重慶武隆芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的優(yōu)化研究

楊曉霞1，翁子凡1，向 旭2

(1.西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.西南大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，重慶 400715)

摘 要：在對(duì)芙蓉洞現(xiàn)有燈光照明系統(tǒng)的供電方式、照明配電、照明控制、功能性照明系統(tǒng)和景觀(guān)性照明系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用問(wèn)卷調(diào)查法和IPA法，分析了游客對(duì)芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的期望值和滿(mǎn)意度。在此基礎(chǔ)上，提出芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)策：(1)排除照明設(shè)計(jì)中的安全隱患，提高燈具的防護(hù)等級(jí)，提高照明供電等級(jí)，確保芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的安全性；(2)凸顯芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的主題性；(3)采用LED光源，充分發(fā)揮照明控制系統(tǒng)的作用，注重芙蓉洞燈光系統(tǒng)的生態(tài)性；(4)確定不同類(lèi)型景觀(guān)的照度水平，科學(xué)使用用光方式，做到洞穴照明方式多樣化、燈光色彩多元化、燈具與電線(xiàn)隱形化，增強(qiáng)芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的景觀(guān)性。

關(guān)鍵詞：旅游洞穴；洞穴燈光照明系統(tǒng)；優(yōu)化；芙蓉洞

0 引 言

燈光配置是喀斯特洞穴旅游開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容。洞穴的燈光設(shè)計(jì)與布置效果是其開(kāi)發(fā)水平評(píng)價(jià)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[1]，優(yōu)良的燈光設(shè)計(jì)能讓人輕松地看到需要看到的景觀(guān)，調(diào)動(dòng)人的情緒[2]；有效的照明不僅能保證游客的安全，而且可產(chǎn)生一種讓游客放松的熟悉的氛圍[3]。但是，燈光帶來(lái)的能量也會(huì)改變洞穴生態(tài)系統(tǒng)，影響洞穴生物。因此，燈光照明系統(tǒng)就成為國(guó)內(nèi)外洞穴開(kāi)發(fā)與保護(hù)研究的重要內(nèi)容。

位于重慶市武隆縣的芙蓉洞，1993年5月被當(dāng)?shù)卮迕癜l(fā)現(xiàn)，隨即引起當(dāng)?shù)卣母叨戎匾?，集中人力、物力、?cái)力進(jìn)行開(kāi)發(fā)，于1994年5月對(duì)外開(kāi)放。芙蓉洞洞體規(guī)模宏大，洞內(nèi)滴水、流水、濺水、池水和非重力水的各類(lèi)次生化學(xué)沉積物發(fā)育完整，沉積物類(lèi)型豐富，具有極高的觀(guān)賞價(jià)值和科學(xué)價(jià)值，2005年被《中國(guó)國(guó)家地理》主持的“選美中國(guó)”評(píng)為“中國(guó)最美洞穴”之一；2007年6月與云南石林、貴州荔波喀斯特一起作為“中國(guó)南方喀斯特”正式列入世界自然遺產(chǎn)名錄。它集世界自然遺產(chǎn)、國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)、國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)、國(guó)家地質(zhì)公園等多種稱(chēng)號(hào)于一體。1994年，芙蓉洞安裝了第一套燈光照明系統(tǒng)，一直沿用至今，許多光源、燈具、電路出現(xiàn)老化破損，大多數(shù)光源為第一、第二代，釋放出大量的光和熱，對(duì)洞穴內(nèi)的溫度和環(huán)境產(chǎn)生較大影響，造成燈光植物的大量滋生，致使部分景觀(guān)失去了原有的晶瑩剔透。因此，優(yōu)化芙蓉洞的燈光照明系統(tǒng)，提高洞穴照明質(zhì)量十分必要。

1 芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 燈光照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀

2014年3-8月，研究者多次到芙蓉洞，對(duì)其照明供電方式、照明配電、照明控制、功能性照明系統(tǒng)、景觀(guān)性照明系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。

1.1.1 照明供電方式

芙蓉洞照明供電方式主要包括正常照明供電方式和應(yīng)急照明供電方式。芙蓉洞正常照明供電方式是三級(jí)負(fù)荷照明，即由一個(gè)單變壓器的變電所提供，1000V高壓經(jīng)過(guò)變壓器轉(zhuǎn)成380 V；應(yīng)急照明供電采用的是獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，成本較高，但容量大，能保證在斷電情況下游客的安全。

1.1.2 照明配電

芙蓉洞照明配電涉及供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和供電網(wǎng)絡(luò)。芙蓉洞配電系統(tǒng)采用的是TT接地系統(tǒng)，即在燈具專(zhuān)門(mén)設(shè)置接地極引出單獨(dú)的PE線(xiàn)接燈具的金屬外殼，以避免由PE線(xiàn)引來(lái)別處的故障電壓；采用并聯(lián)式供電網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)照明設(shè)備的損壞不會(huì)影響到其它照明設(shè)備的正常工作。

1.1.3 照明控制

芙蓉洞采用PLC照明控制系統(tǒng)。

1.1.4 功能性照明系統(tǒng)

(1)道路照明系統(tǒng)。芙蓉洞內(nèi)道路照明的燈具有兩類(lèi)：一是壁燈(圖1)，共108個(gè)，光源類(lèi)型為節(jié)能燈，功率9 W；壁燈長(zhǎng)26 cm，直徑14 cm，安裝高度為30 cm左右。二是草坪燈(圖2)，共179個(gè)，光源類(lèi)型為節(jié)能燈，功率9 W；草坪燈直徑15 cm，安裝高度為11.5 cm。

(2)標(biāo)識(shí)照明系統(tǒng)。芙蓉洞內(nèi)標(biāo)識(shí)照明燈具為燈箱，光源類(lèi)型為節(jié)能燈，功率為9 W，其光線(xiàn)分布不均勻，燈箱內(nèi)出現(xiàn)亮點(diǎn)。在標(biāo)識(shí)照明中，安全警示標(biāo)牌照明有18個(gè)，已有1盞損壞；景點(diǎn)介紹標(biāo)牌照明有46個(gè)，已有5盞損壞。

(3)應(yīng)急照明系統(tǒng)。芙蓉洞內(nèi)應(yīng)急照明燈共有7個(gè)，均為第一代光源，安裝高度為2～3 m；目前該照明系統(tǒng)的電線(xiàn)已拆除，不能正常工作。

1.1.5 景觀(guān)性照明系統(tǒng)

芙蓉洞內(nèi)景點(diǎn)眾多，本研究選取最為重要的13個(gè)景點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果如表1。

1.2 燈光照明評(píng)價(jià)

1.2.1 主要優(yōu)點(diǎn)

(1)洞內(nèi)PLC照明控制系統(tǒng)較為先進(jìn)。目前，國(guó)內(nèi)旅游洞穴照明控制系統(tǒng)主要有3類(lèi)，分別是手動(dòng)操作型、繼電器控制型、PLC控制系統(tǒng)。芙蓉洞采用的PLC控制系統(tǒng)，編程簡(jiǎn)單，體積小，使用方便，抗干擾能力強(qiáng)，在黑暗潮濕的洞穴環(huán)境中仍能工作，能靈活地控制各種光源和快捷地修復(fù)故障。

(2)使用水泥將洞內(nèi)電線(xiàn)隱藏，避免造成視覺(jué)污染。

(3)洞內(nèi)燈具隱藏較好，如“生命之源”處使用2個(gè)黃色PAR38在左側(cè)3 m處斜射景點(diǎn)，使用白色巖石將燈具遮擋；“火箭待發(fā)”處將紅色PAR38隱藏在鐘乳石之間的縫隙，做到“見(jiàn)光不見(jiàn)燈”；在安裝路燈時(shí)，選擇洞壁凹陷部位，用水泥覆蓋其頂部。

(4)一些重要的景點(diǎn)如巨幕飛瀑、擎天玉柱、火箭待發(fā)都安裝有兩套照明系統(tǒng)。

(5)部分景點(diǎn)的布光能營(yíng)造出特定的意境。如“火箭發(fā)射”景點(diǎn)，將5個(gè)紅色的PAR38呈環(huán)狀安裝在火箭底部，向上投光，紅光象征著火箭發(fā)射時(shí)的紅色火焰；分別用1個(gè)金鹵燈照射到箭頂和箭體，呈現(xiàn)出火箭的整體輪廓，展現(xiàn)出火箭發(fā)射時(shí)的磅礴氣勢(shì)。

1.2.2 存在的問(wèn)題

(1)光源類(lèi)型落后，對(duì)洞穴環(huán)境和景觀(guān)造成較大破壞。目前，芙蓉洞內(nèi)大量使用第一代光源白熾燈、第二代光源熒光燈和第三代光源金鹵燈。這些光源具有過(guò)高的照度，釋放出大量熱量，使景觀(guān)逐漸干燥風(fēng)化，色澤質(zhì)地蛻變，對(duì)洞穴景觀(guān)產(chǎn)生較大破壞；洞內(nèi)燈光及其釋放的熱能導(dǎo)致燈光植物滋生，對(duì)洞穴環(huán)境和景觀(guān)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

(2)照明設(shè)備落后，管理維護(hù)不夠及時(shí)。芙蓉洞內(nèi)的照明器具缺乏專(zhuān)門(mén)的工業(yè)造型設(shè)計(jì)，工藝水平較為落后，制造較粗劣。洞內(nèi)有圓形投光燈(IP65)、方形投光燈(IP65)、PAR38、壁燈、草坪燈、燈箱燈，這些燈具造型粗糙，工藝水平低，與洞穴環(huán)境不協(xié)調(diào)。洞內(nèi)燈光照明的后期管理維護(hù)存在較多問(wèn)題：一是部分照明器具在維修中錯(cuò)位，如“金鑾寶殿”景點(diǎn)，原本燈光布設(shè)是用白光、綠光照射在柳樹(shù)的中上部，展現(xiàn)出柳樹(shù)的青枝綠葉，下部用較暗的燈光隱藏平壩中的亂石，而目前燈具隨意布設(shè)，完全沒(méi)有營(yíng)造出綠柳成蔭的意境；二是對(duì)照明器具的維護(hù)不及時(shí)，游道上兩側(cè)路燈燈具底座螺絲松弛，外殼脫落，遮光殼損壞，部分燈具損壞后未及時(shí)更換。

(3)光照不足。芙蓉洞內(nèi)燈光較少，整體偏暗，照度不足。部分景點(diǎn)如“動(dòng)物世界”只有標(biāo)識(shí)照明，對(duì)景點(diǎn)無(wú)任何照明。

(4)照明設(shè)備的隱蔽性較差。雖然芙蓉洞中部分燈具實(shí)現(xiàn)了隱蔽，但還存在燈具、電纜線(xiàn)直接暴露在游客視野中的現(xiàn)象。

(5)以泛光照明為主，照明方式單一。目前，芙蓉洞內(nèi)除標(biāo)識(shí)照明使用的是內(nèi)投光照明外，其它基本上都采用泛光裝飾照明，輪廓照明、剪影照明、側(cè)光照明、特種照明等方法均未被使用。

(6)洞穴燈光布置缺乏整體性。芙蓉洞現(xiàn)有照明基本上都是按照每個(gè)景點(diǎn)的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但就整體而言，失去了美感和節(jié)奏感。

(7)路燈安裝的間距不統(tǒng)一。部分游道上的路燈布置較為密集，而部分區(qū)域的路燈則較為稀疏。如芙蓉洞入口處只有一盞壁燈照明，形成安全隱患。

2 游客對(duì)芙蓉洞燈光照明的感知分析

旅游洞穴燈光照明的目的是為了將景觀(guān)呈現(xiàn)給游客，滿(mǎn)足游客的需要。為此，研究者就游客對(duì)芙蓉洞現(xiàn)有照明系統(tǒng)的滿(mǎn)意度和對(duì)照明各指標(biāo)的認(rèn)知進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。

在參考國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的洞穴燈光照明質(zhì)量綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)和征詢(xún)部分洞穴專(zhuān)家、燈光照明專(zhuān)家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷。問(wèn)卷內(nèi)容分為兩部分，第一部分為游客的基本信息，包括性別、年齡、學(xué)歷等；第二部分為游客對(duì)芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的重要性和滿(mǎn)意度評(píng)價(jià)，主要包括安全保障、燈光的物理屬性、對(duì)景觀(guān)的展現(xiàn)、視角感受4方面的內(nèi)容，共計(jì)18個(gè)問(wèn)題，采用李克特五點(diǎn)量表(1=非常不重要/非常不滿(mǎn)意；2=不重要/不滿(mǎn)意；3=一般重要/一般滿(mǎn)意；4=重要/滿(mǎn)意；5=非常重要/非常滿(mǎn)意)。

研究者于2014年8月下旬前往芙蓉洞景區(qū)開(kāi)展了問(wèn)卷調(diào)查，選擇正在游覽和已經(jīng)游覽完畢的游客作為調(diào)查對(duì)象，問(wèn)卷發(fā)放點(diǎn)主要設(shè)置在芙蓉洞內(nèi)“時(shí)空隧道”景點(diǎn)(出口處)、停車(chē)場(chǎng)、休息場(chǎng)所、小賣(mài)部等人群較為集中的地方。共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷200份，實(shí)際回收問(wèn)卷194份，有效問(wèn)卷187份，有效率93.50%。

采用IPA分析法(Importance-Performance Analysis)對(duì)問(wèn)卷調(diào)查資料進(jìn)行分析。IPA法是讓游客從芙蓉洞燈光照明效果的各影響因素的重要程度和游客旅游體驗(yàn)后燈光照明效果的實(shí)際表現(xiàn)兩個(gè)維度評(píng)分，并將兩方面的平均得分繪制于一個(gè)二維坐標(biāo)系中。橫坐標(biāo)表示游客對(duì)芙蓉洞燈光照明的相關(guān)要素重視的程度，縱坐標(biāo)則表示游客對(duì)芙蓉洞燈光的體驗(yàn)后的實(shí)際表現(xiàn)，以考察變量重要性和績(jī)效性均值的中值或總體均值為交叉點(diǎn)，構(gòu)建出兩維四象限方格圖。

根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)，游客對(duì)于18項(xiàng)指標(biāo)重要性I的總平均數(shù)為4.18，對(duì)于18項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)意度P的總平均數(shù)為3.49，故以I=4.18、P=3.49為I軸和P軸的原點(diǎn)；然后根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值，繪制出游客對(duì)芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的重要性與滿(mǎn)意度的IPA矩陣(圖3)。

由圖3可知，第Ⅰ區(qū)是滿(mǎn)意度高而重要性低的區(qū)域。位于該區(qū)域內(nèi)的3個(gè)指標(biāo)分別是“燈光不會(huì)讓您感到刺眼”(序號(hào)4)、“燈光能體現(xiàn)出洞體空間的寬闊與高大”(序號(hào)12)、“燈光能塑造出景觀(guān)的立體感”(序號(hào)13)。游客認(rèn)為，這3個(gè)指標(biāo)并不重要，但卻有較好的感知；表明芙蓉洞內(nèi)對(duì)眩光控制較好，對(duì)于洞體空間和景觀(guān)的立體感的表現(xiàn)較好。因此，在對(duì)芙蓉洞燈光照明體統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，對(duì)這3個(gè)方面維持現(xiàn)狀即可，不需要再作更多的改進(jìn)。

第Ⅱ區(qū)是重要性和滿(mǎn)意度得分都較高的區(qū)域，位于該區(qū)域的指標(biāo)有“燈光能引導(dǎo)您辨識(shí)方向”(序號(hào)1)、“游道照明能讓您發(fā)現(xiàn)障礙物”(序號(hào)2)、“危險(xiǎn)地段有警示照明”(序號(hào)3)、“洞穴內(nèi)照明能讓您感到安全”(序號(hào)5)、“洞穴內(nèi)使用彩色燈光照明”(序號(hào)6)。表明游客非常關(guān)注這5個(gè)因素，而芙蓉洞內(nèi)現(xiàn)有燈光也很好地滿(mǎn)足了游客在這些方面的需求，今后應(yīng)繼續(xù)保持并進(jìn)一步完善。該區(qū)域指標(biāo)除了序號(hào)6以外，全部屬于安全保障的范疇，這說(shuō)明游客把燈光能保證自身安全放在非常重要的位置，芙蓉洞現(xiàn)有燈光照明系統(tǒng)能很好地保證游客的安全，在今后燈光照明系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)應(yīng)繼續(xù)將保證游客安全放在首位。值得注意的是，“洞穴內(nèi)使用彩色燈光照明”(序號(hào)6)雖位于優(yōu)勢(shì)區(qū)，但其位置靠近坐標(biāo)交點(diǎn)，稍不注意便會(huì)進(jìn)入Ⅳ區(qū)，因此還有很大的提升空間。

第Ⅲ區(qū)是重要性和滿(mǎn)意度都很低的區(qū)域。位于該區(qū)域的指標(biāo)有7個(gè)，分別是“洞穴內(nèi)使用淺色或自然色燈光照明”(序號(hào)7)、“洞穴動(dòng)態(tài)燈光的應(yīng)用”(序號(hào)9)、“燈光能讓您看清景觀(guān)的真實(shí)面目”(序號(hào)10)、“燈光能展現(xiàn)景觀(guān)的質(zhì)感”(序號(hào)11)、“燈光能營(yíng)造出鮮明的主題”(序號(hào)16)、“燈具材質(zhì)、顏色、造型與環(huán)境協(xié)調(diào)”(序號(hào)17)、“電纜電線(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)”(序號(hào)18)。游客認(rèn)為這7個(gè)方面對(duì)于洞穴燈光照明并不重要，芙蓉洞在這些方面的表現(xiàn)也難以讓游客滿(mǎn)意。這些因素重要性較低，一方面是游客本身的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也與洞穴燈光設(shè)計(jì)欠缺有關(guān)，比如在國(guó)內(nèi)大多數(shù)洞穴中，使用動(dòng)態(tài)燈光的較少，游客很少感受到動(dòng)態(tài)燈光的效果，所以普遍認(rèn)為其重要性低。因此，如果燈光設(shè)計(jì)者能夠?qū)Υ思右灾匾?，是可以拓展出一片新天地的。另外，從總體分布來(lái)看，位于第Ⅲ區(qū)域的指標(biāo)，主要集中在橫、縱坐標(biāo)交點(diǎn)附近，只要稍作改進(jìn)，就能使其向第Ⅰ區(qū)轉(zhuǎn)變，從而吸引更多的游客。值得注意的是，“燈光能展現(xiàn)景觀(guān)的質(zhì)感”(序號(hào)11)和“燈光能營(yíng)造出鮮明的主題”(序號(hào)16)比較靠近第Ⅳ區(qū)，今后應(yīng)采用主動(dòng)改進(jìn)策略。

第Ⅳ區(qū)是重要性高而滿(mǎn)意度低的區(qū)域，位于該區(qū)的指標(biāo)有3個(gè)，分別是“洞穴燈光的明暗程度”(序號(hào)8)、“燈光能烘托出景觀(guān)的氣勢(shì)”(序號(hào)14)、“燈光能營(yíng)造出有感染力的氛圍”(序號(hào)15)。表明這3項(xiàng)指標(biāo)游客非常重視，但實(shí)際的照明現(xiàn)狀卻沒(méi)能很好滿(mǎn)足游客的需要，與游客的期望存在一定差異。這3個(gè)方面是制約芙蓉洞燈光照明滿(mǎn)意度評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素，是今后需要重點(diǎn)改進(jìn)的內(nèi)容。

3 芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)策

3.1 確保芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的安全性

3.1.1 重視燈光照明系統(tǒng)的安全性，排除照明設(shè)計(jì)中的安全隱患

(1)道路照明 洞穴道路照明應(yīng)具有方向感和引導(dǎo)性，形成洞內(nèi)空間序列，展示道路的形狀與走向，引導(dǎo)游客安全地沿著道路行進(jìn)。如山東螢火蟲(chóng)水洞內(nèi)的游道照明，條帶狀照明光帶勾勒出游道的走向，對(duì)游客具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性。芙蓉洞中，從“巨幕飛瀑”到“生命之源”段游道、進(jìn)入“輝煌大廳”段游道的坡度較大，彎道較多，可參照螢火蟲(chóng)水洞的游道照明方式，在游道兩側(cè)的欄桿安裝LED燈帶，這樣可以給游客較強(qiáng)的方向性，同時(shí)，黑暗中蜿蜒曲折的線(xiàn)性光帶也可成為洞中一道景觀(guān)。

(2)標(biāo)識(shí)照明 雖然“危險(xiǎn)地段有警示照明”位于優(yōu)勢(shì)區(qū)，但是滿(mǎn)意度僅3.81；在實(shí)地調(diào)查中與游客交流發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)游客并沒(méi)有注意到洞穴內(nèi)有標(biāo)識(shí)照明提醒他們注意安全、小心碰頭、小心滑倒等。因此，芙蓉洞可在游客容易碰頭的地段，巧妙地運(yùn)用燈光給游客以提醒。如“藝術(shù)長(zhǎng)廊”段一處游道較為狹窄，游道上方鐘乳石較為密集，很容易碰到游客的頭部，可以使用LED燈帶勾勒出游客容易碰頭的區(qū)域，以提醒游客注意安全。

3.1.2 提高燈具的防護(hù)等級(jí)

就燈具的安全性而言，芙蓉洞內(nèi)現(xiàn)有部分燈具的防塵防水等級(jí)達(dá)到IP65，但大多數(shù)燈具防護(hù)等級(jí)低，如貴雅節(jié)能燈的燈具是由鋁合金制成的簡(jiǎn)易外殼，有些燈具甚至完全裸露在外面。由于洞穴黑暗潮濕，相對(duì)濕度一般在90%以上，所以應(yīng)提高燈具的防護(hù)等級(jí)，選擇防塵防水等級(jí)高的燈具。為了保證人體安全，燈具所有帶電部位需用絕緣材料加以隔離，溶洞內(nèi)一般使用Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)燈具，對(duì)于人手可直接接觸的裝飾燈和水下燈，應(yīng)采用Ⅲ類(lèi)燈具。

3.1.3 提高照明供電等級(jí)

芙蓉洞現(xiàn)有供電等級(jí)為三級(jí)照明負(fù)荷，等級(jí)較低。由于洞穴是完全黑暗的環(huán)境，如果供電中斷就會(huì)引發(fā)洞內(nèi)游覽秩序的混亂，威脅到游客的人身安全。因此，芙蓉洞應(yīng)使用二級(jí)照明負(fù)荷，采用獨(dú)立的雙回路供電系統(tǒng)。

3.2 凸顯芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的主題性

在洞穴旅游開(kāi)發(fā)中，可根據(jù)景觀(guān)的結(jié)構(gòu)、風(fēng)格特征，合理運(yùn)用燈光的顏色、強(qiáng)弱、位置、方向、層次等的變化，在特定的地下空間內(nèi)創(chuàng)造出鮮明的主題，豐富洞穴景觀(guān)的內(nèi)涵，增強(qiáng)對(duì)游客的吸引力。由圖3可知，指標(biāo)16(“燈光能營(yíng)造出鮮明的主題”)位于機(jī)會(huì)區(qū)，其重要性和滿(mǎn)意度都比較低，但該指標(biāo)緊鄰改進(jìn)區(qū)；如果能抓住機(jī)會(huì)，可以提升其滿(mǎn)意度。實(shí)地調(diào)查也表明，芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)未能營(yíng)造出鮮明的主題，像“藝術(shù)長(zhǎng)廊”、“輝煌大廳”、“金鑾寶殿”這些主題性很強(qiáng)的景點(diǎn)，燈光布設(shè)大同小異，沒(méi)有體現(xiàn)出特色。

在今后的燈光優(yōu)化中，通過(guò)燈光布設(shè)，將“藝術(shù)長(zhǎng)廊”的石筍、石幔、石鐘乳有機(jī)融合，構(gòu)成洞中的桂林山水畫(huà)卷?！拜x煌大廳”是芙蓉洞最大的洞廳，大廳面積占芙蓉洞面積的1/3，大廳內(nèi)的擎天玉柱規(guī)模宏大，因此，通過(guò)燈光布設(shè)，將該景觀(guān)營(yíng)造出氣勢(shì)磅礴、雄偉的主題氛圍；“金鑾寶殿”是芙蓉洞最后一個(gè)洞廳，因?yàn)槎磸d中的石筍呈黃色，如金枝玉葉，因此，應(yīng)使用黃色燈光營(yíng)造金碧輝煌的主題氛圍。

3.3 注重芙蓉洞燈光系統(tǒng)的生態(tài)性

3.3.1 采用LED光源

旅游洞穴燈光照明系統(tǒng)選擇光源時(shí)，需要綜合考慮顯色指數(shù)、壽命、光色、光效、啟動(dòng)性能、工作的可靠性、穩(wěn)定性、價(jià)格等因素[5]。LED光源是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高新技術(shù)，它具有高效、節(jié)能、安全、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、顏色純正、易維護(hù)等特點(diǎn)。在芙蓉洞中全部使用LED光源照明，不僅可以保護(hù)洞穴景觀(guān)，還能在景點(diǎn)的燈光造型上取得良好效果，增加景觀(guān)的整體美感。在芙蓉洞內(nèi)，可以使用較強(qiáng)的LED白色光源或彩色光源對(duì)最有形態(tài)特色和亮麗的小景點(diǎn)進(jìn)行特色點(diǎn)綴，如“五龍柱”可使用2個(gè)LED白光在石筍左右交叉向上投射，顯示出石筍的細(xì)長(zhǎng)挺拔，再使用1個(gè)黃色LED作為副光布設(shè)在石筍后方，照射石筍中下部。

3.3.2 充分發(fā)揮照明控制系統(tǒng)的作用

芙蓉洞目前使用的PLC控制系統(tǒng)較為先進(jìn)，功能較為強(qiáng)大，但未能完全發(fā)揮其作用。芙蓉洞通常在上午8:30統(tǒng)一將開(kāi)關(guān)打開(kāi)，下午17:00統(tǒng)一關(guān)閉，旅游旺季時(shí)并未實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈滅的效果；很多景點(diǎn)盡管安裝了與PLC相配套的兩套燈光照明系統(tǒng)，但并沒(méi)有輪換使用。今后，芙蓉洞應(yīng)加強(qiáng)對(duì)燈光照明系統(tǒng)的管理，如在進(jìn)入洞穴游覽的一批游客與下一批游客之間留有恰當(dāng)?shù)拈g隔期，充分發(fā)揮PLC系統(tǒng)的作用，實(shí)現(xiàn)“人至燈亮，人走燈滅”的效果；凡是安裝2套燈光照明系統(tǒng)的，應(yīng)交替輪換使用，縮短洞內(nèi)照明時(shí)間，保護(hù)洞穴環(huán)境，抑制燈光植物的滋生。

3.4 增強(qiáng)芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的景觀(guān)性

3.4.1 確定不同類(lèi)型景觀(guān)的照度水平

“洞穴燈光的明暗程度”是游客最為重視的指標(biāo)，，但游客滿(mǎn)意度位列13。因此，芙蓉洞內(nèi)燈光照度是急需重點(diǎn)改進(jìn)的內(nèi)容。

調(diào)查表明，大多數(shù)游客認(rèn)為芙蓉洞內(nèi)的照度過(guò)暗，他們希望能增加照度。參考國(guó)內(nèi)外研究者提出的洞穴燈光照度標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合芙蓉洞的實(shí)際，建議芙蓉洞內(nèi)不同區(qū)域采取不同的照度，參考值如下：游道照度為5～10lx，相當(dāng)于滿(mǎn)月晴空下公園的照度水平；對(duì)于規(guī)模較小的景觀(guān)，如“銀絲玉縷”、貴妃浴池右側(cè)的卷曲石、較大體量的鵝管、形似石獅的石鐘乳等的照度應(yīng)在50lx左右；對(duì)于中等規(guī)模的景觀(guān)，如“松柏會(huì)仙”、“動(dòng)物世界”、“萬(wàn)箭掛壁”、“纖夫的愛(ài)”、“生命之源”等的照度應(yīng)在100lx左右；對(duì)于高大、雄偉的景觀(guān)，如“睡佛”、“擎天玉柱”、“大小雁塔”、“巨幕飛瀑”、“火箭待發(fā)”、“佛光”等，照度應(yīng)在150lx左右；對(duì)于水體景觀(guān)，如“珊瑚瑤池”、“貴妃浴池”等，雖然景觀(guān)規(guī)模較小，但要使其在水中產(chǎn)生倒影，形成虛實(shí)兩種景觀(guān)，應(yīng)該使用較高的照度，照度可在50～100lx之間。

3.4.2 洞穴燈光色彩多元化，融科學(xué)性與趣味性于一體

芙蓉洞應(yīng)根據(jù)不同的功能、不同的景觀(guān)、不同的環(huán)境選擇不同的燈光色彩。

(1)彩色光的使用 在使用彩色燈光時(shí)，首先應(yīng)考慮不同顏色產(chǎn)生的心理效應(yīng)。照明光色彩具有感情功效，使用不同的照明光色會(huì)使游客產(chǎn)生興奮、沉靜、孤獨(dú)等不同的感情。在芙蓉洞中，不同景觀(guān)可以使用不同顏色的燈光?！跋槿鹩e”可使用紅色、黃色燈光，因?yàn)榧t、黃色是吉祥、歡迎的象征；“松柏會(huì)仙”可使用綠色燈光來(lái)展現(xiàn)松柏的特征，藍(lán)色、白色燈光來(lái)展現(xiàn)仙境；“蓮花觀(guān)音”可使用黃色燈光來(lái)營(yíng)造宗教氛圍；“萬(wàn)箭掛壁”可使用藍(lán)色、白色燈光，因?yàn)樵摼包c(diǎn)的石質(zhì)較差，使用藍(lán)色可以展現(xiàn)出利箭的鋒利、冷峻；“擎天玉柱”可使用黃色燈光體現(xiàn)景觀(guān)的巍峨；“貴妃浴池”可使用黃色、紅色燈光展現(xiàn)貴妃洗浴時(shí)的溫暖、舒適；“火箭待發(fā)”可使用紅色、藍(lán)色燈光，展現(xiàn)火箭發(fā)射時(shí)的火焰和藍(lán)天；“金鑾寶殿”可使用黃色、白色燈光，展現(xiàn)大廳的金碧輝煌；“石葡萄”可使用白光、紫光、綠光，分別展現(xiàn)石葡萄的沉積物特征、葡萄的顏色、葡萄的枝葉等。

其次，要考慮顏色的變化和對(duì)比。運(yùn)用顏色對(duì)比能很好地呈現(xiàn)出景觀(guān)的立面效果和層次，當(dāng)幾種顏色的燈光從不同角度照射同一景觀(guān)時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)渡色彩使洞穴景觀(guān)多姿多彩。芙蓉洞的“貴妃浴池”景觀(guān)獨(dú)特，一根石柱直立水中，應(yīng)在水面上方使用紅色、綠色光，顯示出“貴妃”體態(tài)的婀娜多姿，在水下使用黃色、橙色光，從水中射出，展現(xiàn)出溫泉的水霧繚繞；“大小雁塔”主光應(yīng)使用白色，以展示出石質(zhì)潔白如玉的特點(diǎn)，在石筍下方左右兩側(cè)可分別使用紅光、黃光向上交叉照射，營(yíng)造出雁塔宗教氛圍，在石筍后方使用藍(lán)色光作為背景，給游客營(yíng)造出大、小雁塔置于藍(lán)天之下的感覺(jué)。

(2)淺色光的使用 使用彩色燈光雖然能滿(mǎn)足游客對(duì)大紅重彩燈光的偏好，卻減弱甚至消除了洞穴沉積物獨(dú)特的顏色對(duì)比，不能反映洞穴本身具有的自然色彩。因此，洞穴中應(yīng)當(dāng)盡量減少彩色燈光的使用[6-7]。淺色燈光能原汁原味地展現(xiàn)大自然的杰作[8]。芙蓉洞內(nèi)質(zhì)量較高的景觀(guān)均應(yīng)使用淺色燈光來(lái)展現(xiàn)沉積物的色澤、質(zhì)地?！般y絲玉縷”旁邊的石旗應(yīng)使用白光，展現(xiàn)石旗薄如蟬翼和通透的特性；“銀絲玉縷”和貴妃浴池旁的卷曲石應(yīng)使用白光，展現(xiàn)卷曲石的細(xì)如發(fā)絲、晶瑩剔透的奇特感；“珊瑚瑤池”可使用白光，展現(xiàn)方解石晶花的質(zhì)地和層理；“巨幕飛瀑”使用白光來(lái)展現(xiàn)石帷幕潔白的石質(zhì)和宏大的規(guī)模；“大小雁塔”使用白光來(lái)展現(xiàn)景觀(guān)的石質(zhì)。還有一些景點(diǎn)，需要使用淺色光來(lái)實(shí)現(xiàn)布光照明，如“睡佛”可使用黃色、白色燈光，因?yàn)辄S色暗含宗教氛圍；“佛光”可使用黃光，表示佛祖頭上的金色光環(huán)；“纖夫的愛(ài)”、“藝術(shù)長(zhǎng)廊”可使用黃光來(lái)展現(xiàn)在落日余暉下拉纖的場(chǎng)景和烘托“長(zhǎng)廊”的藝術(shù)感。

3.4.3 燈具與電線(xiàn)隱形化，減少對(duì)游客的視覺(jué)干擾

芙蓉洞內(nèi)現(xiàn)有的照明設(shè)備的隱蔽性較差，未合理利用地形地物予以隱蔽。首先，全面清理芙蓉洞內(nèi)的電線(xiàn)電纜，確保全部敷設(shè)于地下，嚴(yán)禁裸露在洞體空間內(nèi)；其次，使用與洞穴巖石、沉積物相同或近似顏色的水泥對(duì)電線(xiàn)電纜進(jìn)行覆蓋；第三，設(shè)置護(hù)欄的游道，可將電線(xiàn)電纜置于欄桿內(nèi)；第四，芙蓉洞內(nèi)所有照明燈具應(yīng)隱藏在與環(huán)境相協(xié)調(diào)的燈罩內(nèi)。

3.4.4 豐富洞穴照明方式

旅游洞穴中的照明方式有泛光照明、上射照明、下射照明、側(cè)光照明、輪廓照明、特種照明、剪影照明和多元空間立體照明等，不同的照明方式可形成不同的照明效果。芙蓉洞可采用多種照明方式，如“五龍柱”可采用向上照射的光束照亮石柱，顯示出石筍細(xì)長(zhǎng)、挺拔；“貴妃浴池”旁卷曲石細(xì)如發(fā)絲、晶瑩剔透，可將光源安裝在卷曲石下方的巖壁上，用窄光束垂直向上照亮部分卷曲石，形成陰影，既能增加空間立體感，又能展現(xiàn)出卷曲石的晶瑩剔透； “萬(wàn)箭掛壁”可使用側(cè)光照明，通過(guò)明暗差別的陰影來(lái)突出石鐘乳的密集，讓萬(wàn)箭掛壁的效果更加強(qiáng)烈和生動(dòng)；“海底龍宮”洞壁上形態(tài)各異的石幔、石筍、石柱、石旗錯(cuò)落有致，從多個(gè)角度進(jìn)行側(cè)光照明，可以展現(xiàn)出該區(qū)域景觀(guān)的景深，增加立體感和層次感。

對(duì)于景觀(guān)質(zhì)地較差，但輪廓特別的景觀(guān)可采用輪廓照明，如芙蓉洞內(nèi)有一處形狀似拖把的石鐘乳，可用LED光帶勾勒出景觀(guān)形狀，引導(dǎo)游客的觀(guān)賞角度；對(duì)于人工開(kāi)鑿的狹小通道“玉門(mén)關(guān)”，原本石質(zhì)潔白如玉，但因游客頻繁觸摸，石質(zhì)已經(jīng)變得黯淡無(wú)光，應(yīng)使用LED光帶勾勒出門(mén)的形狀，既能掩蓋污損的顏色，又能提醒游客注意門(mén)的高度，避免碰頭。

對(duì)于景觀(guān)質(zhì)量高的景點(diǎn)，可采用多元空間立體照明?！吧汉鳜幊亍笨删C合使用泛光照明、上射照明、下射照明。將一個(gè)照度較高的光源安裝在“珊瑚瑤池”對(duì)面的石筍上，照射瑤池中上部位，顯示出瑤池的整體輪廓；在瑤池水下安裝3個(gè)照明光源，從不同角度向上照射方解石晶花，展示出方解石晶花的層理與結(jié)構(gòu)，光線(xiàn)通過(guò)水體射向空中，水光交融；在珊瑚瑤池水面上的洞壁安裝8個(gè)照明光源，向下照射方解石晶花，這樣既可以拓展洞體空間，又能在水中形成倒影?！叭f(wàn)箭掛壁”可綜合使用泛光照明、上射照明、側(cè)光照明。將一個(gè)照度較高的光源安裝在“萬(wàn)箭掛壁”對(duì)面的墜石體上，照亮景觀(guān)上部，作為背景光；在“萬(wàn)箭掛壁”左側(cè)的石鐘乳上安裝一光源從側(cè)面照射整個(gè)景觀(guān)，使其產(chǎn)生一些陰影，以增加景觀(guān)的層次，突出石鐘乳的密集；在景觀(guān)的右下方使用一個(gè)照度較低的光源作為副光向上照射，以保持景觀(guān)視覺(jué)上的平衡，避免景觀(guān)形象的偏重傾斜。

3.4.5 科學(xué)使用用光方式

洞穴景觀(guān)常見(jiàn)的用光方式有主光、副光、側(cè)光、腳光、逆光、動(dòng)光等，具體使用何種用光方式，應(yīng)根據(jù)具體的照明對(duì)象而定。芙蓉洞內(nèi)現(xiàn)有的用光方式主要包括主光、副光、腳光，很少使用側(cè)光、逆光。在未來(lái)的燈光優(yōu)化中，應(yīng)科學(xué)使用不同的用光方式。

(1)主光 其是旅游洞穴中最基本的用光方式，是塑造畫(huà)面形象的主要光線(xiàn)，多采用一種具有明顯方向性的直射光來(lái)實(shí)現(xiàn)。在芙蓉洞中，要展現(xiàn)景點(diǎn)的基本形態(tài)，就需要使用主光，主光應(yīng)打在整個(gè)景觀(guān)中部偏上的位置。如“巨幕飛瀑”的主光應(yīng)從下方投射到巨瀑的中上方位置；“大小雁塔”的主光應(yīng)從大雁塔下方投射到大雁塔中上部，將整個(gè)石筍照亮，小雁塔的照明也是如此；“火箭待發(fā)”的主光應(yīng)該打到箭體的中上部，將火箭的大致輪廓展現(xiàn)在游客面前；“松柏會(huì)仙”的主光應(yīng)打在松樹(shù)的中上方。

(2)副光 旅游洞穴中的輔助光，用來(lái)配合主光進(jìn)行景觀(guān)塑形，彌補(bǔ)主光在表現(xiàn)力方面的不足，表達(dá)陰影部分的細(xì)節(jié)。芙蓉洞中“火箭待發(fā)”可將副光設(shè)在火箭的后上方，使用藍(lán)色光源表現(xiàn)火箭發(fā)射時(shí)的藍(lán)天；“纖夫的愛(ài)”可將副光設(shè)在纖夫下方靠后位置，用照度較低的綠色光源來(lái)展現(xiàn)大海；“石葡萄”可使用綠色作為副光，以展現(xiàn)葡萄成熟時(shí)枝繁葉茂的景象；“擎天玉柱”應(yīng)將副光設(shè)在背后，用黃光烘托出“擎天玉柱”的雄偉壯觀(guān)。

(3)逆光 面對(duì)游客從背面照射到視觀(guān)景物上的一種光，按位置可分為上逆光、下逆光、左右逆光。逆光能勾畫(huà)出被照景物的部分或全部輪廓，常用來(lái)表現(xiàn)現(xiàn)象形景物；此外，逆光還能表達(dá)出半透明物體的通透感，洞穴照明中常使用逆光照射雪白如玉的石旗、石花、晶花等景觀(guān)，可產(chǎn)生晶瑩柔美之感，更顯通透。在芙蓉洞中，“仙人指路”可使用上逆光，因?yàn)樵摼包c(diǎn)的石質(zhì)較差，但輪廓酷似手掌，使用聚光燈從景觀(guān)的后下方向上照射，可活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)出手掌形狀；“銀絲玉縷”附近有5、6個(gè)潔白晶瑩的石旗，景觀(guān)體量較大，原有照明是從景觀(guān)下方投光，效果一般；如果改用逆光，可展現(xiàn)出石旗的通透晶瑩，效果會(huì)更好。

致 謝：感謝武隆縣世界自然遺產(chǎn)管理委員會(huì)及馮志超先生對(duì)本研究提供的各種便利與幫助！

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(編輯 張 玲)

Optimization of the lighting system at the Furong cave in Chongqing

YANG Xiaoxia1, WENG Zifan1, XIANG Xu2

(1.School of Geographical Sciences, Southwest University, Chongqing 400715, China;2.College of Economics and Management, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Abstract：Expectation and satisfaction of tourists for lighting system of the Furong cave has been investigated using a questionnaire survey and IPA (Importance Performance Analysis) method. It involves the power supply mode, light distribution system, lighting control, functional lighting system and landscape lighting system in the cave. Based on its results, the following optimizing strategies of the lighting system have been put forward, (1) Potential safety hazard of lighting design should be eliminated. The level of luminaire protection and lighting power supply should be enhanced. And the security of the lighting system should be guaranteed; (2) A prominent theme of the lighting system should be made; (3) LED should be used effectively for ecology purpose; (4) Different illumination levels should be applied to different landscapes. Patterns and colors of the lighting system should be diversified. Luminaire, wire and other lighting facilities should be hidden to improve the quality of the landscape.

Key words：tourism cave， cave lighting system， optimization， Furong cave

DOI：10.11932/karst20170116

資助項(xiàng)目：2013年度重慶市社會(huì)科學(xué)規(guī)劃一般項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào)：2013YBGL122)

第一作者簡(jiǎn)介：楊曉霞(1964-)，女，教授，博士，主要從事洞穴旅游的開(kāi)發(fā)與保護(hù)研究。E-mail:13708324646@163.com。

收稿日期：2016-05-20

中圖分類(lèi)號(hào)：TU113.6;P931.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-4810(2017)01-0131-08

楊曉霞，翁子凡，向 旭.重慶武隆芙蓉洞燈光照明系統(tǒng)的優(yōu)化研究[J].中國(guó)巖溶，2017，36(1)：131-138.