Архитектурное освещение Красноярской ГЭС

На южных отрогах Саян, от слияния рек Бий-Хем (Большой Енисей) и Ка-Хем (Малый Енисей), берёт начало одна из самых полноводных рек России – Енисей. Высокий энергетический потенциал горной части полноводной реки предопределил строительство на Енисее двух самых мощных ГЭС России: Саяно-Шушенской и Красноярской. Знаменитая на весь мир Красноярская ГЭС (КГЭС) – первая на Енисее – и поныне остаётся важнейшей вехой в развитии региона, ключевым элементом обеспечения системной надёжности энергосистемы Сибири и мощным фактором ценового регулирования на региональном рынке электроэнергии. По мощности КГЭС входит в десятку крупнейших ГЭС мира (седьмое место) и занимает второе место в России (мощность 6000 МВт). Среднегодовая выработка электроэнергии – 20,4 млрд. кВтч.

 
КГЭС расположена в 40 км выше Красноярска, в месте пересечения Енисеем отрогов Восточного Саяна, у Дивногорска. Строительство велось с 1956 по 1972 г.. Общая длина гравитационной бетонной плотины по гребню составляет 1065 м. в том числе станционная часть – 360, водосливная – 225, глухая русловая – 60, левобережная глухая – 187,5 и правобережная глухая – 232,5 м. Средняя высота русловой части 117 м (максимальная – 128 м). Панорама ГЭС показана на рис. 1.

 
Датой рождения КГЭС считается дата пуска первого гидроагрегата – 3 ноября 1967 г. К 40-летнему юбилею проведена реконструкция освещения территории, производственно-технологических площадок и помещений и выполнено архитектурное освещение плотины. В день празднования юбилея 3 ноября 2007 г. было включено архитектурное освещение плотины.

 
Проект реконструкции производственного освещения охватывал открытое распределительное устройство ОРУ-220 кВ и прилегающую территорию, приплотинное здание (с машинным залом) ГЭС длиной 430 м, пазуху плотины и охранное освещение верхнего и нижнего бьефов.

 
Концепция дизайн-проекта архитектурного освещения отражала главную идею – подчеркнуть масштабность, величественность плотины и выделить основные конструктивно-структурные и функциональные элементы ГЭС (см. рис. 2, где показана визуализация проектного решения архитектурного освещения КГЭС, выполненная в программе LightScape). До выполнения проекта ГЭС была практически неразличима на фоне чёрного неба, не считая цепочки световых точек по гребню плотины и освещённого машинного зала (рис. 3).

 
Критерием визуальной оценки дизайн-проекта было выбрано восприятие зрителем панорамы освещённой плотины с организованных для туристов смотровых площадок –левый берег, правый берег и мост через реку, расположенный в 1,5 км от плотины (рис. 4). Освещением выделены основные конструктивно-структурные и функциональные элементы КГЭС (рис. 4): напорные водоводы (1), водосливная (2) и станционная (3) части плотины (над напорными водоводами), гребень и береговые (4) части плотины, внешний вид машинного зала (5). Освещение плотины спроектировано с акцентированием внимания к центру, на главный рабочий фрагмент – напорные водоводы. Этой же цели подчинён выбор цветности излучения источников света. Для отражения многоплановости композиции локальным светом выделены элементы рельефа плотины и её конструктивные особенности.

 
Напорные водоводы – основные конструктивные и энергонесущие элементы, рельефно выделяющиеся на теле плотины, являются центром световой композиции панорамы. Расположение водоводов представляет собой ритмически повторяющийся ряд замурованных в бетон металлических труб – водоводов диаметром 7 м, что было акцентировано средствами освещения. Для придания объёмности и выявления рельефности водоводов их боковые грани и промежутки между ними освещены прожекторами с узкосимметричным распределением светового потока. Таким приёмом освещения достигнут чёткий, контрастный, ритмический ряд чередующихся световых вертикалей. Подчёркивая связь с потоком воды, для освещения водоводов использованы металлогалогенные лампы (МГЛ) холодно-белого света мощностью 2000 Вт с цветовой температурой (Тц) 5800 К. Благодаря большой мощности МГЛ удалось придать голубоватый оттенок реальной текстуре старого грязного бетона и добиться чистоты цветовых оттенков светового решения (рис. 4, 5). В целом, при формировании оттенка светового образа водоводов и водосливной части, нами использован цветовой контраст между жёлтым (натриевые лампы ВД) и голубым (МГЛ с Тц = 5800 К) оттенками. Жёлтый цвет применён в освещении монолитной и береговых частей плотины и служит общим фоном для её главных – водонапорной и водосливной – частей, выделенных голубым цветом. На водосливной части применение прожекторов с узко-симметричной КСС позволило создать рисунок, имитирующий потоки стекающей воды. Венчают световой рисунок КГЭС цепочка огней (светильники ЖКУ 33-150 Рефлакс) по всей длине гребня плотины и возвышающиеся над ним освещённые козловые краны. Выбор этих светильников обусловлен повышенными требованиями к виброустойчивости. В светильниках использованы лампы типа ДНаЗ/Refl ux 150-2/G, имеющие цоколь PGX-22 (специальный фиксирующий двухштырьковый с повышенной виброустойчивостью).

 
При расчёте шага размещения световых приборов по телу плотины учитывались расстояние, видовые направления обзора и способность глаза различать отдельные световые точки с дальних дистанций. Принимая во внимание масштабы плотины, в основу концептуального решения был положен принцип пуантилизма, согласно которому световой рисунок формируется отдельными световыми штрихами. Этот принцип выбран осознанно, поскольку исключает монотонность композиции и позволяет контрастно выделять конструктивные особенности сооружения.

 
Дополнительные аргументы в пользу такого выбора – размеры и вытянутость плотины с отношением длины к высоте 1065:124. Плотина воспринимается как некое протяжённое приплюснутое сооружение. Чтобы уйти от такого восприятия и показать высоту плотины, был использован принцип вертикалей, которому следует цепочка светильников вдоль гребня и цветовые решения фрагментов плотины. С нашей точки зрения, выбранный приём архитектурного освещения позволил достичь единства композиции, гармонии светового рисунка. Чтобы избежать пространственного смешения отдельных световых штрихов в основу расчёта шага установки световых приборов было положено отношение абсолютного размера шага к расстоянию до наблюдателя 1:34502. При достаточно большом шаге установки прожекторов при наблюдении с расстояния от 1 до 2 км от плотины (смотровые площадки) световые штрихи воспринимаются как близко расположенные, но не сливающиеся. Отражения в водной глади акватории нижнего бьефа световых вертикалей плотины, разделённых «градиентами» яркости и цвета и усиленных охранным освещением, дополняют живописную панораму КГЭС (рис. 5).

 
Применение эффективной техники и расчёт оптимального шага чередования световых точек по поверхности плотины обеспечили цельность светового рисунка и непрерывность общей панорамы при удельной распределённой электрической мощности и общей установленной мощности ОУ архитектурного освещения 1,24 Вт/м² и 170,3 кВт соответственно, расчётной средней освещённости на теле плотины 35-60 лк и расчётном отношении усреднённой освещённости в границах светового пятна от прожектора к указанной средней освещённости, в зависимости от зон и задач светового решения, 1,2-4,0.

 
В таблице приведены осветительные средства для архитектурного и утилитарного освещения плотины и производственных площадок КГЭС.

Таблица

Учитывая большую высотность плотины и труднодоступность ОУ, проектное техническое задание предусматривало обеспечение удобства обслуживания ОУ. Согласно этому разработаны оригинальные конструкции монтажных изделий, обеспечивающие удобство монтажа и обслуживания ОУ. На рис. 6-10 показаны монтажные конструкции, которые сочетают жёсткую фиксацию положения прожекторов при больших ветровых нагрузках с доступностью и удобством их обслуживания. Последнее достигается благодаря шарнирной конструкции кронштейна (рис. 8-10), нижняя часть которого длиннее верхней, что позволяет поднимать каждый прожектор выше ограждений плотины, предоставляя удобство в обслуживании. Фрагмент решения освещения открытого распределительного устройства ОРУ-220 кВ и прилегающей территории приведён на рис. 11.

 
В проекте использованы световые приборы и лампы производства фирм Disano Illuminazion и Fael Luce (Италия), Osram и SLI Sylvania (Германия), GE Lighting (США), Philips (Нидерланды), «Рефлакс» и «ТД Светотехника» (Россия).

Комплексный проект архитектурного освещения плотины и реконструкции освещения производственных помещений, площадок КГЭС и прилегающей территории, а также настройка ОУ полностью выполнены ЗАО «Электрум».