亚高山植物园展览温室照明设计.doc

亚高山植物园展览温室照明设计一、 展览温室的总体状况及照明要求亚高山植物园展览温室一期总建筑面积625m2。建筑物地上部分为钢架全玻璃围护结构。根据总体的展示设计，分上下两个展区，主要栽培和展示云杉、青杆、康定杜鹃等植物。对展览温室照明的要求：（1）满足展室内固定栽植的植物生长的必要光照；（2）具备夜间开放展出的照明条件；（3）根据建筑的特点及布展的情况，营造出生动的光环境；（4）展现及强调建筑本体的形态及特点。综合上述要求，展览温室的人工照明设计分为以下几项功能：（1）提供具备适宜光谱成分的、必要强度的补光照明，确定适当的光照时间和补光量，以保证展出植物的光照环境与其原产地环境不发生大的变化，从而保证植物形态不因地域不同而产生变异。（2）提供具备良好显色性的、适宜的照明条件，使参观者能够充分欣赏展出植物的生动形态及细节。（3）根据展区的设置，选择适宜的光色、照度及照明投射方向，力求营造出生动的光环境，使参观者有身临其境的感觉。（4）设置合适的照明方式，强调全玻璃建筑的形态及特点。而关键的问题在于要精心设计出一套完整的照明系统，同时满足上述功能需求。这就需要对上述要求进行必要的分析与论证。 2、温室的光照分析与补光设计温室内展出的植物都具备特有生长性格。要保证这些植物在亚高山地区正常良好地生长并保持其原有植物形态不产生变异，除了必要的土壤条件及适当的温湿度环境外，合理的光照也是不容忽视的关键因素。为此，要对植物生长过程中光照的作用进行深入地研究。按照植物生长的阶段发育理论，可分为以下几个阶段：（1）春化阶段（2）光照阶段（3）光谱阶段（4）照度阶段根据亚高山植物园的规划,栽培植物均未已培育成熟品种,属于照度阶段.另一方面温室玻璃对光照强度的影响.经分析验算，顶部玻璃大约要吸收的直射阳光，并要反射掉左右，合计约有的光损。侧壁玻璃由于角度大，反射率可以忽略，但仍有的吸收率。在温室下层基本长年无法直接接受阳光直接照射. 下面对几个展区进行具体分析。（1）亚热带展区：这个展区的植物大部分为云杉和青杆，生长期各有长短。在光照时间上，夏季应进行60120min的遮阴，而冬季则需进行60-120min的人工补光，以满足植物生长的需求。补光光源的光谱成分中应含有较多的蓝紫色光及紫外线，而橙红色光成分则应适当控制，这样有助于干物质的积累并防止枝叶疯长。经计算，重庆地区冬季晴天的日平均照度为6000，其经顶部玻璃（约占直接采光面积的）吸收、反射后的损失为：6000*14%*30%=252侧壁玻璃造成的光损失为：6000*9%*70%=378合计光损为630。（2）康定杜鹃展区：这个展区设在一层，面积约625m2，是整个温室中光线最不充足的区域。栽种了康定杜鹃。需要强烈的日照，且对光照时间较为敏感。橙红色光的大量应用非常有利于植物生长，且不会发生枝蔓疯长的现象。适当补充紫外线，可以促进角质层的形成。 3、展览植物的观赏照明要使参观者能够愉快地欣赏千姿百态的展览植物，展区的照明必须具备足够的照度、良好的显色性、合适的亮对比及眩光的有效控制。由于这方面的设计理论已研究多年，且物理量化指标比较明确，不是本文讨论的重点，故简述如下。（1）照度的确定：物体必须有足够的亮度才能被观察者识别，这是基本的原理。当物体自身不能发光时，由外界提供一定的照度以确保物体具备足够的亮度，这是照明的初步阶段。但物体的大小（视角的大小）与速度（包括显现时间与移动速度）也是识别物体的重要因素，而且与照度的确定有很大关系。通过长期的研究和实验，照明专家们总结出了照度与视觉的基本关系。可以看出，当物体直径变化时，易读性也随之变化。当确定识别物体的大小后，易读性随照度的加强而增加。对观赏植物来说，其种子或花蕊应是一般观察的细部，故按来取值是较为合适的，这时易于辨认的最低照度值约为。同时，在另一项实验抹消作业的实验结果中可以看到：当照度低于时，观察分辨物体所需的时间会迅速增加，随之则是视觉疲劳的产生；当照度值大于时，则分辨物体的时间变化很小，这充分说明选取的照度值应该在以上。 （2）颜色与显色性：有了合适的照度，只能使参观者看清楚植物的轮廓和细部形状，并不能完全真实地辨别其全部特征，这其中的另一个关键因素就是颜色。举个很简单的例子，在标准黄色光照射下，一朵黄色的花与一朵白色的花看上去颜色几乎没有差别；而在白炽灯与荧光灯分别照射下，同一件红色物体所显现出来的颜色差别也会被绝大多数观察者明确地感觉，这都与光线的光谱构成有关。所以，要使被照植物显现其娇艳的色彩，必须满足显色性的要求，即照明光源的光谱应该是连续光谱，且不应在不同波长的光谱中出现大的差别。（3）对比与投光：在一般的室内照明设计中，可以将视觉工作面与其周围环境加以区分，并分别控制其照度水平，以达到较好的照明效果。这种方法在博物馆和美术展览馆的照明设计中应用得相当广泛，但在植物温室中则不然（尽管它也是展览建筑）。这里除了有限的参观道路外，几乎栽满了各类植物，其中任何一株均有可能成为参观者感兴趣的观察对象。既然无从区别其主次，也就无法有效地引导参观者的目光和注意力。所以，空间亮度对比的方法在这里是不适用的。那么，怎样使面前的大片植物避免千篇一律、呆板沉寂的感觉呢？只有从光线的照射方向来下功夫了。我们知道，当光线垂直向下照射一个物体时，阴影在物体的正下方，这时物体给观察者的感觉是完全静止的；当光线转到时，阴影移到物体的斜下方，虽然静止的感觉没有变，但立体感明显增强了。将光源继续降至物体的侧面，水平向物体投射，这时阴影向远方延伸，不稳定的感觉产生了，再加设一两个光源，与原来的光线保持一定的角度。仔细观察发现，阴影变淡了、变虚了，物体表面的明暗界面也变得模糊了，确定的位置感与界限感没有了。再回到温室的展区里来。将照明灯具布置在四周和顶棚的各个部位，投光方向各不相同，增加了植物的受光面，增多了叶面的反光角度，使得参观者在观察展出植物时，每改变一个角度就会感觉到一种变化的照明感觉。通过反复的调整，终于初步克服了“平淡”。 4最终设计的确定1)二层展区光损630,可以确定补充照度为630,由此可以计算得知可以增400W高压钠灯12盏.每52平方安装1盏.作为垂直向下补充照明.另在内室四边分别安装2盏400W加高压钠灯以修正视觉效果.合计20盏.2)一层展区一层展区基本不能得到直接光照,需要模仿一个标准的日光生长环境.标准照度5000,经计算,所需高压钠灯99盏 ,每6平方1盏400W高压钠灯, 另在内室四边分别安装2盏400W加高压钠灯以修正视觉效果.合计107盏. 5 照明系统控制考虑到要充分发挥人工照明系统的作用，必须做到各展厅对植物生长补光的光照强度要依据日光的强度和天气的变化灵活控制，补光时间也要随季节更替而不断调整，光环境效果也应随外界光照条件的变换而相应变化。因此，必须设置一套完善、有效的控制系统，对各展区的照明装置进行分区、分步地控制与管理。首先，将全部天棚灯具按展区进行分组。即二层展区3组；一层展区18组。在这21组灯具中，17组用于植物生长补光，兼作为展区照明和光环境效果，其余4组用于展区照明和光环境效果，均能够根据需要独立进行控制。这样，基本保证了实际需要。其次，恰当的补光量是依据室外光照强度计算得出的，所以，正确测量室外照度是系统运行的先决条件。为此，专门设置了两组室外光传感器，并将信号定时直接传送至控制系统。在预设的补光时间段内，控制系统根据信号分组开启照明装置。以接近冬至时的冬季为例，早晨在日出前一小时左右逐步开启全部补光照明，然后根据