大型综合机场建设项目论文：照明比选与应用研究

　　大型综合机场建设项目论文：照明比选与应用研究

　　引言

　　全球航空业正在高速发展，经济全球化日趋激烈，乘飞机已成为现代人出行的重要方式，如今，机场安检逐步加强，乘飞机需采取的步骤主要是办理登机手续，托运行李，通过安检，找到登机口，在登机口等候，转机，等等，现在除了要花费更多的时间坐飞机外，还要花费更多的时间在托运和登记上，停留在机场大楼的时间要大大延长。因此，如何在航站楼内提升旅客的体验和感受，营造一个更加舒适、贴心的候机环境，对于提高旅客的出行质量，创造令人满意的出行体验，已成为一个非常迫切需要解决的重要问题。所以营造一个舒适柔和的照明环境更容易让人在候机楼感到轻松自在，本文将重点对此进行深入研究论文发表。

　　1 设计思路

　　1.1 设计原则

　　候机楼大空间照明设计具有与其它大型公共建筑照明非常不同的特点和功能要求。

　　一是针对不同区域、不同功能进行设计，为不同区域的旅客和工作人员提供良好的视觉环境；并且要选择合理的照明灯具，适当的照明方式，精确地控制各项照明指标，包括照度、亮度、眩光、显色等，使其能够真正地满足人们对照明功能的要求。

　　二是要与建筑环境、室内设计完美结合，充分利用各种照明方式，与建筑内部空间及外部形象完美结合，突出建筑环境特征，使用合适的照明灯具，提供合理、健康、舒适的光环境，避免光污染。

　　三是要同时要满足航站楼高客流引导性照明的功能要求，利用航站楼照明灯具的亮度、色温的变化，标识出合理的照明效果。 选用高效节能照明灯具，合理设置灯具的安装方式和位置，并根据不同时段的客流，采用灵活的照明控制方式，在白天应尽量利用自然光，尽量实现节能。

　　1.2 照明标准

　　按照最新国家标准GB50034-2013建筑照明设计标准对机场和其他交通建筑的照度标准值、眩光值、眩光控制和显色性要求（见下图），对航站楼各功能空间进行了初步规范。 确保照明水平是为了在机场建筑内部获得足够的光线和光照，从而有效、安全、舒适地满足工作人员和乘客基本活动视觉功能的照明要求。照明质量标准，如肉眼的视觉感受、室内光环境的影响、眩光的控制、均匀度和显色性的优劣等，都是要很好地达到的，真正要注意和考虑的设计因素。

　　2 案例分析

　　通过对设计因素进行阐述后，下面作者通过分别对北京首都国际机场T3航站楼、北京大兴国际机场航站楼的照明环境设计进行拆解、对比和分析。

　　2.1 北京首都国际机场 T3 航站楼

　　北京首都国际机场三号航站楼（T3）主楼由荷兰机场顾问公司（NACO）、英国诺曼·福斯特建筑事务所负责设计，2004年3月26日3号航站楼T3主楼工程及监理合同的签定。首都机场开始三期扩建工程。2007年12月完工。T3主楼及其配套工程位于现有东跑道和新建跑道之间。三号航站楼建成后将是国内面积最大的单体建筑。其总建筑面积98.6万平方米。北京首都国际机场3号航站楼，建筑面积90多万平方米，新增机位99个；新建一条长3800米、宽60米的跑道，世界上最大的客机空客A380也能够顺利起降。此外，新建北货运区，相应配套建设场内交通系统，以及供水、供电、供气、供油、通导、航空公司基地等设施。2018年北京首都机场年旅客吞吐量首次突破1亿人次。

　　2.1.1 T3 航站楼的外墙（图 1）

　　在当时，北京首都国际机场T3航站楼的外墙全部采用了玻璃幕墙，并采用了较为先进的工艺，其内部采用了红色过渡到黄色喷漆的钢桁架作为

　　支撑。航站楼的外墙采用玻璃幕墙具有重要意义。

　　第一，白天能让自然光进入候机厅，可以大量节省电能。而候机楼一般是综合性建筑，体积通常都比较大，如果将外墙做成全封闭混凝土结构，

　　那么白天也需要大量的人工照明设备，这将造成电力的巨大浪费。 其次，它可以使室内和室外的人们视野更加开阔，更容易获取飞机的候机信息和起飞、降落等实时信息。

　　第三，可增加通透感。北京首都国际机场T3航站楼的玻璃幕墙向外倾斜约15度，使旅客在眺望窗外时，不会受到玻璃反光的影响，从而减轻了乘客的焦虑感。

　　2.1.2 T3 航站楼的天花（图 2）

　　该航站楼建筑通透大方，屋顶被设计成155个“龙鳞”式天窗，这一独特的造型不仅给航站楼整体建筑增添了恢宏气派，而且还首次在国内机场采用了大规模自然采光的设计理念，能够有效地节省照明能源；T3航站楼著名的“彩霞屋顶”也具有独特的功能——屋顶条纹由红到橙、由浓到淡、总是指向南北，乘客在航站楼内不用担心迷路。

　　T3航站楼的顶棚分为上、中、下三层结构。顶部是金属片构成的膜状结构，主要起着遮光和保护作用，“镂空”三角形采光屋顶采用透明玻璃，白天可向机场航站楼内注入适量的天光，从而为航站楼提供基本照明而不消耗任何能量。 T3在白天光线充足的情况下，通过四周立面玻璃幕墙和天花采光顶引入自然光线，基本实现零排放，满足室内照明需要。

　　2.1.3 T3 航站楼的地面（图 3）

　　航站楼地面以灰白色大理石为主，其表面光滑，具有镜面反射的特点，能反射天花及周围立面的光线，使光影在空间中产生上下呼应。不但让室内空间显得更宽敞，对光源的直接反射也让每个人都产生了华贵感，增添了整个环境的奢华气质。高反射的大理石地面也是一把双刃剑，它能将光线直接反射到天光上，产生眩光。眩晕如果在视线中停留很长时间，则会引起不适。

　　2.1.4 小结

　　在北京首都国际机场，T3照明环境设计的精髓主要体现在天花式自然照明系统上，它对自然光的引入和处理充满了设计灵感和对乘客的关怀；而对人工照明系统的应用则相对简单直接。T3的照明环境在功能和能耗上无疑是设计中的典范。但是，在感情上，这种“直白”的人工照明系统，再加上“不同凡响”的层次感，给人的感觉更加冷淡。 飘逸的气动式屋顶结构和象征着中国传统符号的龙形外型是其最大的特点，此外，设计师还特别采用了红色作为其夜景的主色调。夜幕降临，从空中俯视，T3航站楼犹如一条红龙，颇为壮观。这个候机楼沐浴在自然光以及红色和金色人造光的环境中，其空间物理形态和条纹的红色天花引导旅客穿过建筑物，到达、离开和登机口这三个主要目的地。这个巧妙的设计效果，通过前面的屋顶和斗拱来引导方向，大大减少了穿过机场的时间，使过境时间和在航站之间步行的距离缩短。

　　2.2 北京大兴国际机场航站楼

　　2019年9月25日，北京大兴国际机场正式投入运营，作为总投资额高达800亿元人民币、年客流吞吐量达1亿人次、飞机起降量80万架次的巨型

　　机场，北京大兴国际机场被评为新“世界七大奇迹”之首。北京大兴国际机场航站楼由法国ADP Ingenierie建筑事务所和扎哈·哈迪德（Zaha Hadid）工作室设计。航站楼按照节能环保理念，建设成为中国国内新的标志性建筑。航站楼设计高度50米，采取屋顶自然采光和自然通风设计，同时实施照明、空调分时控制，采用地热能源、绿色建材等绿色节能技术和现代信息技术

　　2.2.1大兴国际机场航站楼的外墙（图4）

　　由于北京大兴国际机场采用了“浴火凤凰”的设计理念，因此该航站楼比整体外型较长，其幕墙面积约为71000㎡，主要系统分为立面大板玻璃幕墙系统、玻璃采光顶系统等，结构形式复杂，设计和施工十分困难。 为加强玻璃幕墙的强度，同时支撑整个结构，航站楼中心区立面玻璃幕墙全面采用“无横梁立柱外装系统”，不仅使室内空间规整、大，而且钢柱采用银灰色系，在幕墙玻璃的呼应下不至于显得太突兀和喧宾夺主，整体效果呈现在航站楼候机楼候机时，让人视觉放松，但也不过于紧张。与此同时玻璃幕墙向内倾斜立面，同样可以减少人们眺望窗外时阴影对视线的影响。

　　在没有雨雾的情况下，靠近玻璃幕墙侧的空间完全可以通过自然光线满足候机楼的照明问题，可以为国家节省大量的电力。

　　2.2.2大兴国际机场航站楼的天花（图5）

　　新机场拥有世界上最大的屋顶面积，高达18万平方米。候机楼的顶部主要自然采光系统包括一个中心天窗、六条形天窗、八个气泡窗和贯穿指廊的中部采光带等。 整座码头总共使用了12800块玻璃，其中8000多块用于屋顶。因为屋顶采用流线曲面结构，所以8000个玻璃中没有两个是相同的。平面铝网根据屋面曲面的变化有不同的角度，既可以避免强光照射，又可以满足候机楼的自然采光要求。

　　为确保航站楼能够达到低能耗、高亮度、高舒适性、易维护等特点，北京大兴国际机场航站楼照明设计创新地采用了下射+上射投光的照明方式，既能将复杂的曲线型屋顶照亮，又能有效利用屋顶纳米涂层铝板折射的光线（高达90%的反射率），将整个航站楼空间照亮。

　　在功能性上，白栅为游客提供了向纵深移动的暗示，白栅将天光通过上层采光顶进入，进行一定程度的遮挡和漫反射，使足量的天光在此“停留”，在照明效果上起到了“光源”的作用，若将上层采光顶比作灯具中的灯泡，则下一层就是灯具的灯罩，在功能上使光线变得柔和可控的同时，达到一定的装饰效果。

　　（1）中央采光顶（图 6）

　　航站楼核心区屋面则由一个中央天窗、六条条形天窗、八个气泡窗及贯穿指廊中部采光带等组成顶部主要自然采光体系。屋面采光顶的上万块玻璃组成一个“自由曲面”，每块玻璃都有唯一的“身份证”（规格尺寸均不相同），每块玻璃中空层的内部则是“智慧芯”——整齐排列的铝网根据屋面曲面变化而有不同角度，不仅可避免强烈日照，还能满足航站楼自然采光需求，实现节能环保、美观、人性化。

　　（2）八个 C 形柱采光顶（图 7）

　　航站楼核心区按南北中轴线对称分布了八个C形柱，每个C形柱部分都设计了采光顶结构，形状酷似“气泡”。该部分采光顶采用了铝结构采光顶，“铝”这个材质用在采光顶结构上非常罕见。

　　（3）六道条形采光顶（其中 5 个是指廊部分采光顶）（图 8）

　　整个航站楼有六条长走道，为候机人从进入机场后安检后通往候机厅的必经之路，该走道长期有大量客流量，其采用自然光源更是为新机场的节能添砖加瓦。

　　2.2.3大兴国际机场航站楼的地面（图9）

　　在候机大厅，地面选用浅灰色大理石材质，增加了大厅的空间感和亮度，这样的环境容易使人保持清醒的头脑，使旅客产生一种家居的亲切感，配合经过二次反射的柔和光线，为旅客提供放松、自在的候机环境。

　　2.2.4小结

　　大兴国际机场航站楼采光顶，大量采用铝网玻璃，其基本原理是将铝网固定在玻璃中空层内，统一南北排列，据说能在遮蔽阳光的同时，将直射阳光通过漫反射进入室内，达到舒适的采光效果。这种又称“智能遮阳天窗玻璃”，是航站楼新材料的应用。

　　另外，北京大兴国际机场也充分体现了“绿色科技机场”的理念，像首都国际机场 T3 航站楼就安装了 20000 盏灯光，而面积较大的大兴机场，仅安装 3 千盏照明灯具，节能效果就达到 30%-50%。为确保航站楼能够达到低能耗、高亮度、高舒适性、易维护等特点，北京大兴国际机场航站楼照明设计创新地采用了下射+上射投光的照明方式，既能将复杂的曲线型屋顶照亮，又能有效利用屋顶纳米涂层铝板折射的光线（高达 90%的反射率），将整个航站楼空间照亮。

　　3 总结

　　在分别阐述了两个国际机场航站楼的照明环境设计之后，总结一下机场航站楼的照明环境的共同设计要点。

　　3.1 全过程参与及与建筑的协调性

　　航站楼的整体室内设计需要参与进来，在整个设计的过程中，随着航站楼室内设计的变化和要求，进行了不断深入的合作设计。灯光效果及方式确定后，由室内、建筑等专业人员确定各种灯具的安装方式及安装位置，以及外观是否美观，是否可以更好地与建筑室内环境相结合，与航站楼整体效果相协调。机场的照明方案需要充分考虑不同功能房的照明效果，既要突出航站楼的特点，又要满足功能要求，整体协调是实现良好照明效果的重要环节。

　　3.2 采用自然照明与节能

　　航空站周围立面采用玻璃幕墙结构，白天可大量引入自然光，光线充足的情况下，室内几乎不需采用人工照明，可满足室内的照度要求，也不需考虑自然光的眩光问题，节省了大量能源。

　　但如何在引入自然照明时避免眩光的产生，是航站楼照明环境设计中必须解决的一大设计难题。传统的解决方案是通过特制的玻璃，对引入的自然光进行遮挡，散射，反射等处理，使得原本强烈耀眼的自然光更加柔和和舒适。

　　此外，还应考虑到自然照明和人工照明的完美配合，将照明灯具嵌入格栅或天花中，将自然照明与人工照明相结合，能有效地解决直射式人工照明的不足，同时营造出整洁、高效的候机楼照明环境。

　　3.3 照明方式的多层次应用

　　直接照明：利用射灯等光源直接照明目标空间。理论上对能量的直接利用最大，但缺点是容易产生眩光。首都国际机场T3航站楼的人工照明采用了直射照明技术。

　　非直接照明：通过反光板等具有反光特性的物体反射来照明目标空间。尽管间接照明会导致小面积的能量损失，但是它的优点是避免了眩光，创造了柔和的照明效果。通过对光源二次甚至更多的反射，实现了北京大兴国际机场航站楼的主照明系统，从而营造了一个温馨、柔和的照明环境。半直射照明：通过散光片等透光性材料来照明目标空间的光线。散光面板可使集中光源扩散，使光线柔和均匀，避免眩光现象发生。

　　航站楼人工照明主要采用直接照明、间接照明和半直接照明三种照明方式，如何有效地利用三种照明方式的优缺点，综合运用，达到最佳照明环境，是航站楼设计中必须考虑的问题。

　　3.4 模块化的应用

　　目前的设计行业基本上所有终端的照明环境设计都会采用模块化设计思想，不仅能最大限度地降低照明生产和维护成本，还能保持照明环境元素的整体一致性。不仅仅是对照明环境的设计，只要到了大空间，总会发现模块化的身影。

　　4 展望

　　航站楼建筑的照明在满足不同功能区域各种功能要求的同时，也要达到美观的要求，使照明与建筑及其装饰完美结合，相互呼应。总体上说，机场航站楼的照明设计是一门艺术，在权衡好建筑设计与照明方案的同时，也要突出机场航站楼的特色，最大限度地利用这些能与航站楼艺术美感融为一体，节能环保，寿命更长的 LED 筒灯，以达到完美的照度效果，为整个航站楼的照明工程增添一分色彩。 机场照明设计有别于一般的照明设计，它需要更多的与建筑配合，与建筑融为一体，不仅要满足功能要求，更重要的是要能够体现建筑照明的新奇和别致，给人以无限遐想的效果。对大空间进行科学、合理的照明设计，其意义已经不仅仅仅仅在于体现建筑本身的艺术效果，更重要的是对社会经济利益的改善和提升。