方之韵 水之美——浅述上海广茂达奥运会游泳馆[3]

　　绿色亮度分布图

　　红色亮度分布图

　　4、通过计算机模拟，在室内、室外不同亮度光环境下的ETFE立面，并结合缩尺模型和现场实验，确定达到预期视觉效果应采用的立面亮度大小及分布，为照明设计方案的优化提供重要依据。

　　5、通过计算机模拟结合缩尺模型和现场实验，了解和掌握内外气枕之间钢构架对于外立面照明的影响，确定了采用合理的照明形式(空腔内透光)和场景模式(与建筑师沟通的15种场景)，达到了预期的视觉效果。

　　6、集成控制系统采用IPV6网络结构，多达40余万颗LED芯片同时集成控制，同步延时速度小于25毫秒，为照明效果及模式的编排和艺术表现能力上提供了坚实的硬件平台。

　　7、该景观照明的效果达到了预期的目标，使工程达到了国际领先、国内一流的水平标准。极大的推动了LED这种新型的光源在建筑领域内的应用。将其独特的艺术表现形式与建筑结构相结合，在夜晚赋予了建筑灵动，是奥运的一个亮点。

　　8、对实际的ETFE膜提出适用配光的科学设计方法，为最终在立面照明选用合理的LED配光，功率，光色与光效提供科学依据。(在LED额定工作电流下,“水立方”四个立面照明在平常白场时平均亮度指标>6cd/m ，在重大节日或活动时平均亮度指标>8cd/m ;在纯蓝色模式(红、绿不亮)时立面平均亮度指标为>2.5cd/m ;达到最大白场亮度时光源的安装功率密度应加以控制，不宜超过8W/m2。顶面照明在平常白场时平均亮度指标>5cd/m ，在重大节日和活动时平均亮度指标>7cd/m ;在纯蓝色模式(红、绿不亮)时平均亮度指标为>2cd/m ;达到最大白场亮度时光源的安装功率密度应加以控制，不宜超过6W/m 。在特殊情况下立面及顶面的纯蓝色及白场平均亮度可短时增加20%。在不影响照明效果的前提下，尽量节能。)

　　三、具体实现及业界地位

　　根据水立方独特建筑形态需要，结合水立方的结构特点和气枕膜的特性我们为水立方专门研发定制了满足以下技术和艺术需求的灯具系统、控制系统和场景编辑系统。

　　l主题符合性

　　l均匀性(光色必须柔和均匀)

　　l无强光点(不能直接看到光源，否则用光表达水的含蓄美的目标无法实现)

　　l色彩的丰富性(水的色彩变化是柔和的精致的丰富的，必须拥有丰富连续变化的色彩)

　　l可以产生高光效果(为了生动表达水珠的质感，必须产生高光效果)

　　l可以产生光影波动效果(为了生动表达水珠的灵性，必须产生逼真的光影波动效果)

　　l适合的光强度(蓝色光强度 5~6cd/㎡)

　　l极为丰富可以现场编辑的连续动态场景

　　l可安装性、可维护性

　　l白天景观的和谐性

　　l节能性、科技性(绿色奥运，科技奥运 )

　　水立方LED艺术灯光景观灯具系统共经过现场十一次光效实验，开发了六代专用景观灯具原型，申请了多项专利，最终专用灯具定型，LED光源和灯具整体均可独立旋转调节，共采用了37000套灯具。

　　水立方LED艺术灯光景观分布式控制系统共采用4台服务器，120台工业交换机，57000个控制节点，共使用了8000米光纤，68000米超五类线，53000米控制线缆。核心技术为实时网络控制技术、LED现场总线技术、网络学习控制技术、智能调色技术、高可靠性设计技术。整个系统每秒刷新30帧/秒，系统延迟小于10ms，是目前中国拥有的世界领先的技术，是全球规模最大的LED艺术灯光景观系统。

　　水立方LED艺术灯光景观场景编辑系统是让水立方强大的LED软硬件系统充分发挥威力的关键，核心技术为超高分辩率计算机、基于非结构化对象的场景编辑技术、三维场景编辑技术、数字墨水技术。运用这一强大系统可为水立方营造一个个梦幻般的艺术灯光场景。

　　水立方LED艺术灯光景观创造的世界之最：

　　l单体建筑灯光景观应用最多数量大功率LED(45万粒)

　　l单体建筑灯光景观应用最多数量的LED专用投光灯(37000套)

　　l单体建筑灯光景观应用最长的通讯线(12万米)

　　l单体建筑灯光景观控制系统使用了最长的软件代码(10万多行)

　　水立方LED艺术灯光景观成就三大里程碑：

　　l全球建筑景观照明领域的里程碑!

　　l大功率LED应用领域的里程碑!

　　l大规模LED分布式控制系统的里程碑!

　　四、经济效益及社会效益

　　1、提出“空腔内透光照明”的概念，在内外两层气枕中间装设灯具向外投射，给类似的膜结构工程的景观照明提供了一个可以借鉴的成果工程。

　　2、国家游泳中心将采用RGB型LED光源，其光源表面亮度高，比传统光源节能60%至70%左右。整个国家游泳中心采用大约40万颗1W大功率LED芯片并安装在3.7万套LED灯具内，总功率仅约400KW，但整个照明的亮度指标确很好，亮度均匀柔和，且节能节电。举例来说：按每晚开灯2小时，每度电1元来计算，一晚上仅花费800元左右，而传统光源需5000元左右，用电容量将会大大减小，达到节能及环保的目标。

　　3、光源不含汞、铅等污染元素，可以安全触摸，其废弃物可回收，不影响ETFE膜的使用寿命，是真正的绿色光源，充分体现科技、绿色、人文的奥运理念。

　　4、景观照明模式千变万化，可以实现很多场景或模式，能进一步突出国家游泳中心“水立方”的建筑特点。

　　5、针对该工程，开发了专业的LED灯具，该灯具在国家游泳中心成功使用，为LED产业在建筑领域，特别是建筑物景观照明工程开创了一种全新的模式。通过对LED灯具的二次开发研究，将进一步推动LED照明技术和LED产业的发展。

　　6、科研项目直接指导实际的工程建设也是该项目的一大特点。业主既是项目的建设单位又是科研课题的牵头单位，因此在科研课题设立之时，就确定了将科研的研究成果体现在招标的技术文件当中，为投标人制定了投标的技术范本。反之，工程又反哺于科研，课题试验数据的获得又直接来自于工程实际中，使科研研究不脱离实际工程的应用，最终统筹管理和项目运作，将产、学、研这一模式充分发挥，使工程得以成功实现，开创了此类科研课题于实际工程结合的成功管理经验。对后续带有研究性的工程有极大的指导意义。

　　编辑：Sophy