案例提供：
設計單位：北京海蘭齊力照明設備安裝工程有限公司
概況
飽經500余年風雨滄桑的天安門廣場是當今世界上最大的城市廣場。它不僅見證了中國人民一次次要民主、爭自由，反抗外國侵略和反動統治的斗爭，更是共和國舉行重大慶典、盛大集會和外事迎賓的神圣重地。
建國后的天安門廣場經歷了三次大規模改、擴建工程，使古老的廣場更加宏偉壯觀，成為中華民族凝聚力和祖國繁榮昌盛的象征。
為迎接60年國慶,此次對天安門地區進行照明改造具有重大的歷史和政治意義,改造后,世人矚目的天安門廣場將以嶄新的面貌迎接共和國60歲生日。
設計依據
《城市夜景照明技術規范》(DB11/T 388.1~8 - 2006)
《城市夜景照明設計規范》(JGJ/T163 - 2008)
國際照明委員會(CIE)發表的相關照明標準，主要是：
城區照明指南 CIE第92號出版物
泛光照明指南 CIE第94號出版物
GB50034-2004 《建筑照明設計標準》
GB50084-95《低壓配電設計規范》
CJJ89-2001 《城市道路照明工程施工及驗收規程》
GB 7000.1-2002《燈具一般安全要求與試驗》
CIE127-1997 Measurement of LEDs(1997) CIE127-1997 LED測試方法(1997)
CIE/ISO standards on LED intensity measurements CIE/ISO LED強度測試標準
半導體發光二極管測試方法(中國光學光電子行業協會光電器件分會標準)2002
照明改造范圍及內容
天安門紅墻照明
紀念碑基座照明
國旗桿基座照明
金水橋照明
觀禮臺照明
照明現狀調查及分析
自建國以來,天安門廣場地區照明經過了多次的改造,尤其以1999年50周年及2003年的照明改造最為全面和徹底.經過多次改造和不斷完善,天安門廣場地區基本上達到了總體規劃的要求.
天安門地區照明現狀使用燈具情況:
天安門城樓紅墻:采用1000W+400W普通金屬鹵化物燈及高壓鈉燈照明;
金水橋:采用T5 熒光燈照明及泛光燈照明;
人民英雄紀念碑基座:采用T5 熒光燈照明;
及國旗桿及基座:采用T5熒光燈及小功率投光燈照明;
觀禮臺:采用LED輪廓燈照明.
1999年50周年大慶人民英雄紀念碑及天安門城樓照明指標實測結果:
人民英雄紀念碑:
建筑立面平均亮度:161.3cd/m2
北向立面一般顯色指數Ra:平均值61.4
北向立面色溫(K):平均值3492.1
天安門城樓:
正立面紅墻平均亮度:71.6cd/m2
正立面紅墻色溫(K):測點1:2119.6 測點2:2100.7 測點3:2107.9 測點4:2056.0 測點5:2038.2 平均色溫(k):2084.48
正立面紅墻一般顯色指數(Ra):測點1:46.8 測點2:45.1 測點3:46.4 測點4:43.5 測點5:42.1 平均顯色指數(Ra):44.78
2009年5月1日天安門廣場地區照明指標實測檢驗結果:
天安門城樓紅墻亮度:最高點75.8cd/m2,最低點17.88cd/m2
紀念碑基座亮度:最高點87.95cd/m2,最低點10.6cd/m2
國旗桿基座亮度:35.1cd/m2;觀禮臺燈帶表面亮度:29.2cd/m2
金水橋欄桿亮度(燈具已拆除)
天安門城樓實測亮度及色坐標
經過對天安門廣場地區照明現狀及照明指標的實測調查及主觀評價,我們認為主要存在以下幾方面的問題.
天安門城樓紅墻照明:
主席臺及門洞出口處眩光較為嚴重.原紅墻照明大功率投光燈,投射距離較遠,無法有效控制眩光.
紅墻整體照明均勻度不夠.是由于中間及兩側燈位布置相差較大導致的.
原紅墻照明燈具光色為普通金屬鹵化物光源與高壓鈉光源混光,墻面整體顯色性不甚理想.
人民英雄紀念碑基座照明:
原基座照明燈具部分損壞,光源色溫不一致.
紀念碑基座現有燈光效果
國旗桿、觀禮臺及金水橋照明：
金水橋原有投光燈眩光較為嚴重,橋欄板亮度過高,色溫偏高.
原照明燈具老化，需更換.
國旗桿基座
觀禮臺
金水橋
照明改造目標
照明改造應維持天安門廣場地區總體照明規劃及亮度分布的要求,
天安門廣場地區總體照明亮度分布比例關系為:
人民英雄紀念碑(2):天安門城樓(1):人民大會堂(0.8):毛主席紀念堂(0.6)[NT:PAGE]
具體改造目標:
天安門紅墻部分:
在保證墻面亮度及照度的前提下,顯著提高整體照明質量,提高顯色性,提高整體均勻度,最大限度降低眩光;
改造主要內容:在原燈位基礎上,更換新型投光燈,采用遠距離投射方式,提高整體均勻度,最大限度降低眩光.
3D效果
照度及亮度計算:
正立面照度及亮度分布
東.西側立面照度及亮度分布
正立面主席臺上方2米高照度[NT:PAGE]
照明燈具的選擇:
燈具選擇COOPER VFM 1000W及400W投光燈.根據投射距離選擇以下三種類型配光:
光源詳細指標：
1000W金屬鹵化物光源：光通量：110000lm 色溫：3400K 顯色性：>70
400W陶瓷金屬鹵化物光源：光通量：40000lm 色溫：3000K 顯色性：84
紅墻照明用400W投光燈光源選擇GE 400W陶瓷金屬鹵化物燈，陶瓷金屬鹵化物光源相比傳統石英金屬鹵化物光源有很多優勢：
更高的光通量：比石英金屬鹵化物燈高出20%的光通量;
光色穩定性優異：在整個壽命使用其間光色恒定;
杰出的顯色性：顯色性的改進即使在紅色物體下也能表現出色;
替換簡易：與現有的石英金屬鹵化物燈相兼容;
防紫外線外殼：由于特制石英外殼吸收減弱了紫外線輻射.
普通400W石英金屬鹵化物光源 4200K 顯色指數65
光圈3.5 快門1/6秒 ISO400 自定義白平衡
400W陶瓷金屬鹵化物光源 3000K 顯色指數84
光圈3.5 快門1/6秒 ISO400自定義白平衡
眩光的控制措施
為最大限度的控制紅墻照明燈具對主席臺等重要位置產生的眩光,我們采取以下措施:
燈具選擇扁平配光(垂直方向窄,水平方向寬);
燈具仰角嚴格控制,有效投射光控制在紅墻上檐以下(燈具投射截光仰角<22度)
功率選擇以400W為主,少量選用1000W;
取消原金水橋南側投射金水橋的投光燈.
燈具外加可調角度遮光罩, 內加光源防眩光格柵;
眩光控制截光角度剖面分析圖
外置可調角度遮光罩和內置光源防眩光格柵
針對天安門主席臺眩光的實驗
為驗證采用防眩光措施的實際效果,特作實驗以驗證.
實驗位置:午門城樓北立面(與天安門基本一致);
眩光檢驗位置:午門城樓上正中位置;
照度測量高度:城樓上1.7米位置(標準成人身高);
測試燈具:400W扁配光投光燈配400W陶瓷金屬鹵化物光源共8套.
實驗照片對比
加外置遮光罩
未加外置遮光罩[NT:PAGE]
燈具布置方式
正立面(南立面) 利用原有位置,中間布置6組燈,安裝在金水橋橋頭兩側地面，每組燈具為2臺1000W扁配光投光燈與10臺400W扁配光投光燈，兩側各一組燈安裝在兩側觀禮臺后墻處，每組燈具為 6臺400W非對稱寬配光投光燈;
東西兩側立面各安裝6套400W投光燈,燈位利用原有位置.
燈具裝飾支架示意
中間六組每組安裝12套VFM燈具,其中2套1000W,10套400W.
兩側二組各安裝6套400W.
正視圖
透視圖
側視圖
金水橋部分:
采用新技術LED光源代替傳統光源, 更換配光精確、低壓(24V)供電、安全可靠、耐踩踏的燈具,適當降低亮度及照度,改善金水橋照明效果,確保絕對安全;
改造內容:更換原有照射橋欄板的T5熒光燈,并取消眩光較為嚴重的投光燈.
金水橋照明指標:
橋欄桿計算平均照度為:214lux;
橋欄桿計算平均亮度為:37cd/m2;(參照金水橋反射比:50%)
橋面計算照度:25lux,考慮金水橋周邊較高的環境照度,因此無需設置專門照射橋面的燈具即可以滿足要求.
照明方式:選擇COOPER IO2.0偏配光條形LED洗墻燈打亮橋內外側漢白玉欄板;
照明改造特點:
特有的偏配光設計可以最大限度的降低溢散光,使橋欄板更加均勻;
燈具線路采用低壓供電,確保游人安全;
提高燈具外殼強度,抗踩踏不易損壞;
金水橋照明文物保護措施:
LED光源光束不會產生熱量,且無紫外線(UV)和紅外線(IR);
燈具及線路在橋面上的安裝全部采用膠粘方式,把對橋面的破壞降至最低;
照度及亮度計算:
橋面照度計算:
COOPER IO2.0偏配光條形LED洗墻燈
外觀簡潔、結構緊湊，燈與燈之間無縫拼接保證連接處無陰影。特有的偏配光光學系統，使墻面照度更均勻，溢散光更少;
燈具規格
色 溫： 3000K 顯色指數:80
光 源： 進口OSRAM或CREE光源
光源數量：48顆/36” 0.3W/顆
燈 體： 鋁質燈體，陽極氧化處理
燈 罩： 抗UV的PC罩
電氣規格
輸入電壓： 24V DC
驅動方式： 100mA恒流驅動
額定功率： 18W/ 36”
功率因素： >0.90
環境規格
環境溫度： -20℃ ～ 50℃
防護等級： IP65
特 色
呼吸系統： 燈具具有高性能呼吸膜(隔水透氣)，保證燈具內外氣壓一致，提高防水等級;
LED 損壞： 在同一回路中一個LED損壞，該回路上的其他LED繼續正常工作;
滲水保護： 燈具內部采用電子灌封膠覆蓋，即使燈具異常進水，仍能正常工作
實測燈具表面工作溫度<45度.[NT:PAGE]
配光曲線
物理尺寸
安裝示意
紀念碑、國旗桿基座
適當降低基座亮度,使其與建筑整體燈光更加協調,更換新技術LED條形燈,配光更為精準,低壓供電保障安全使用.
照明改造內容:更換原有照射紀念碑基座欄板的T5熒光燈;更換原有照射旗桿基座的T5熒光燈及照射旗桿的投光燈,原照射紀念碑碑體的燈具不變.
照明指標:
計算平均照度為:290lux;
計算平均亮度為:46cd/m2,
照明方式:
紀念碑基座及國旗桿基座充分利用原有燈位,采用和原有T5燈具相同模數(標準長度620mm)的IO .75 LED條形洗墻燈照亮基座漢白玉欄桿;
國旗桿四角各設置2臺窄角度投光燈照射旗桿及國旗;
照明改造特點:
LED燈具采用低壓供電,確保安全;
燈具及線路的安裝全部采用膠粘,不對建筑本體構成任何破壞;
照度及亮度計算:
IO .75(偏配光條形洗墻燈)
描述 外觀簡潔、結構緊湊，燈與燈之間無縫拼接保證連接處無陰影。特有的偏配光光學系統，使墻面照度更均勻，逸散光更少;[NT:PAGE]
燈具規格
色 溫： 3000K 顯色指數:80
光 源： 進口OSRAM或CREE光源
光源數量： 12顆/620mm 1W
燈 體： 鋁質燈體，陽極氧化處理
燈 罩： 抗UV的PC罩
電氣規格
輸入電壓： 24V DC
驅動方式： 300mA恒流驅動
額定功率： 14W/620mm
功率因素： >0.90
環境規格
環境溫度： -20℃ ～ 50℃
防護等級： IP65
特 色
呼吸系統： 燈具具有高性能呼吸膜(隔水透氣)，保證燈具內外氣壓一致，提高防水等級
LED 損壞： 在同一回路中一個LED損壞，該回路上的其他LED繼續正常工作;
滲水保護： 燈具內部采用電子灌封膠覆蓋，即使燈具異常進水，仍能正常工作.
配光曲線
安裝示意
物理尺寸
國旗桿照明燈具
-FGD025扁配光投光燈 150W陶瓷金鹵光源
觀禮臺部分:
在保證原有照明光色及亮度前提下,更換新技術LED輪廓燈,采用低壓供電,確保安全;
照明改造內容：更換觀禮臺墻體輪廓燈,輪廓燈選用LED條形燈.
輪廓燈相關技術參數:
規格：W110*H60*L1000mm
燈體外殼材料:黃色PC外罩(抗老化，韌性好，不易碎)，可見光的透過率可達90%左右.
LED 光源：黃色LED 單顆0.06W，黃光波長：585-595nm 橙黃光的波長：600—625nm.
防護等級: IP65
特殊工藝: 高分子樹脂固封光源雙層防水、防潮處理.
現狀
白天效果
亮燈效果
PC外罩檢測數據
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效果圖-天安門紅墻
效果圖-金水橋
效果圖-紀念碑
效果圖-國旗旗桿及基座
燈具用電負荷
天安門紅墻照明:45.6kW 原總功率:46.4kW
金水橋照明:19.6kW 原總功率:66kW
紀念碑基座照明:13.3kW 原基座總功率: 37.8kW
國旗桿基座照明:1.8kW 原總功率: 15kW
觀禮臺輪廓照明:18.7kW 原總功率:45kW
合計用電負荷:100kW 原總計功率:210.2kW
控制系統符合<<北京市夜景照明管理辦法>>三級控制的有關規定,同時在設計中預留與北京市夜景照明集中控制系統相連接的接口.
照明改造中的環保節能措施
確定符合天安門廣場地區總體亮度規劃標準的照明指標;
選用配光合理、效率高的燈具;
選用的LED及金屬鹵化物光源均符合相應光源能效標準,達到節能評價值的產品;
采用三級照明控制系統;
采用功率損耗低、性能穩定的燈具附件,按光源要求配置符合相應能效標準的節能評價值要求的鎮流器;
LED燈具電源轉換效率大于0.9;
多采用高新技術照明產品，提高照明工程科技含量;
照明設計中應該避免光干擾，確保照明設施的安全性，體現綠色照明的設計理念.
照明改造中的安全措施
近人尺度的裝燈位置,如金水橋欄桿、觀禮臺以及紀念碑、國旗桿基座全部燈具采用低壓供電(24V DC);
可觸及的照明設備，如金水橋欄桿、觀禮臺紀念碑、國旗桿基座照明燈具工作狀態下表面溫度均低于50度;
全部照明燈具防護等級達到IP65，配電線路裝備漏電保護裝置;
條形LED燈采取滲水保護措施,燈具內部采用電子灌封膠覆蓋，即使燈具異常進水，仍能正常工作;
金水橋橋欄桿條形LED燈具外殼強度高,抗踩踏,不易損壞;
在配電線路上安裝低壓避雷器，以防止雷擊電流破壞器材和發生火災.
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