引車道走向，若簡單地采用線性發(fā)光體勾勒護欄邊廓，用燈數(shù)量多、安裝維修困難，而且橋上護欄燈光隨著橋梁高低變化產生的跳躍感會使快速前進車輛上的人不舒服。所以，橋上護欄照明選用小功率、低照度的LED火炬燈。采用隔一段距離安裝一個點光源的手法，既可以勾畫出道路護欄的輪廓，提高照明設施的誘導性，又無眩光刺激，虛線勾勒的輪廓給人留出了足夠的想象余地。

　　立交橋中心區(qū)道路上下穿行，四周漸漸向遠方伸展，這些車行道的形象主要靠車道邊緣的欄桿來表現(xiàn)。那么，欄桿的照度效果及其燈光圖案，就形成了乘車人欣賞的主要畫面。從車上觀賞，利用橋上紅色的LED火炬燈，提示道路輪廓，兼有警告功能，形成輔助性線條。

　　因為立交橋是一種柔性結構，當車輛在橋上行駛時，橋體及護欄都會具有比較強烈的震顫，嚴重影響光源壽命，尤其對于有燈絲的光源，這種影響是致命的。本設計中護欄上的火炬燈，光源選用抗震性能好、壽命長、耗電省的新型光源——LED光源。以此滿足橋上震顫環(huán)境下的光源壽命問題。

　　3.2 大橋主體照明

　　大橋的主體是大橋的側面，其面積最大，構造虛實結合，十分引入注目，是最壯觀的視覺面。上層橋板與下層橋洞形成虛實對比，層次錯落的視覺效果。勾勒此處大橋輪廓線型最能體現(xiàn)橋梁宏偉高大、多層高架、流暢的線形和結構特點，呈現(xiàn)彩虹飛架的壯觀景象。本工程采用連續(xù)性日光燈燈帶照明大橋側面的橋腹，突出連續(xù)的高架橋雄姿。

　　照明就是對光通量的合理利用，利用明與暗的反差，突出對陰影的理解，形成與環(huán)境結合的統(tǒng)一景觀。橋梁腹部與大橋外側面的日光燈帶照明，突出了橋梁實體結構，構成立交橋立面中心軸視線上方的視覺重點，形成了內實外虛，虛實結合的效果，表現(xiàn)線型蜿蜒流暢效果。開發(fā)區(qū)地處平原，從橋下觀賞夜景：橋下空間是一處以露天空間為背景的開敞性場所。橋腹懸吊日光燈，控制光線只照亮橋梁腹部。在橋板底面設置照明，可以增加橋下空間的開闊感。在防撞護欄外側暗裝日光燈帶，控制光線只照亮橋梁外側部。利用T5熒光燈管組成的光帶，構成連續(xù)實體線型；描繪大橋結構輪廓，組成圖案核心線條。

　　從建筑學角度看，橋墩是重要的組成部分，對橋柱照明的處理有多種手法。從不同的角度，可以有各種不同的手法，有些設計作品在橋墩上做文章。本工程中為了突出橋體，突出地下隧道照明重點效果，避免面面俱到，使橋體立面上下形成明暗對比，對橋墩柱采用了淡化、暗化的手法，以免造成柱群林立，喧賓奪主。

　　3.3 隧道照明

　　北海路下穿泰達大街的隧道，是整個開發(fā)區(qū)的第一座地道，隧道采用船塢式結構，體現(xiàn)了結構的多樣化。

　　在隧道人口處的照明，是隧道照明的關鍵區(qū)域。在進入橋區(qū)以后，道路的邊緣采用了由暖白色向白色過渡，路邊柱燈起到誘導性作用。在車行道深入隧道時，為適應進口處自然光線由明突然變暗，首先提高隧道人口處的照度，盡可能與隧道外亮度接近，使亮度逐漸變化，規(guī)避“黑洞現(xiàn)象”，保證行車安全。在下穿隧道U型槽敞開段，兩側嵌入式暗裝柱形壁燈，鑲嵌的壁燈燈柱由矮漸漸增高，而后又隨坡道變矮，光線在遠處交匯為一點，吸引司機目光，體現(xiàn)誘導性，提示將要進入隧道。利用燈具高矮變化與道路高低走勢相結合，進行視線引導，突出隧道特點。隧道側壁嵌入安裝的柱型燈光線，最終引入隧道入口。由于夜間隧道內亮度相對較高，車輛駛出隧道出口時亮度驟減，設計努力使亮度由明逐漸變暗，避免出隧道后由燈光突然變化引起的不適應和瞬間失明現(xiàn)象。體現(xiàn)人性化設計。

　　隧道頂部中心設置嵌入式安裝的冷陰極光源光帶。起到裝飾性作用和誘導性功能。

　　3.4 道路兩側的柱燈。

　　道路兩側的柱燈誘導行車方向，勾畫道路輪廓。泰達大街采用等高度布置。北海路方向在下穿隧道時采用燈柱光線隨坡道起伏漸變，最終引入隧道入口。與隧道照明互相結合、融為一體。

　　柱燈采用電氣設備和光源埋地設置，利用散射光照明的做法。達到控制眩光目的，電氣設備埋地布置可以防止燈具被撞擊時造成人身觸電事故，保證安全。

　　3.5 橋頭標志照明

　　立交橋四端的4處橋頭標志照明，將結合橋頭建筑小品特點，標志車輛進入立交橋區(qū)域。建筑小品結合大橋風格，突出自己特色。景觀照明就是利用光線的特殊功能，反映建筑小品特點，尤其是夜景燈光下的風韻。

　　橋區(qū)綠化背景的照明，是顯現(xiàn)整體景觀效果的重要組成部分，利用精致輕巧與高大雄偉對照，體現(xiàn)立交橋區(qū)域獨特的人文景觀。結合綠化成果，對高大樹木采用樹下埋地燈照明，此種照明將根據(jù)樹木特點采取不同照明手法和光色。

　　4、燈具眩光的控制

　　道路照明的目的是保證交通安全，提高行車速度。所有立交橋區(qū)域和周圍照明燈具的選擇，燈具安裝位置和角度的確定，都必須采取控制眩光的措施，保證不能出現(xiàn)有害行車的眩光存在，以保證行車安全。立交橋中心區(qū)采用高桿燈照明，有利于控制眩光；高架匝道上采用低功率、低照度光源的火炬燈，也是為了控制眩光。為了控制直接性眩光，隧道側壁暗藏燈柱，在行車方向一側，安裝有單向保護板，使司機在行車時，只能看到燈具反射出來的漫射光線，不可能直接看到光源的直射光線。

　　同樣，為了控制道路兩側柱燈的眩光，使柱燈光源暗藏于埋地燈具內，利用散射光照射燈具，起到了控制直接性眩光的目的。其他埋地燈、隧道燈以及普通路燈，都不使用非截光型燈具。獨特的配光曲線保證了對眩光的有效控制。

　　5、電氣設計與防護等級

　　所有使用于室外的照明燈具和電氣設備，必須保證人身安全和設備運行安全的要求。其防護等級應不低于IP67，做到防塵、防水、防腐和防撞擊。在人能夠自然接觸到的地方的燈具，除提高防護等級外，還必須采用安全電壓或必要的防護設施，以保證人身安全。

　　6、防止由于車輛意外撞擊燈具而造成事故擴大

　　如造成人員觸電、電氣火災等，本工程所有有可能被撞到的地方，照明燈具都采取了相應的防撞措施。道路兩側柱燈的光源和電氣設備均埋人車輛撞擊不到的地下，利用散射光線進行照明。坡道引入口的燈柱，采用墻壁內嵌入安裝做法，除控制眩光外，也保護了電氣設備免遭撞擊。隧道燈在隧道內的頂棚上嵌入安裝。

　　7、結束語

　　照明設計，尤其是景觀照明的設計，本身介于藝術范疇與工程設計之間，涉及范圍很廣。可能由于載體不同、文化背景不同、觀景者心情不同等，即使對于相同的設計，也會得出完全不同的結論。筆者只是介紹設計者的一些想法。如有不妥，敬請批評指正。

劉政魁、李錦寧