安徽广电新中心篆字幕墙灯光亮化系统设计与实现

灯光亮化可以突显建筑物夜间空间形态和结构, 做到重点突出、层次分明、视觉舒适, 并与城市的历史、文化特点及周边环境相适应, 构成符合城市特征、有明显特色的夜间“光文化”。本文以安徽广电新中心灯光亮化工程为例, 探讨灯光如何与建筑完美结合形成视觉体验, 以及灯光亮化工程如何更好地与篆字幕墙进行衔接。
1 项目简介
安徽广电新中心地处合肥市政务新区天鹅湖景区南岸, 建筑外观以“体现徽州文化、弘扬中华文化”的构思主题, 表达徽州及中华文化的精神与气质, 是合肥市最具标志性的建筑。
该项目由两个主体部分组成:一是篆字幕墙的设计和实施;二是灯光亮化系统的设计和实现。篆字幕墙是建筑外装饰工程, 属于建筑技术领域;灯光亮化是照明控制技术, 属于电气工程和计算机控制工程领域。
1.1 幕墙方案创新性设计与施工
安徽广播电视台作为安徽省规模最大、实力最强的主流媒体, 其建筑需要彰显一流媒体的文化属性, 同时还要表达广电事业奋力崛起昂扬向上的发展态势。根据这一要求, 首先采用了目前流行且富有现代感的玻璃幕墙作为功能性幕墙, 然后在玻璃幕墙立面外80cm处设计安装一层通透的文字幕墙, 形成面积约2.73万m2㎡、由373个篆体汉字组成的超大型篆字幕墙。篆字是我国特有的文字形式, 字形美观, 将其用于建筑装饰上, 有机结合了现代建筑和传统文化艺术, 展示了中国古典文化, 宛如文化气息浓厚的篆字书卷, 对其外墙起到了特殊的装饰效果。 1.2 灯光亮化方案创意与实现
亮化方案创意关键要充分利用建筑物造型和幕墙结构特点, 寻找可以承载灯具及体现艺术效果的点、线和面, 以及能反射光的构筑物、附属物等, 在此基础上设计出富有动感, 且充满现代气息的亮化工程。
本建筑最吸引眼球的是位于圆弧形建筑外的篆字幕墙, 为了不让其淹没在茫茫夜色中, 灯光亮化设计作为工程的一个难点来攻坚, 通过对几个在初步设计方案进行筛选分析和效果比较, 最后选定在篆体文字的背面采用点光源投射字体, 在夜色衬托下, 篆字边缘流淌出金黄色光芒, 而篆字正面光线较暗, 给人一种“阴刻”的艺术效果。
亮化工程还充分考虑了建筑电气节能因素, 采用小功率高节能LED灯具, 并采用先进的计算机控制技术, 根据不同场景需要采用不同亮化模式, 在满足亮化效果需求的同时, 实现了最大限度的节能效果。
2 主要技术创新点
本项目利用现代灯光亮化技术渲染独具特色的篆字幕墙, 凸显了传统媒体厚重的文化历史积淀, 唤起人们对传统文化以及传统媒体的重新审视, 让民族的、科学的、大众的传统文化在中华大地世代相传, 生生不息, 并迸发出新的生机与活力。项目主要技术创新点如下。
2.1 修改原设计文字幕墙设计方案, 研究安装方式, 更加凸显文化媒体建筑的中华特征、安徽特色
原设计文字幕墙为三层结构, 没有仔细考虑制作安装工艺, 没有确定字体和文字内容, 且文字尺寸较小, 远远望去密如蜘蛛网, 艺术视觉效果不佳。为此, 进行了以下创新性设计:
(1) 修改为一层文字幕墙。文字采用了安徽本地著名书法家邓石如的篆书字体, 所有的字取自安徽省的地名、河名、湖名、山名并打乱排列, 远远望去, 清晰可辨, 气势夺人。
(2) 对篆字尺度进行优化。原篆字尺度偏小, 现场1:1样板安装效果不好, 远望好像蜘蛛网, 增大篆字尺寸, 以获得最佳的视觉效果。单体文字达到8m高、6m宽, 篆字共373个 (完整显示的文字366个) 。远远望去, 犹如古体竖向书写的篆字书卷, 既体现了浓郁的传统文化气息, 又展现了宏伟、壮观的气势。
(3) 确定文字排列方式。篆字幕墙为国内首创, 制作安装没有成功经验可供借鉴。项目采用在玻璃幕墙外竖向分隔方式安装, 篆字按竖向从上到下排列, 类似于古代从上到下的书写方式, 以安装在主体结构混凝土立柱上的竖向悬挑钢结构作为竖向分隔线, 也是篆字自重的主要受力点。其承重结构由撑架、横向钢索和竖向钢索组成, 在横向钢索和竖向钢索与文字笔画体相交处设有锁扣, 多个焊接成型的文字笔画体分别通过内部嵌设的铝合金龙骨与锁扣螺栓连接组拼成完整字体, 横向钢索和竖向钢索分别通过撑架与玻璃幕墙龙骨连接。该方案在外观概念设计的基础上, 先后经历近两年时间的深化设计及做样, 并经多次专家论证, 方才最终确定实施。
这一方案的主要特点为:
(1) 篆字美观, 造型新颖, 艺术性强, 形式独树一帜, 可体现中国传统文化与现代科技有机结合。
(2) 采用铝龙骨及不锈钢扣件连接, 体积较轻, 而且不易生锈, 具有良好的抗风能力。
(3) 篆字幕墙为建筑的第二层装饰幕墙, 无须考虑密闭性, 全镂空设计, 无须密封胶密封缝隙, 不受气候条件限制, 适应性强。
(4) 篆字幕墙具有良好的减少玻璃幕墙光污染和夏季遮阳效果。
2.2 选用篆字幕墙作为楼体灯光亮化的主要载体, 进一步彰显文化标识
选用篆字幕墙作为灯光投射的主要载体, 从篆字背面投射, 光线从字体四周边缘流出, 远远看去, 给人以“阴刻”的艺术效果, 让大楼夜景同样彰显文化气息。仿佛铁卷丹书一般的篆字幕墙是国内独特的文化标识, 汇集安徽省地名、皖山皖水的古老篆字在夜间的表达自然成为此次设计的重中之重。采用了篆字背面投光的方式, 让光在篆字四周边缘流散, 实现大面积的“阴刻”艺术效果, 使篆字幕墙的文化气息在夜间得以延续。
篆字幕墙亮化灯具选型及安装方式为:设计采用12W LED单色投光灯2360套, 使用功率28.32kW。实际安装2289套。因篆字幕墙与玻璃幕墙之间只有80cm间距, 每个字还不同, 选择合适角度和位置安装投光灯具非常困难。经过多次现场试安装并调整灯具投射角度, 观察“阴刻”效果, 感觉满意后再由设计人员出安装大样图。在工作中, 还将初始设计的12187盏亮化灯具, 减少到了10706盏灯具, 既实现了设计效果, 又节约大量资金。
2.3全部选用LED灯具, 并利用灵活多变的智能控制技术, 设计实现了灯光场景可再造, 根据不同需求, 采用不同的亮化场景, 在最大程度上实现了电气节能
灯光亮化各部位如篆字幕墙、女儿墙、顶部铁塔、东、西立面内透灯、北立面泛光灯等全部采用LED灯具, 总计使用灯具10706盏, 并采用灵活多变的控制设计, 与传统灯具和设计思路相比, 节能率达69%, 效果显著。
为了实现效果的多样性和节能管理, 本项目设计和采用了智能灯光控制系统。根据不同的场景需要采用定时或手动的方式控制整个建筑的场景切换, 还可以对顶部南北立面的点光源阵列动态图形进行编辑和变换。同时, 通过控制系统实现节能管理并实现了有效的控制。
3 推广应用情况、社会效益和经济效益
项目建成后, 根据合肥市室外亮化工程办公室要求, 并本着既节约能源又美化夜景的原则, 从周一至周日晚间夜色暗淡之时点亮, 即常规场景, 让安徽广电新中心优美独特的建筑造型以及吸引眼球的大体量篆字在夜间得以延续。在元旦、春节、国庆等重要节日以及重要外宾来合肥时采用节日场景, 为重大节日和重要外事活动增添隆重气氛, 收到良好效果。

该项目在国内乃至国际首次将中国古代篆字艺术与幕墙工程完美结合, 创造性地在造型独特的建筑结构立面玻璃幕墙外悬挂一层篆字书卷, 字体之大、制作之难、面积之广、工艺之复杂当属之最。经过文献检索查新, 目前没有发现国内外设计安装如此大规模的篆字幕墙及采用篆字背面投光的“阴刻”亮化技术的案例。经过近3年的使用, 篆字幕墙安全可靠, 其抗风荷载、减少光污染、遮阳节能效果得到验证, 主要技术指标国内领先。
本项目灯光亮化系统全部采用节能指标高的LED灯具, 与传统泛光灯比节能效果显著。根据使用单位对不同使用场合和不同时段使用要求, 采用先进的智能控制技术, 选用不同的场景模式进行灯光控制, 不仅节约了电能, 还大幅度提高了可靠性, 同时节省了人工控制带来的人力成本。与传统灯具相比, 采用LED灯具节能率为69%, 大大节约了宝贵的能源, 经济效益明显, 具有很强的市场竞争力。
4 结语
安徽广电新中心体现了中国古典文化与现代建筑有机融合, 也寓意广播电视作为传统媒体与新媒体有机融合, 以及传统媒体在继承中创新, 在创新中求发展的精气神。而篆字幕墙与现代灯光亮化技术融合一起, 使得美丽的天鹅湖畔夜幕降临时具有东方神韵、造型优美的篆字在金黄色灯光映衬下愈发吸引眼球, 更唤醒人们对日渐淡忘的传统文化的记忆, 加深人们对民族文化的认同, 让中华传统文化在继承中创新发展。