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《城市轨道交通光环境设计导则》编制研究
来源:《照明技术与设计》2022年7月 | 作者:admin | 发布时间: 2023-02-20 | 270 次浏览 | 分享到:
摘 要:随着人们物质生活水平的提高,对公共空间的空间品质和感受体验也提出越来越高的要求。城市轨道交通站,作为城市中重要的交通公共空间,仅提供简单的出行功能已经不能满足人们的需求。光环境也已经从仅提供功能照明,转向探索主题照明,将城市文化在城市轨道交通空间中进行展示传播。本研究首先对国内现行标准进行分析,并对北上广的37座车站光环境现状进行测量、评价和分析研究,总结出从安全、舒适、节能三个维度提供设计要素和方法引导,流程上总结了设计的六个步骤,以及标准站和特色站两类空间在各设计步骤中的侧重点,并进行了番禺站的设计试点,形成《城市轨道交通光环境设计导则》。导则提供了从参数、流程和光环境扩展三方面的创新,弥补了城市轨道交通光环境设计方面的空白。

广州地铁设计研究院股份有限公司  刘丽萍  何治新

北京清城品盛照明研究院有限公司  马晔

关键词:地铁光环境  设计导则  照明参数  设计流程


1、背景与意义

  随着人们生活水平的提高,对出行空间的品质和体验要求也逐渐提升。目前国内轨道交通车站的内装,在照明方面主要以满足功能需求为主。但现阶段,也有越来越多的轨道照明设计开始探索具有品质体验的主题照明。这些主题照明可以带给乘客与众不同的心理体验。主题有多种类型,有以地域文化、历史文化为主题,也有以城市风貌为主题,以自然元素为主题等。这种形式,将地铁空间形成了城市文化传播的重要载体,扩展了公共空间的文化传播属性,也带给了乘客美的感受。主题照明设计,从参数设置和流程要求上与功能照明设计有很大不同,亟需规范引导。

  同时LED等新光源的出现,以及在轨道交通空间中的大量应用,形成了环境照明、LED屏、广告照明等各类发光体同时存在的情况。现状尚无规范,提出多类光源的参数设定要求。

  随着主题照明设计的出现和新型光源的应用,对城市轨道交通光环境设计规范的需求也越来越凸显。规范应从结合照明主题出发,考虑照明对环境、乘客的体验影响,为投资方、设计方、建设方提供轨道交通光环境设计方法和流程方法。


2、国内规范现状

  目前,涉及城市轨道交通光环境的规范主要有GB/T 16275-2008《城市轨道交通照明》、GB 50034-2013《建筑照明设计标准》、JGJ/T 243-2011《交通建筑电气设计规范》。对于光环境的要求主要集中在照度标准值、照度均匀度、UGR、光源颜色、过渡照明、RA等基础参数。例如照度要求:走廊楼梯平台——普通75LX/高档150LX,通道——150LX,站厅——普通100LX/高档200LX,站台75LX;照度均匀度≥0.60;UGR站厅/站台——普通<22/高档<25。以上参数主要关注于满足功能照明、照明安全等基础要求,对于空间主题设计、结合广告LED屏等复杂光环境系统方面,缺乏规定,也未涉及到设计流程和方式方法的引导。设计师需要了解如何设计才能更好的满足规范要求,设计导则类规范则可以在这方面发挥更重要的作用。


3、国内主要城市地铁调研分析

  规范的制定应基于每个阶段的实际需求,实际需求应当从调研中获得。本研究调研了北京、上海、广州等3个城市37座轨道交通空间的调研,时间上包含了不同建设阶段,空间上包含了站台、站厅、出入口等空间,类型上包含了参数调研和主题风格调研。交通系统是乘客参与的系统,光环境又是主观和客观相结合的环境。所以在调研中,增加了乘客评价。将从数据出发的客观评价和从使用者出发的主观感知,进行结合分析,提出相应的光环境量化要求。

3.1  参数调研

  现状轨道交通的调研,参数方面从照度、均匀度和色温等方面进行。均匀度的落实情况较好。照度直接影响到人的视敏度,进而影响到疏散安全和疏散速度,原有规范将地面照度照度作为安全指标研究的重要因素。基于对国内主要城市对北上广的37座车站照度情况的测量,目前国内地铁空间的照度情况常见于以下四个区间:150LX以下、150-250LX、250-350LX,350LX以上。在调研中,受访对象对于250-300LX区间的照度水平满意度最高,其次是200-250LX区间和300-350LX区间。

  色温是光源颜色的指标,暖色光可营造柔和舒缓的气氛,冷色光则可营造高效简洁的氛围。在目前国内的地铁站中,色温主要在4000-6000K之间,部分空间色温高于6000K,则明显引起满意度下降。

3.2  装饰风格及空间环境调研

  目前国内地铁站中大部分以功能照明为主,小部分开始探索主题照明。从装饰设计和照明设计结合的程度来看,可分为灯光配合主题类,和灯光营造主题类。灯光配合主题类是发展的雏形,以室内装饰为主营造主题,灯光配合空间内部装修风格的需求进行点缀,在三个城市都有一定的尝试。另一种形式是灯光营造主题类,即整体风格由灯光为主进行空间塑造,带给乘客沉浸式体验,这种形式上海已有部分站在尝试探索。


4、城市轨道交通光环境设计导则内容

  设计导则重在提出照明品质的关键参数和参数值,提供方式方法,提出流程要求。辅助设计师在关键环节考虑对应问题,达成设计目标。

4.1  照明品质

  照明品质应从安全、节能、舒适三个维度,进行要素选择和指标设定。要素选择,代表了设计的关注点:A保障基础通行,还是也要提升品质和体验;B如何解决LED新光源质量参差不齐的问题;C如何融合多类光源特质(LED屏+广告+导视)。指标设定的环节,则是将乘客的感性体验转化成理性的指标数字,指导设计师的目标设计和验收检验。

  安全方面,是照明基础,主要从照度和均匀度方面进行要求。根据以上调研分析的结果,可将人流量大的重点站,高峰时段的平均照度设置在250-300lx区间,站台200-250lx区间。普通站的人流量较少,可适当降低照度要求,站厅150-250lx区间,站台150lx。均匀度维持现国标行标的要求。

  节能方面,主要包含单灯功率和功率密度的要求,导则同时提供了多种实现方法。可通过时间控制、回路设置和控制系统调控达到功率密度的要求。以回路设置为例,提出通过产品检测和多产品横向对比,选择优质高效节能产品;其次可以通过多回路设置进行节能,平峰时段的功能照明灯具设置为一个回路,高峰时段增加的灯具设置为另一个回路。对彩色照明灯具或间接氛围照明灯具,可另单独设置为一个或多个回路,在周末或节假日时期开启。以上方式可通过时间控制实现,也可以通过人流量探测的方式进行动态控制。

  舒适方面,包含色温色彩、多光源亮度、方向定位、天然采光、频闪等要求。根据调研结果,色温建议维持在4000-6000K之间。人流量大的站可选择5000-6000K,人流量较小的站可设置在4000-5000K。多光源亮度应考虑比例要求,建议广告灯箱和LED屏亮度不大于350cd/m2。标识亮度与面积有关,2~10m2时亮度应控制在400cd/m2以内,小于2m2的标识不宜高于500cd/m2

  在方向定位方面,研究尝试了空间明亮感与轨道交通空间的结合。研究参考了空间明亮感指数的计算方式,综合考量地铁空间的结构与光环境情况。地铁空间光环境具有空间开敞、结构规律有序的特点,通过对于地铁站的调研分析,对站厅、站台两部分空间提出了空间明亮感的建议值,建议站台空间的明亮感设置在10-30(标准空间设置在10-20,明亮空间设置在20-30),站厅空间设置在5-25(标准空间设置在5-15,明亮空间设置在15-25)。

  引入天然光线对于提升地铁光环境舒适度具有多方面的意义。天然光线在地下空间不仅可以补充部分照度要求,达到节约能源的目标,还能降低人在地下空间行走的焦虑等不良感受。因此在实际应用中,如具备环境条件,可通过平天窗天然采光、多面天窗天然采光、导光管采光等方式引入天然光。

  其它方面还应该注意眩光和频闪。眩光方面应关注UGR眩光指数、光源表面亮度、保护角等指标;频闪方面应通过闪变指数(PstLM>1),频闪效应指数(SVM>1.6)和波动深度进行设定。

4.2  设计流程

  对城市轨道交通进行照明设计,可首先以城市为单元对车站进行规划,或以整条线路为单元进行规划。规划应对标准站和特色站的比例数量,以及特色站的主题定位、单元成本等内容。标准站可按照原有设计流程进行,但在每个步骤关注照明参数设定。特色站的照明设计流程应该与建筑设计和建筑装饰设计结合,要关注照明设计与装修设计的对接节点,甚至要关注与建筑设计的对接节点。可通过空间结构设计、装饰设计、颜色设计等方面结合打造空间的照明体验。如需要在空间结构方面出发有较大的设计空间,照明设计要在建筑设计时段介入;如果需要在装饰设计上进行独特风格的设计,则应在装饰设计阶段介入,根据装饰主题设计照明主题,也可以与装饰设计师共同制定主题,考虑使用艺术装置、间接照明等方式去进行照明主题的阐释;另外可以通过色彩表现为空间带来活力,主色调的设置应与该站的主题定位有关,色坐标、色域及模式调节也是照明设计中不可忽略的一环。

  在番禺站的设计中,照明设计师从装饰设计的后期阶段进入。所以主要采用色彩表现的方式增加体验感。18号线的定位是湾区蓝,是大海的象征,代表科技、理智、智慧发展。22号线选用金属橙,是温暖的象征,代表阳光、活力、创新发展。这两个颜色作为番禺站的主色调在装饰和照明中进行融合体现。同时在节日也会有其它颜色的变幻,但为了避免过高的饱和度,灯具增加了白光灯珠,采用了RGBW四色合一的设计,与周边的装饰更加匹配。同时在主要时段,主要采取白光照明。白光照明中增加了氛围调节,采取了冷暖光的设计,在冬季采用暖光,夏季采用冷光,增加了环境对人的情绪调节作用。

  设计流程方面,导则分为六个步骤进行引导,并在番禺站的设计中进行了实践,实现了良好的设计效果。对于不用空间等级、空间划分给出了不同的设计方式及建议,主要流程为:主题风格确定、空间类型划分、照度等级选择、节能措施、灯具选型、灯具数量确定等主要流程,在其中还有灯具组合方式、软件模拟验证等流程穿插。其中标准站和特色站是两种不同的主题风格,标准站可主要考虑功能照明,特色站需要重点考虑主题风格在各个流程中的贯穿。这两种不同主题风格的车站,设计流程相同,但在每个步骤中需要考虑的重点都不尽相同(见图1)。

  第一步,确定主题风格分类,建议以整条线路为单元,规划标准站和特色站的数量和选择;第二步,照明与装饰结合方式,标准站主要考虑功能需求,而特色站需要考虑风格设定,以及在建筑设计、装饰设计阶段共同提出风格设定;第三步,照明标准值设定,普通站主要以功能为主,可以低档值做为目标值,特色站使用的装饰类灯具较多,但也不应该超过功率密度的高档值。第四步,节能措施方面,可通过灯具选择、分区设计、天然光利用等措施,回路控制方面特色站则需要设计的回路类型则更复杂;第五步,灯具选型方面,标准站可建立灯具库,从中选择高效节能耐久的灯具,特色站则需要根据空间主题定制灯具;第六步,确定灯具数量,标准站可通过粗略计算和模拟计算结合的方式确定,特色站则需要考虑不同回路的灯具开启情况,保障只开启平峰时段灯具时满足低值要求,又能满足开启装饰照明时不超过功率密度的高档值。

图1  两类不同风格的轨道交通站设计流程


5、结语

  城市轨道交通光环境设计导则编制研究,是针对现状乘客对良好体验空间的需求,以及新型LED光源出现的复杂光环境问题提出。旨在提供给设计师设计依据和设计方法,以及提供给管理者流程依据,在各步骤中应关注的重要节点。研究通过对北京、上海、广州的37个车站调研,采集并分析了客观数据和主观评价数据,梳理为安全、节能、舒适三个维度的照明参数要求,对各类参数要求提出了数值建议。在分时段照度、多光源亮度,空间明亮感等数值的提出和制定方面,弥补了规范空白。在设计流程方面,提出了六个设计步骤,以及标准站和特色站两类不同站,在各设计步骤中的不同关注点,为城市轨道交通车站的设计及建设提供了参考依据。


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