تصميم إضاءة النوافير

تصميم إضاءة النوافير

اختيار الضوء واتجاه الضوء ودمج الألوان والتنسيق مع حركة الماء

تحدد الإضاءة شكل النافورة في الليل. يمكن أن يكون للتركيبة المائية الثابتة تأثيرات مختلفة من خلال تغيير اتجاه الإشعاع وشدة الضوء واللون: هادئ وتأملي، رسمي ومهيب أو ديناميكي ومثير.

جودة هذه التجربة لا تعتمد على عدد الأضواء. يجب أن يصل الضوء إلى الجزء المطلوب من الماء، وأن يكون متناغمًا مع الخلفية ولا يزعج الجمهور والجيران. يعتمد التصميم الناجح أيضًا على ظروف التثبيت والتحكم الحراري وجودة التوصيلات والصيانة.

يتناول هذا الفصل الإضاءة كجزء من تصميم النافورة المتكامل. سيتم استكمال تفاصيل حسابات الكابلات والحماية والدوائر الكهربائية في الفصل المخصص للكهرباء والسلامة.

18–1. تحديد الغرض من الإضاءة

قبل اختيار المصباح، يجب تحديد ما ستسلط الإضاءة الضوء عليه.

في البركة الساكنة، قد يكون الهدف هو عرض سطح الماء وتعكس الهندسة المعمارية. في الشلال، من المهم استمرارية الستار المائي والملمس المتساقط. وفي النافورة الموسيقية يجب أن يقرأ الضوء أشكال العرض وتغيراته الزمنية.

يمكن اعتبار ثلاث طبقات للتصميم الأولي:

• ضوء الماء: تضيء الطائرات والشلالات والستائر وغيرها من المؤثرات المائية.

• إضاءة العناصر المعمارية: إظهار حافة بركة أو تمثال أو جدار أو حقل متعلق بالمياه.

• الإضاءة المحيطة: توفير الرؤية المناسبة في الممرات والجلوس ونقاط الدخول والخروج.

ويجب تنسيق هذه الطبقات. لا ينبغي أن تعتمد إضاءة المسار العام على كون الشاشة نشطة؛ كما يجب ألا يطغى الضوء المحيط على تأثير الماء دون التحقق منه.

18–2. فرق القوة مع الأداء البصري

وقد ورد في مواصفات المصباح عدة كميات مختلفة:

يمكن أن يكون لمصباحين بنفس القوة تدفق ضوئي وزاوية إشعاع وأداء مختلف. كما أن التدفق الضوئي المعلن للحالة الضوئية لجميع الألوان ليس بالضرورة التدفق الضوئي لكل لون وحده.

لتقييم النافورة، لا يكفي قياس الرفاهية على سطح افتراضي؛ الماء ليس جسمًا ثابتًا ومعتمًا ويتغير مظهره باختلاف شكل التدفق والفقاعات والقطرات وزاوية الرؤية والخلفية.

ولذلك، ينبغي أن يتم الاختيار على أساس المعلومات البصرية للمصباح، وهندسة المشروع وتقييم العينة. مصطلحات مثل "مصباح الطاقة العالية" لا تعتبر مواصفات فنية بدون بيانات قابلة للمقارنة.

18–3. كيف يؤثر شكل الماء على الإضاءة؟

الماء الصافي وتدفق الهواء والقطرات المتناثرة والستارة المستمرة ليس لها نفس السلوك البصري. يجب اختبار الضوء على الشكل الفعلي للمياه.

في نفاثة ضيقة، من المهم تركيز الضوء على طول النفاثة. في التدفق السائب والمتجدد الهواء، قد يكون الهدف هو عرض الحجم والملمس. في الستار المائي، يؤدي موضع الضوء بالنسبة للشاشة وموقع الجمهور إلى تغيير النتيجة بشكل كبير.

بالنسبة لممر مائي هادئ، يمكن أن تكون إضاءة الأرضية أو الجدار أو العنصر المجاور أكثر ملاءمة من تسليط الضوء مباشرة على سطح الماء؛ يعتمد هذا الاختيار على الغرض من الهندسة المعمارية.

ويجب على المصمم أن يميز بين "إضاءة الماء" و"الضوء المرئي المباشر". إن رؤية مصدر شديد السطوع عند سفح النافورة لا يعني بالضرورة إضاءة ناجحة لارتفاعها بالكامل.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 1-18: ثلاث صور ذات ظروف تصوير مماثلة لنفاثة نفاثة ضيقة ونفاثة هوائية وستارة مائية في الليل. يجب اختيار الصور من الأرشيف الحقيقي للمشاريع. تسمية توضيحية مقترحة: "يغير شكل تدفق المياه طريقة تسليط الضوء والتأثير النهائي."

18–4. أنواع الأضواء من حيث التركيب

يجب أن يكون شكل المصباح متناغمًا مع موضع الفوهة والتفاصيل المعمارية وشروط الصيانة.

في مجموعة الإضاءة GSO، تم تقديم عائلات Prolight وProclass وProflat، جنبًا إلى جنب مع الفوهات المستديرة، والقاعدة، والمتغيرات الغائرة والمثبتة على السطح. ويجب أن يتم الاختيار بين هذه العائلات من خلال التحقق من مواصفات الطراز المطلوب. أضواء النافورة الحضرية GSO ^[102]

لا يعد الضوء المدمج أو ذو الفوهة المستديرة مناسبًا لكل سطح يمكن عبوره أو لكل فوهة، وذلك ببساطة بسبب مظهره؛ يجب مراعاة تفاصيل التثبيت وقيود المنتج.

18–5. زاوية التشعيع وتغطية الضوء

يقوم الشعاع الضيق بتركيز الضوء في منطقة أضيق. يغطي الشعاع المفتوح مساحة أوسع. ويجب أن يتم الاختيار بينهما على أساس شكل الهدف ومسافة الضوء.

للفهم الهندسي الأساسي، يتم الحصول على قطر المقطع العرضي للعارضة المخروطية المثالية من المعادلة التالية:

$D=2L\tan (\frac{\theta }{2})$

وفي هذا الصدد:

• $D$ : قطر قسم الشعاع.

• $L$: المسافة من الأصل المفترض للشعاع على طول محوره.

• $\theta$ : زاوية الشعاع الكاملة.

على سبيل المثال، إذا كانت الزاوية الكاملة للشعاع 20 درجة والمسافة 2 متر:

$D=2\times 2\times \tan (10^{°})\approx 0.705m$

لذلك، يبلغ القطر الهندسي التقريبي للشعاع حوالي 71 سم.

هذا المثال هو مجرد نموذج هندسي تعليمي. التوزيع الفعلي للضوء ليس له حدود حادة، ويتم قياس الزاوية التي أعلنتها الشركة المصنعة أيضًا بتعريف معين. لا يتم تضمين الضوء الذي يمر عبر الزجاج وحدود الماء والهواء وانكسار الضوء والشكل المتغير للنافورة في هذا الحساب. ومن هذه العلاقة لا يمكن تحديد الارتفاع الذي يمكن إضاءته أو عدد الأضواء بالضبط.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 2-18: رسم تخطيطي لعارضتين ضيقتين وعريضتين متباعدتين بشكل متساوٍ، مع إظهار الزاوية الكاملة وقطر المقطع العرضي. التسمية التوضيحية المقترحة: "يحدد اختيار زاوية الإصابة التوازن بين تركيز الضوء ومدى التغطية." ضع عنوان "نموذج هندسي تعليمي" على الصورة.

18–6. وضع المصباح فيما يتعلق بالفوهة والجمهور

يجب أن يتم التنسيب في الخطة وفي القسم. في المخطط، يتم فحص علاقة المصباح بالفوهات ونقاط المراقبة؛ في المقطع العرضي يتم تحديد عمق التثبيت واتجاه الإشعاع وارتفاع الماء وإمكانية رؤية مصدر الضوء مباشرة.

لكل مجموعة مائية، عليك أن تسأل:

• هل يصل الشعاع إلى الجزء الرئيسي من التيار؟

• هل تلقي الفوهة أو الأنبوب أو القطعة الهيكلية بظلالها؟

• هل تغيير ارتفاع الماء يأخذ جزء من التأثير خارج نطاق الضوء؟

• هل ينظر الجمهور مباشرة إلى المصباح من الجانب المقابل؟

ضوء واحد لكل فوهة ليس قاعدة عامة. تتطلب بعض التركيبات عدة اتجاهات إشعاعية؛ وفي حالات أخرى، يمكن للضوء أن يغطي أكثر من قطعة واحدة.

في الفوهة المتحركة، يجب أن يتطابق نطاق الحركة مع نطاق الضوء. السطوع المناسب للنفاثة في الوضع المستقيم لا يضمن أدائها السليم في الزوايا الأخرى.

18–7. الضوء الأبيض، RGB وRGBW

يجب أن يتبع اختيار نظام الألوان سيناريو التشغيل.

يمكن أخذ الضوء الأبيض الثابت بعين الاعتبار في التصميمات التي تهدف إلى التركيز على شكل الماء أو الهندسة المعمارية أو التأثير الليلي المستمر.

ينشئ RGB ألوانًا مختلفة من خلال الجمع بين القنوات الحمراء والخضراء والمائية. تعتمد النتيجة على خصائص مصادر الضوء والبصريات والإعدادات وطرق الخلط.

لدى RGBW أيضًا قناة بيضاء مستقلة. يمكن أن تكون هذه القناة مفيدة في إنشاء مشاهد بيضاء وبعض مجموعات الألوان؛ لكن يجب التأكد من جودة الضوء الأبيض من مواصفات المنتج نفسه.

اللون الأبيض القابل للتعديل يسمح بتغيير درجة حرارة اللون الأبيض ضمن النطاق المحدد للمنتج ولا يعادل نظام الإنتاج بجميع الألوان.

على سبيل المثال، تقدم Crystal Fountains خيارات RGB وRGBW والأبيض الدافئ والأبيض البارد والأبيض القابل للتعديل في عائلة LED160. يوضح وجود هذه الخيارات أنه يجب تحديد نوع الضوء في طلب المنتج. مواصفات عائلة LED160 ^[103]

تُستخدم درجة حرارة اللون لوصف الضوء الأبيض؛ إن إسنادها إلى الألوان المشبعة مثل الأحمر أو المائي ليس طريقة جيدة للمقارنة.

18–8. تصميم المسرح وتنسيق الإضاءة مع حركة الماء

يُقترح تحديد بعض الحالات الواضحة والقابلة للاستغلال بدلًا من البرمجة المعتمدة على التغيير المستمر للألوان فقط:

هذا الجدول هو النموذج المقترح للكتاب ويجب تعديله لكل مشروع.

في العرض، يمكن للضوء أن يسلط الضوء على مجموعة من المياه، أو يخلق انتقالًا في الانتباه، أو يصاحب تغييرًا في ارتفاع النافورة. إن إضاءة جميع المجموعات بأقصى شدة طوال الوقت تحد من القدرة على خلق التركيز والتباين بين المشاهد.

لا ينبغي أن تكون التغييرات السريعة جدًا والوميض هو الإعداد الافتراضي للمساحة العامة. يجب أن يتم تنسيق سرعة التغيير وشدته ونوع التأثير مع الموقع والجمهور والمعايير ذات الصلة.

18–9. التحكم في الإضاءة والتنسيق مع نظام النافورة

يجب أن يوفر نظام التحكم إمكانية أداء المشاهد المطلوبة. إن مصطلح "يمكن السيطرة عليه" وحده لا يكفي؛ يجب تحديد ما يتم التحكم فيه بشكل مستقل: كل مصباح، كل مجموعة أو المجموعة بأكملها.

كما أنه لا يمكن استنتاج عدد القنوات من اسم RGB أو RGBW وحده. تحتوي بعض الأجهزة على قنوات للكثافة العامة أو وظائف أخرى بالإضافة إلى اللون. يجب إعداد خريطة العنونة بناءً على وضع التحكم الفعلي للمنتج.

في التصميم الأولي يجب أن تكون هذه الأمور واضحة:

• بروتوكول وحدة التحكم والتوافق، والسائق والأضواء.

• عدد المجموعات والقنوات المستقلة.

• السلوك أثناء قطع الاتصال.

• ترتيب التشغيل والعودة بعد انقطاع التيار الكهربائي .

• تنسيق الضوء مع إيقاف أو تغيير حالة الماء.

يجب أيضًا التحقق من دعم البروتوكولات مثل DMX أو RDM عبر سلسلة المعدات. سيتم شرح تفاصيل الشبكات والعنونة والبرمجة في فصل أنظمة التحكم.

18–10. تقليل الوهج والضوء المزعج

يمكن أن يكون الوهج ناتجًا عن الرؤية المباشرة للضوء أو انعكاسه على الماء والأسطح اللامعة. ويجب أن يتم التفتيش من مكان الوقوف والجلوس والممر والمباني المرئية.

يمكن أن يكون تصحيح زاوية الشعاع وتحريك الضوء واختيار البصريات الصحيحة وتقليل الشدة أمرًا فعالاً. كما يجب أن يكون استخدام الغطاء أو حاجز الضوء متوافقًا مع الظروف الحرارية وترتيب تركيب المصباح.

تؤكد المبادئ التوجيهية المشتركة بين دارك سكاي وجمعية هندسة الإضاءة على توجيه الضوء، وتوجيهه، والحد من شدته، والتحكم في الوقت، وتقليل ضوء الموجات القصيرة حيثما أمكن ذلك. مبادئ الإضاءة الخارجية المسؤولة ^[104]

وتطبيق هذه المبادئ في النافورة يتطلب الاهتمام بالإشعاع التصاعدي. وحتى لو كان الهدف هو إضاءة النفاث، فقد يمر بعض الضوء عبر الماء؛ ويجب التحقق من هذا الوضع مرة أخرى عند انخفاض ارتفاع النافورة أو توقف الماء.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 3-18: صورتان تدريبيتان لنفس التخطيط؛ أولاً، يجب أن يكون مصدر الضوء في مرمى نظر الجمهور، وثانياً، يجب تصحيح زاوية الإشعاع. التسمية التوضيحية المقترحة: "التحكم في اتجاه الإشعاع يزيد من إمكانية قراءة الماء ويحد من الرؤية المباشرة لمصدر الضوء."

18–11. درجة الحماية وظروف التثبيت والتحكم في الحرارة

تعد درجة حماية IP جزءًا من مواصفات المصباح. هذا التصنيف وحده لا يثبت التوافق مع المواد الكيميائية المائية أو التآكل أو التأثير أو الحمل العابر أو الظروف الحرارية.

بالنسبة للأضواء الغاطسة، يجب استخراج عمق الغمر المسموح به وظروفه ونوع الكابل والاتصال ودرجة حرارة العمل وجودة المياه المسموح بها من وثائق الشركة المصنعة.

كما أن الضوء المناسب للتركيب تحت الماء ليس بالضرورة مناسبًا للعمل خارج الماء. تعتمد بعض الطرز على شروط تركيب محددة لتبديد الحرارة.

على سبيل المثال، في عائلة ProfiRing LED L، تقدم OASE إمكانية التركيب الجاف والمغمور مع الإشارة إلى التحكم في درجة الحرارة الداخلية. هذه الميزة خاصة بالمنتج المقدم ولا ينبغي أن تمتد إلى جميع مصابيح IP68. مواصفات ProfiRing LED L ^[105]

في نافورة الأرضية الجافة، يجب فحص ظروف عمل المصباح بشكل واضح عند إيقاف تشغيل النافورات.

فيما يتعلق بالمرجع الفني، تتناول المواصفة القياسية IEC 60598-2-18 الأضواء الثابتة المستخدمة في الماء أو عند ملامسته، بما في ذلك النوافير؛ تعتبر المواصفة IEC 60364-7-702 أيضًا مرجعًا يتعلق بالتركيبات الكهربائية لحمامات السباحة والنوافير. يجب التحقق من امتثال المشروع للوائح المعمول بها والنسخة الصالحة من الوثائق. لا يعد تصنيف 24V أو IP68 وحده تأكيدًا كاملاً لسلامة النظام. النطاق القياسي للأضواء ^[106]، مرجع التركيبات الكهربائية ^[107]

18–12. مثال لحساب الطاقة واستهلاك الطاقة

لنفترض أن خطة التدريب تتضمن المعدات التالية:

الأرقام افتراضية ولا تخص منتج معين. من المفترض أن قوة كل مصباح هي الحد الأقصى لطاقة الإدخال في محطة إمداد الطاقة.

إذا كانت جميع المصابيح مدعومة بجهد 24 فولت تيار مستمر:

$I_{total}=\frac{P_{total}}{V}=\frac{528}{24}=22A$

الرقم 22 أمبير هو التيار الكلي للأحمال في الظروف المفترضة؛ هذا الرقم لا يعني تغذية جميع الأضواء من دائرة واحدة أو كابل واحد.

لتقدير الطاقة، لنفترض أن كفاءة تحويل الطاقة الفعالة هي 90% وأن استهلاك معدات التحكم المستقلة هو 20 واط:

$P_{input}=\frac{528}{0.90}+20\approx 607W$

مع تشغيل يومي لمدة 5 ساعات و300 يوم في السنة:

$E=\frac{607\times 5\times 300}{1000}\approx 910\mathrm{kWh/year}$

هذا التقدير مخصص للتشغيل بالطاقة المفترضة ولا يشمل استهلاك المضخات. لا يتم أخذ خسائر الكابلات في الاعتبار في هذا المثال ويجب إضافتها في التقدير التفصيلي.

قد يؤدي انخفاض الكثافة أو تغير اللون إلى تغيير الاستهلاك؛ لكن النسبة المئوية لأمر تقليل الضوء لا تساوي بالضرورة نفس النسبة المئوية لتخفيض الطاقة. للحصول على حساب أكثر دقة، ينبغي استخدام الطاقة المقاسة أو بيانات الشركة المصنعة لمشاهد مختلفة.

يعتمد اختيار سعة مصدر الطاقة أيضًا على درجة حرارة التثبيت، وتقليل السعة المسموح بها، وتيار البداية، والتطور المتوقع وتعليمات الشركة المصنعة؛ المعامل الثابت لا يكفي لجميع المشاريع.

18–13. المواصفات الفنية المطلوبة للشراء

في وثائق الشراء، يجب تقديم كل طراز مصباح بمواصفات واضحة. الحد الأدنى من المعلومات المطلوبة هو:

• الرمز الدقيق والرقم ومكان الاستخدام.

• نوع الضوء وخيار اللون.

• مدخلات الطاقة وشروط قياسها.

• توافق التيار الكهربائي أو التيار والسائق ;

• التدفق البصري، وزاوية الإشعاع، وبيانات توزيع الضوء المتاحة.

• الأبعاد ونوع القاعدة ونطاق التعديل.

• ظروف العمل المسموح بها داخل وخارج الماء .

• مادة الجسم، والكابلات، والختم والوصلات.

• وضع البروتوكول والتحكم.

• طريقة الاستبدال وقطع الغيار وشروط الضمان.

إذا تم الإعلان عن عمر LED، فيجب أيضًا تحديد شروط الاختبار ومعايير فقدان الضوء. العمر الافتراضي لمصدر الضوء ليس هو نفس العمر الافتراضي للمصباح والمشغل والكابل والختم.

18–14. الإعداد الليلي ومعايير التسليم

يجب أن يتم توصيل الإضاءة في ظروف ليلية حقيقية، مع وجود مياه جارية وإضاءة محيطة عادية. اختبار الأضواء في الورشة لا يكفي لتأكيد النتيجة البصرية للموقع.

يتضمن التقييم المقترح ما يلي:

وينبغي تحديد المعايير والحدود المقبولة في وثائق المشروع قبل التسليم.

تعتمد الصورة المسجلة على التعريض الضوئي وتوازن اللون الأبيض في الكاميرا؛ ولذلك فإن الصورة الجميلة ليست بديلا عن الزيارة والاختبار. للمقارنة، يجب تسجيل إعدادات التصوير الفوتوغرافي والحفاظ عليها ثابتة قدر الإمكان.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 4-18: صفحة تسجيل الإعداد الليلي بما في ذلك النظرة العامة وعدد الأضواء على المخطط ولقطة مقربة للقاعدة القابلة للتعديل. التسمية التوضيحية المقترحة: "تسجيل الزوايا والتجمعات والتعديلات النهائية يجعل من السهل استعادة جودة الضوء بعد الإصلاح." قم بتضمين صورة للمشروع الفعلي مع اسم الشركة ودورها المعتمدين.

18–15. الحفاظ على جودة الضوء مع مرور الوقت

قد تنخفض جودة الإضاءة تدريجياً بسبب الرواسب على الزجاج أو تغير زاوية المصباح أو تعكر الماء أو فشل قناة الألوان. قبل زيادة شدة الضوء أو استبدال المجموعة بأكملها، يجب التحقق من سبب فقدان الجودة.

يجب أن يتضمن برنامج الصيانة التنظيف حسب الطريقة المتوافقة مع المنتج وفحص الوصلات والأختام وفحص الأساسات ومقارنة المشاهد المرجعية. يجب أيضًا تكييف الضوء البديل مع المجموعة الموجودة من حيث البصريات واللون وطريقة التحكم.

يجب أن تتضمن وثائق التسليم النهائية خطة ترقيم الأضواء وجدول المواصفات وخطة الطاقة والتحكم وملف البرنامج وأمر الصيانة. توفر هذه المستندات إمكانية الحفاظ على نتيجة التصميم خلال فترة التشغيل.

وفي الفصل التاسع عشر تم بحث صوت النافورة وصوتياتها؛ من الصوت الطبيعي لتساقط المياه وتأثيره على البيئة الحضرية إلى وضع السماعات ووضوح الموسيقى والتحكم في إزعاج الضوضاء.