大型机场航站楼办票大厅照明设计

GXF360 2019-10-26

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引言

随着国民经济的快速发展，我国航空交通基础设施都得到了飞速的发展，机场数量持续增长、规模不断扩大。根据《中国民用航空发展第十三个五年规划》，到2025年我国将新建、扩建、改建一批现代化的绿色节能的大型机场航站楼。机场航站楼办票大厅照明设计与实施的优劣，不仅直接影响建筑及空间效果，更影响机场旅客的空间感受。LED灯具具有优越的节能效果和超长的使用寿命，其应用是目前照明行业的发展趋势。但是，大功率LED灯具在机场办票大厅采用直接照明方式的应用较少。本文将以新建的广州白云国际机场二号航站楼办票大厅为例，介绍大功率LED灯具在办票大厅的设计，并对其照明成果进行检测分析和研究。

过腔是字腔的附属，介于字腔与字腔之间，而主要依附于前字腔，属于前单字唱调结构中一个不可或缺的组成部分，旨在服从曲牌板则，调节单字唱调长度，实现唱调自然连接等，是昆曲曲牌唱调的半壁江山。

1 设计原则

机场航站楼办票大厅是供旅客办理登机牌、行李托运等出港手续并提供相应服务的区域，是航站楼为旅客服务的最重要的窗口。广州白云国际机场二号航站楼办票大厅空间平面为432 m×152 m，建筑面积约为66 000 m2。结构柱距为东西向为36 m,南北向为45 m，南北两面全部与东西面约1/3的墙面为玻璃幕墙。天花为波浪状，底部距地面高度为19～26.8 m。整个大厅属于高大空间。

依据《导基》课程内容、考试大纲及导游人员岗位能力培养要求，进行总结和归纳，收集素材，分教学阶段构建教学的内容项目和任务体系（如表1）。

GB 50034—2013《建筑照明设计标准》规定交通建筑办票大厅照明的照度标准值为200 lx，功率密度现行值9.0 W/ m2、目标值8.0 W/m2[1]。因此采用传统大空间照明设计方式显然难以达到GB 50034—2013的要求。综上，我们结合GB 50034—2013的要求，遵循绿色、智慧的设计理念，制定了办票大厅照明设计的设计原则：

1)基础照明原则：办票大厅作为高大空间，照明设计难度较大，应选择合理的照明方式、合适的照明灯具，准确控制好照度、功率密度、亮度、眩光、显色性等各项照明指标，使其真正符合人对照明功能的需求。

2)绿色节能原则：航站楼是一个巨大的能耗建筑，照明系统是其中仅次于中央空调的第二用电大户。因此，照明设计在满足照明功能的基础上，尽可能降低照明的功率密度，减少照明能耗；同时充分利用自然采光，尽可能地实现绿色节能。

3)智能控制原则：航站楼作为行业内标杆类建筑，应该充分应用最前沿的智能建筑理念，根据时间和人流情况，针对不同的环境实行不同的照度控制，达到更加智慧、节能和舒适的照明效果。

4)装饰功能原则：照明还需要与建筑环境、室内设计完美地结合，并充分应用各种照明手段来表现建筑内部空间和外部形象，突出建筑环境特点。

2 照明设计方案

2.1 天然采光设计

本项目通过波浪弧形落地玻璃幕墙和屋面设置采光天窗并采用渐变旋转式吊顶将充足的天然光引入室内，既是对室内光环境的极大的补充，又能使空间在视觉上更加通透明亮，如图1所示[3]。这种天然采光设计符合绿色节能的原则，与人工照明起到相辅相成的效果[5]。

图1 办票大厅天然采光示意图
Fig.1 Schematic diagram of natural lighting in the check-in hall

2.2 照明方式和光源选择

1)照明方式比较。办票大厅照明一般采用直接照明、间接照明、混合照明的方式，目前间接照明在机场应用较多。间接照明方式优势为空间效果好、舒适性高、眩光易控制；其劣势为由于光经过反射进行照明，造成光能损耗较大，且均匀度难以控制。如白云国际机场一号航站楼采用间接照明，其实测照度值小于100 lx[5]，而照明功率密度大于20 W/m2，与GB 50034—2013的要求有明显的差距。直接照明的优势为充分利用光能，均匀度高，节能效果明显；其劣势为空间效果差、难以避免眩光。

2)光源比较。高大空间照明常用的灯具是金卤灯，但是金卤灯难以满足GB 50034—2013对照明功率密度的要求。LED灯的光效较高，符合绿色节能的原则；且LED灯作为固态光源，具有很好的可控特性[6]，能够实现调光控制。由此可见，在公共建筑高大空间采用大功率LED灯更加合适。

知识可以分为显性知识和隐性知识[1]。显性知识是“看得见、听得着、说得出”的知识，这类知识通过加工整理之后，用文字、图表、音像等形式表达出来，便于交流和传播。隐性知识是一种未被显性化的知识，比如思维方式、经验、技能、灵感等。隐性知识占有较高的比重和价值，将隐性知识通过恰当的模式和途径进行显性化，既便于知识的记录与共享，也是知识创新的重要过程。知识管理就是将隐性知识显性化的重要途径。知识转化的SECI模型如图1所示[2]：

三是要打通数据流转壁垒，通过数字化设计，模块化制造，逐步加强客户在设计、生产、销售和服务过程中的参与度，实现更好更快地定制化产品，最终实现产品全生命周期的数字化。

因此，本办票大厅照明方案以大功率LED灯直接照明为主、间接照明为辅，通过光源空间布置、灯具选型与安装方式的设计改善眩光的影响。

4.2.1 在比赛前做好艰难比赛的准备和突发事件的演练，了解每一位对手技术特点，熟悉环境，使心理达到理想的竞技水平。

2.3 光源布置方案

光源布置方案如图2所示。

与前代有很大不同的是，北宋中期开始，理学家的“斥巧”而“尚拙”观念，在承继前代的基础上，重视了“巧”“拙”与道德伦理的关联。可以说，理学家之“巧”“拙”观念，是与推崇“质朴”“本真”等文化传统，警惕“作伪”、过度“谋划”等违背道德伦理、政治伦理之行为方式，以及背离“中和”之儒学基本观念等密切相关的。对此，相关文献可参阅本文前述“崇拙”问题的探讨，此不赘述。

图2 办票大厅光源布置
Fig.2 Light source arrangement of Planned hall

1)大厅东西方向按36 m为单元，在吊顶波浪造型的波峰(两座办票岛中间通道上方)、波谷(办票岛上方)分别设置南北方向的马道，照明灯具在马道下方结合吊顶造型安装在吊顶内部，同时利用马道解决高空灯具安装与维护问题。

2)除办票岛正上方没有安装灯具外，每条马道下设置4列灯具，灯具的列间距为1.5 m、行间距为3 m。其中吊顶波峰内灯具选用90 W LED投光灯(总功率为115 W)、波谷吊顶内及北侧餐饮平台区域选用70 W LED投光灯(总功率为86 W)，灯具色温为4 000 K。所有灯具均藏在吊顶天花内，通过在铝合金板上开圆形透光孔，并结合铝合金板安装调整灯光投射方向后将灯光均匀投射到地面，提供大厅功能照明，实现见光不见灯的照明效果。

3)每个办票岛顶部设置49行、每行3套共147套功率150 W的WRGB LED投光灯(其中4 000 K白光光源总功率约为45 W)作为间接照明与泛光照明，向上照亮顶棚，表现天花曲面造型，并通过铝合金板的漫反射将空间打亮，使得照明与建筑和室内设计融合为一体。同时，通过对WRGB灯具的调色控制满足不同的节日气氛需求，为旅客提供不一样的感受[3]。

在中国近几年声势浩大的反腐中，一大批官员应声落马。这些落马的官员，也是居安不思危的典型。一旦坐上官位，就开始放松警惕，放松自我约束，藐视法律，藐视民意，为非作歹，腐化堕落，高高在上，得意忘形，就以为天是自家的天，地是自家的地了。忘记了法律的恢恢之网，忘记了多行不义必自毙。昨天座上皇，今日阶下囚，就是对那些居安不思危的落马官员的最好讽刺。

4)办票岛钢架上每个服务柜台上方安装2套18 W的明装LED筒灯作为服务柜台的重点照明，满足500 lx照度的工作需求。

2.4 灯具选型与安装

灯具的选型与安装对于大空间照明效果影响很大。经过深入的比选、研究，设计师和照明顾问结合项目情况创新设计了一款LED投光灯。灯具设计如图3所示。

每套灯具的内部由24只高效LED“微灯具”组成，设计将“微灯具”光源均匀表贴在球面灯体上，每只“微灯具”配置极窄的光束角，并调整各自的照射方向使光聚集在下方300 mm处的灯具中心线的圆心上，再散射到下方空间。这种处理确保天花上方的光损失最少，并且通过将灯具深藏在天花上方实现见光不见灯与减少眩光目的[3]。另外将灯具设计为正方形并四周倒角便于灯具在灯槽内安装固定，灯具外壳采用一体化压铸铝并配置高密齿散热器，有效增加散热面积，有利于延长灯具寿命。

根据灯具布置确定灯具定位槽的位置，利用吊顶龙骨与结构桁架固定灯具的铝板定位槽；然后依据灯具安装的具体位置，在铝板天花上开透光孔；光线通过小孔均匀投射大厅面，调试灯具和透光孔。经过透光小孔后的光照更加均匀，从而降低眩光的影响。办票大厅整个高大空间的灯具被隐藏在天花板里，实现了“灯无形，光有形”的效果，充分实现照明与建筑的融合。

图3 灯具设计示意图
Fig.3 Schematic diagram of the luminaire design

2.5 模拟效果

按照灯具布置方案，按26 m的安装高度进行照度模拟，得到办票大厅地面平均照度为245 lx，功率密度计算值为6.81 W/m2，详见图4。计算的结果符合标准要求和设计预期。

图4 办票大厅(局部)伪色表现图与地面等照度图
Fig.4 Pseudo-color representation and the ground illumination of The counterfeit hall (partial)

3 配电与控制设计

3.1 配电方案

本办票大厅照明配电分为4个区域，每个区域分别包括普通照明与应急疏散照明(图5)。

图5 办票大厅照明供电系统图
Fig.5 Lighting system of the ticketing hall

1)普通照明配电方式。本办票大厅照明属于一级负荷，每个区域普通照明采用双重电源的两回路交叉供电的方式配电，相邻两行灯具由不同的电源配电，来保证照明供电可靠性和照明空间亮度不间断。图6为办票大厅普通照明配电系统示意图。

图6 办票大厅普通照明配电系统示意图
Fig.6 Schematic diagram of general lighting distribution system in the check-in hall

2)应急疏散照明配电。应急疏散照明采用双重市电+柴油发电机+EPS电源供电的配电方式。另外，JGJ 243—2011《交通建筑电气设计规范》8.5.2条第2款规定：人员密集场所内的疏散照明地面最低照度值不应低于5 lx[2]。本项目的消防设计要求为“疏散距离大于现行规范的区域以及避难走道应增加疏散应急照明照度至10 lx”。办票大厅中间区域存在疏散距离大于现行规范的情况，因此疏散照明照度按不低于10 lx设计，并且考虑照度均匀度问题，经模拟计算后将平时照明灯具的10%按应急疏散照明的标准设计。

3.2 调光控制方案

由于LED灯具有线性连续调光的优点，根据使用需求调节照度可以提升建筑环境的舒适度，同时也能延长灯具的寿命、降低照明能耗，更好的达到节能效果。因此本办票大厅照明结合项目的实际情况采用调光方式的智能照明控制系统控制。

经过对适合LED灯调光控制的可控硅调光、0～10 V调光、DALI调光、DMX512调光四种调光控制方式分析、比较，初步选定0～10 V调光作为本项目办票大厅照明的调光控制方式。由于本项目调光回路最长的控制线接近400 m，为了验证传输距离过长是否影响控制效果，我们进行了模拟测试：将10套40 W LED灯组成一个配电与调光控制回路；采用RVV-2×0.75 mm2长度均超过400 m的控制线。控制调光驱动器10%～100%输出，发现灯具输出光通量平稳提高，同时对控制线末端信号电压检测，数据如表1所示。

表1 1～10 V调光模拟测试数据

Table 1 Test data of 1～10 V dimming simulation

调光驱动器输出控制线末端信号电压/V实际电压/理论电压值10%0.9898.0%20%1.9698.0%30%2.9498.0%40%3.9097.5%50%4.9498.8%60%5.9098.3%70%6.9098.6%80%7.8698.3%90%8.8398.1%100%9.8098.0%

经过实验模拟，确认控制线传输距离长度对0～10 V驱动输出信号的影响不大后，最终大厅顶棚LED投光灯选用了0～10 V调光方式控制(设计中控制线采用ZR-RVS-2x1.0)。办票岛上的WRGB LED投光灯因为有调光、调色的需求所以采用DMX512调光方式控制。

一辆2014年一汽奥迪生产的奥迪Q5，搭载CAD型2.0TSI发动机和0B5型双离合变速器，行驶里程为100 000km，因发动机抖动、加速无力而送修。

4 照明检测实验

4.1 样灯测试

顶棚安装的两款LED投光灯总功率实际为112.3 W与84.3 W，办票岛顶部设置WRGB LED投光灯白光光源总功率实际为42 W。由此计算出实际功率密度值为6.61 W/m2，比设计计算值稍低。

为了确保照明效果，按最不利条件进行了现场测试：在现场屋架下距地面26.8 m处按实际安装间距标准安装8 套灯。测试点位置[4]如图7所示。

图7 样灯照度检测实验现场和实验布点图
Fig.7 Sample lamp illumination test site and test experiment layout chart

测试包括裸灯(即无穿孔遮挡)与过孔(使用硬质纸箱开孔模拟)两种状态下，得到数据如图8所示，可见三组数据的平均照度均大于200 lx，排除远离灯具照射范围的测试点10、11后平均照度超过260 lx，基本符合要求，且照度受灯具过孔影响很小。采样点10和11的照度不足，造成均匀度只有0.4左右，其主要原因是由于本次测试现场只装了8套灯，测试场地空旷，天花、墙面、地面等不但不具备反射条件反而有吸光效应，且办票岛上方间接照明安装后也将对照度有正面影响。

4.2 现场检测

为了深入探究照明设计效果，项目启用后进行了照度检测和调光检测。在照明全开模式状态下，站在大厅的任何位置，除抬头直视正上方时感觉到明显的眩光外，抬头仰视基本感觉不到刺眼，整个大厅的照度与空间的亮度都让各方感到满意。

图8 样灯照度检测实验结果
Fig.8 Illumination test results of Sample lamp

1)照度分析。根据建筑平面布局与灯具布置方案，结合配电分区，利用中心布点法[4]进行现场照度检测。测量点布置如图9所示。测量过程中，现场最西侧的办票岛区域靠岛头和靠岛尾多组灯具处于不受控常关状态，所以用D1、D2点照度代替A1、A2点进行数据分析。得到办票大厅灯具100%输出时的照度如图10所示。

图9 办票大厅照度检测布点图
Fig.9 Illumination inspection point map of Checkpoint

由图10可知，100%输出时整个办票大厅各个区域的照度基本都大于200 lx，整个区域的平均照度为309.5 lx，均匀度为0.64。根据GB 50034—2013要求，机场候机厅维护系数按0.7考虑，折算后平均照度为216.7 lx，符合标准中要求的设计照度与照度标准值偏差不超过10%的要求[1]。

之前的屠虎事件中，都有一声明显的起火声，是迅速点燃式的“奉”，而不是爆炸式的“砰”。就是这该死的声音，扰乱了德公公办案头绪，他一直以为，屠虎的主要工具是燃油，现在他总算明白了，不是燃油，是更为可怕的火药。

2)调光控制分析。本次实验记录了各个测试点调光驱动输出处于100%、80%、50%、20%条件下的照度，各点照度变化趋势如图11所示。

数学教师应让学生明白数学阅读的重要性，让学生时常感到他们通过阅读而成功地学会了一些东西，以提高数学阅读的自觉性。课堂上，可以引导学生动手操作、实验、讨论、制作幻灯片等，设立小组竞争机制，及时予以表扬、奖励。

图10 办票大厅各点照度图
Fig.10 Illumination map of each point in the check-in hall

图11 不同调光输出时办票大厅各点照度图
Fig.11 Illumination of each point in the ticket hall during different dimming outputs

如图12所示，除个别点由于调光控制失控造成无法调节灯具亮度输出外，调光驱动输出降低时照度会随之降低，但各点照度降幅步调不完全一致。如A6比A4、A5降幅步调稍大，其原因是：A6照度基本来源于天花板LED灯具的直接照明，而A4、A5照度由天花板LED灯具的直接照明、办票岛上方灯具的间接照明和办票岛柜台的直接照明三组光源叠加，后两者灯具没有参与调光控制，所以A4、A5照度变化敏感度稍低。因此，A6照度数据更能表达LED调光控制的效果(图13(a))。

图13(b)为灯具驱动器输出电流随调光驱动输出电压的变化曲线，LED灯亮度与电流成正比，故可表征灯具亮度随调光驱动输出电压的变化。A6照度检测结果与理论调光曲线在趋势上是一致的，即实现了设计的调光效果。

为了进一步研究调光的节能效果，实验记录了调光控制处于100%、80%、50%、20%条件下其中一组天花顶棚直接照明时配电箱电度表的输入功率，如图14所示。

对比图15(a)和(b)，各个调光点实际功耗并未随着调光控制呈正比的下降，均比理想状况要高一些，主要是因为部分灯具处于不受控状态，相关灯具的功耗没有随控制信号调整。另外，由于 LED驱动器的效率和功率因数(PF)随着输出功率的下降而下降，因此要调光效果则需要消耗更多的功率，从而呈现非完全的线性关系。

5 结束语

通过对本办票大厅的照明设计实践，证明大型机场航站楼高大空间应用大功率LED投光灯可以满足GB 50034—2013对于照度的要求，且功率密度值小于标准规定的目标值。调光检测和办票大厅不同区域照度对比分析的结果表明，照明调光控制可以起到提高空间照度均匀度和降低能耗的效果。因此，良好的天然采光条件与大功率LED投光灯+调光控制的人工照明设计相结合的方式是交通建筑高大空间照明设计的优选方案。笔者也发现调光控制过程会产生功率损耗，所以进一步研究LED驱动器对节能具有重要意义。另外，设计方要完成一个优秀的照明项目不仅需要优秀的方案与施工图设计和施工的紧密配合，还需要在工程竣工后继续深入调研、优化控制策略。只有这样，设计意图才能真正落地，达到预定的效果。