海洋水族馆的建筑照明设计

照明技术 海洋水族馆的建筑照明 林国成 上海中星外建设计有限公司 & ("##!$’ 摘 要 从海洋水族馆的背景照明设计、水中照明设计、应急照明设计、特殊照明设计及其电力负荷等级、低压配电系统 的设 计和安全措施等几方面阐述了海洋水族馆建筑照明设计的基本。 关键词 照明设计 海洋水族馆 电力负荷等级 低压配电系统 安全措施 随着社会精神文明和物质文明的进步，随着水 。因为背景照度太高，则有喧 度之比也不宜小于 )* ) 宾夺主之嫌。比较适合的照度为:水族箱内的展品照 产事业的发展，海洋动物的观赏价值也得到了提 度为 左右，背景照明的照度为 ’+ , )+#-. $# , ’+-. 升。现代沿海城市的海滨、江岸、及公园等处，配合能 左右。 衬托海洋动物生活环境的现代建筑，设置充满动感 & ( 水中照明" 和色彩的海洋水族馆，使城市建筑溶于自然，使人们 水中照明主要是为了提供观赏所需的视觉条 的生活增添了生机。 件。由于照明光线通过水中时，水会对光线发生吸收 海洋水族馆建筑照明设计是海洋水族馆设备配 或散射，每一方面都起着减弱光强的作用，水中的透 套建设的一个重要组成部分。笔者曾对国外的泰国、 射率显著下降。据实验结果表明，蓝色、绿色及黄色 国内的上海、青岛、无锡等地及香港地区的水族馆作 系统的光透射系数较高，红色系统的光透射系数较 过游访，并与其中的设备管理人员作了调查交流，发 低。所以，水中照明光源用金属卤化物灯及白炽灯为 现这些水族馆的照明设计基本上是比较完善的，但 最佳，若在灯具表面套嵌蓝色滤色片，则水下的视距 从电气技术发展的角度来看，还可以作进一步的改 也较大。 进。以下就从这个角度作一简单的论述。 灯具的设置可按水上照明、水面照明及水下照 海洋水族馆的照明设计) 明三种方式布置 & 见图 ( 。) & ( 背景照明 ) 为了使进入水族馆的观众置身于 海洋动物生活 的环境，利用背景照明灯光来衬托环境、渲染气氛， 给观众以丰富的艺术感染力，从而提高他们的欣赏 情趣是十分必要的。为了得到良好的烘托效果，背景 照明不宜采用大功率的灯光，而应采用淡蓝色的荧 光灯。蓝色是一种极其冷静的颜色，最容易使人联想 到碧蓝的海洋。灯具布置不宜采用直接照明，而宜采 用带反射器的光檐或者采用带美术图案的发光天棚 图 各种水中照明方式) 等间接照明。同时为了给观众创造良好的视觉条件， 水上照明方式是指在水上构筑物上安装照明 !背景照明的照度与水族箱内展示对象的照度之比不 灯具的照明。这种方式可使水面具有比较均匀的照 能大于 。否则，会产生镜像反射。因为观众是通 )* $ 度分布。缺点是光源外露，而且光源反射在水面上容 过玻璃来观看展品的，参观者本人或周围的物体映 易产生眩光。这种照明比较适合于有海豚或海狮表 像常常会映现到光泽的表面上，这样有碍于对展品 演的场合。 的观赏。例如香港海洋公园的海洋水族馆的背景照 水面照明方式是指将灯具固定安装有电线保 "明的照度很低，有些展窗的镜面均有镜像反射的现 护管上，然后再将电线保护管固定在浮球上浮在水 象。当然，背景照明的照度与水族箱内展示对象的照 . - 特殊照明为了防止水族馆的海洋动物生病，面上的照明。这种照明可使水下的照度比较均匀。 ; 通常要对其 水下照明方式是指将灯具设置在水下池壁或 ! 水底的照明。由于设置在水中，所以除了要考虑耐水 水体进行循环充氧、过滤及杀菌处理。若在水处理室 性和抗腐蚀的问之外，还需要考虑抵抗外部机械 内配合池水净化机和增氧机的使用，设置紫外线灯 冲击的问题。水下照明的优点在于:能在水下需要的 照明，利用其发出的紫外线生物效应对处理室内的 地方集中进行照明。特别是在观赏鱼等饲料池的照 水体进行辐射杀菌处理，则可得到良好的杀菌效 明中要布置得使水中照明器的光照射到水中的岩石 果。 或水底，使观众从水面上看不到光源，却能够很好地 目前，紫外线杀菌灯通常有二种:一种是紫外线 看到水中的观赏目标的动作。在水族箱玻璃壁外以 灯，其工作原理、所用附件、工作线路均和普通荧光 观赏水中景物为目的的照明中，需要水色显得美 灯相同。另一种是紫外线金属卤化物灯。二者相比， 观后者的。为使水色显示出接近记忆色的美丽颜色，采用金 辐射强度大、效率高、波长范围较宽，它能产 属卤化物灯或白炽灯作为光源，使海水中的亮度保 生很强的 紫外辐射，它接近于最强杀菌效 "$8 < !:* " 力的波长，因此可用此来对水族馆水处理室内的水 持在 左右，垂直照度为 左右。同时使 &#’( ) *"## +, "体进行灭菌处理辐射照度采用 。对 作为背景的岩石和水底等保持着超过海水亮度的明 &# = &!"> ) ’* 于高度 的房间，灯具安装的单位容量为 $8 ; = ;* 亮度，这样可望达到所希望的照明效果。 "。" = $> ) * 考虑到海洋鱼类有趋光的生理特性，布置在水 紫外线会使橡胶、塑料加速老化，因此应注意采 下的灯具不要过于集中，而应相隔一定距离分散布 取防护措施。并应防止紫外线直射眼睛，工作人员应 置，可使观众的观赏角度增大而不致于集中在某一 戴防护眼镜、帽子及手套，尽量避免皮肤外露。紫外 拥挤的范围内进行观赏。 线灯应由单独回路供电，以便控制和维护。 此外，在水中使用的灯具上常有微生物附着或 浮游生物堆积的情况，所以要考虑能够易于清扫或 海洋水族馆照明的电力负荷等级及其低压配电 " 检查的问题。为此，在水下的灯具最好加装可灵活装 系统的设计 卸的外置式彩色滤色片或者采用轨道式活动灯具。 《》〔〕 根据 民用建筑电气设计规范424 ) ?&% 5 6"- . 应急照明 $ 应急照明是当正常照明因故断电 规定，对于中断供电将造成公共场所秩序严重混乱 者，时供事故下继 其供电负荷应为一级负荷。由于大型海洋水族馆 的人流续工作、人员安全或顺利疏散的照明。它包括备用照 量较大，例如香港海洋公园的海洋水族馆的 人流量可明、安全照明和疏散照明。应急照明在观众云集的海 达数千人，加之馆内大部分都是透明的玻 璃墙及玻璃洋水族馆中显得十分重要。它不仅能为观众提供安 隧道，所以一旦照明断电，人群秩序混乱 起来，其后果全疏散的照明以及火灾应急时的备用照明，还能为 不堪设想。此外，海洋水族馆某些名贵 动物受水体的海洋水族馆中水下工作的工作人员提供安全照明。 含氧量或温度等的影响较大，一旦其 充氧器、加热器《》按照国际照明委员会 室内照明指南和我国01 /或空调器断电将会对这些动物的生 命构成危险。因此，《》民用建筑照明设计- . 规定，备用234&$$ 5 6# 对于某些采取二级负荷供电的海 洋水族馆，应该将其照明的照度不应低于正常照明的 ，安全照明的  电力负荷等级提高到一级负荷 供电。即由两个独立的照度不应低于正常照明的 ，疏散照明的地面水 7 ! 电源同时供电，当一个电源发 平照度不应低 。应急照明用蓄电池供电的持 #8 ! +, 生故障时，另一个电源应不致于同时受到损坏。对于 续供电时间不应小于 。应急照明的光源应选 $#*9: 海洋水族馆中的火灾应急照明以及海洋水族馆中特 用能瞬时可靠点燃的光源，如白炽灯、卤钨灯及荧光 别重要的负荷，还应增设应急电源。应急电源可采用 - . 灯等 但安全照明不宜采用荧光灯 。应急照明的备 集中供电式应急照明电源系统 ，其工作原理如 用照明灯宜设在墙面或者顶硼上。疏散指示照明灯 1@A宜设在安全出口的顶部、疏散走道及转角处离地面 图 所示。 在电网供电正常时，该系统输入电压" ，其电源逆变器不工作，直接经 提供电能。 以下的墙面上。疏散走道上的指示标志间距不宜 $B#CD& &* 在电网供电断电时，该系统自动切换为蓄电池供电 大于 。&!* ??! 月 光 源 与 照 明 期年 年第 "##$ ! "##$ " ( - ，经逆变器把直流电变换为交流电经 正常情况下，消防电源、应急照明及其他重要的保障 为 ) #* +,." 供电。与以往水族馆所用的传统备用柴油发电机组 性负荷为两路市电同时供电，末端自切。应急母线的 〔〕比较，该系统启动时间短 ，无排气烟，无噪 #* +,电源由其中一路市电供给。当两路市电失去一路时， / ，无振动，无公害，维护简单，电源电压波形好，效 声可以通过两路市电中的联络开关合闸，恢复大部分 率高，一次性投入后无后续运行费用，电池充放电可 设备的供电，当两路市电全部失去时，自动切 %&’ 达 次。而传统的备用柴油发电机组启动时 $## 0 1## 换，应急母线由 供电。%&’ 间为 ，有烟气排放，噪声大，有振动，须定期 1 0 $#,安全措施$ 维护，效率较低，机组设备成本稍低，但辅助设备造 价高，后续运行费用较高。与另一种不间断电源系统 为了安全用电，水族馆水池内的照明电气设备 相比较，也有较明显的优点。在电网供 2&’ %&’ %&’ 的保护等级必须为 级，应选用加强绝缘型铜芯 6&74 电正常时，仅耗电 ，无电网供电时，其效率为 #* +3 电线或电缆，不允许非本区的配电线路通过，也不允 。而 在电网供电正常时也工作，耗电41 0 5"3 2&’ 许在该区内装设接线盒。只有采用标称电压不超过 。的价格是同容量的 的 。+# 0 "#3 %& 2& #3 %& ’’!’的安全超低压供电时，才可以装设水下照明灯， +"8 的工作寿命一般为 年以上，是 的 倍。"# 2&’ "* 1 其安全电源应设在以外的地方。水中照明回路应 ! 采 用 漏 电 保 护 措 施 ， 其 动 作 电 流 "9 不 应 超 过 # 。水下照明灯具的安装设置应保证从灯具的上 $#:; 部边缘至正常水面不低于 ，而朝上的玻璃应有 #* 1: 足够的防护，以防人体接触。 海洋水族馆的照明电气设备除应作总等电位联 结外，尚应进行辅助等电位联结。辅助等电位联结必 图 工作原理 %& "’ 须将 、及 区内所有装置外可导电部分，与位于 #+ " 照明电力负荷等级确定之后，就应根据其等级 这些区的外露可导电部分的保护线连接起来，并经 性质、工程规模、设备布置以及负荷容量等因素，设 过总接地端子与接地装置相连。 计海洋水族馆照明的低压配电系统。 具体应包括以下部分: 鉴于某些海洋水族馆的低压配电系统存在一些 ( - 水池构筑物的所有金属部件、包括水池外 + 不足，例如:某些系统较多地采用树干式配电，所以 框、石砌挡墙中的钢筋。 干线故障时影响范围就比较大。某些系统没有设置 ( - 固定在水池构筑物上或水池内所有金属部" 应急电源装置，有的即使设置了备用柴油发电机组， 件。 但由于种种原因自启动失败，从而对供电产生了一 ( - 水下照明灯的电源及灯盒、爬梯、扶手、给排 $ 定的影响。图 所示的低压配电系统为笔者建议使 $ 水口及变压器外壳等。 用的系统。该系统的特点为:两个电源的双重切换， ( - 采用永久性间壁将其与水池区隔离的所有 < 固定的金属部件，包括金属管道及其系统。 结论 < 现代海洋水族馆的建筑照明设计应充分利 用现 代建筑电气的技术、设备及手段，才能不仅使水族馆 的照明功能更为完善适用、使用更为合理安全，而且 能使其更富有艺术魅力和吸引力。 参考文献 = > 民用建筑电气设计规范 + * ?@? A )+! B 5"* = > 陈一才 现代建筑设备工程设计手册 机械工业出版社，" * * "##+ = > 陈一才 装饰与艺术照明设计安装手册机械工业出版社， $ * * +55+ = > 朱小清 照明技术手册机械工业出版社， < * * +551 图 低压配电系统$