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孙燕:现阶段住宅照明与节能浅议
2023-01-23

现阶段住宅照明与节能浅议

孙燕1 段勇2

(1 中国建筑技术集团有限公司 100013 2 中国矿业大学(北京)建筑系 100083)

【摘 要】结合GB 50034-2004《建筑照明设计标准》的推出和有关照明节能技术应用,说明《建筑照明设计标准》推出的意义及对住宅照明及节能的指导作用。根据住宅照明的现状和发展趋势,对住宅灯具的一般要求进行了阐述,提出住宅照明节能的建议,提出实现绿色照明在住宅设计及装修中的参考措施。

【关键词】建筑照明设计标准 室内装修设计 住宅照明 节能

中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2006)06-0000-00

Preliminary discussion on residence illumination and energy conservation

SUN Yan1 DUAN Yong2

100013 (NO.30 Bei San Huan East Road, Beijing)China Building Technigue Group Co., LTD

100083(ding 11,xueyuan road,Beijing)China University of Mining and technology (Beijing)

Complied with the state code of “Standard for lighting design of buildings” and based on the some techniques of the lighting engineering at present, the paper presents the important meaning of the code release as the guide to the residence illumination. According to the existing condition and trend of residence illumination development, this paper presents the general ideas about requests on the lamps and light and brings forward the general energy conservation method on the residence illumination. Some advices on the reference of “green illumination” are put forward as well.

Key words:Standard for lighting design of buildings, interior decoration, residence illumination, energy conservation

0 引言

住宅是主要供人们生活休憩的场所,除了基本的饮食、娱乐等家事活动,家庭成员还从事阅读、书写等学习活动。住宅照明的基本要求是要提供家庭成员休息、工作、学习等方面以安全、舒适、轻松且富于变化能力的多样性光环境。

伴随着现代化水平的提高,各类能源的需求量与日俱增,能源的节约和合理使用被不少国家提高到战略高度。我国目前城镇住宅总面积约100亿平方米,住宅非采暖用电耗电量占我国供电总量的10%左右,平均每平米*年15~30度,而发达国家平均每平米*年60~100度。按照预测,今后我国住宅非采暖用电耗电量会向这一指标逐步靠拢,用电比例会进一步提高[1]。所以,在住宅照明中,合理确定照度水平、进行节能照明设计同样不容忽视。

在我国为适应这种形势,新修订的《建筑照明设计标准》( GB 50034-2004) (下称新标准)在2004年底已发布实施。新标准的主要特点是照度水平有大幅度提高;对房间眩光限制和显色性定量化;增加居住、办公、学校等七类建筑的照明功率密度(LPD) 的最大允许值指标等[2],总体上已接近或达到国际同类标准的水平。这些变化反映了我国全面建设小康社会的新形势和新要求,表明我国在照明领域致力提高能效、节约电能、保护环境,以适应能源形势和实现可持续发展的积极努力,进而也推动我国节能节电的绿色照明的规范发展。

笔者注意到,新标准的修订内容主要在电气专业的设计中贯彻和体现,由施工图设计和审查单位分别检验、监督。但目前在我国存在的一个普遍现象是,建筑投入正式使用前,往往要进行二次室内装修设计。通常,公共建筑的装修设计(包括照明)只需得到消防部门的审批,而住宅的装修设计和施工多由各类大小装饰公司,有的甚至是农民装修队完成,无从谈起对照明节能标准的贯彻和实施,故新标准在住宅照明的贯彻中实际存在着较为严重的脱节现象,也是引起笔者思考的问题。

下面,笔者从建筑设计的角度来谈一谈新标准在住宅设计中如何得到体现并达到节能的目的。

2 住宅灯具的一般要求

从我国现行的照明设计标准和国内外的有关规范和实践经验来看,高质量居住光环境的营造主要体现在以下几个方面:

1) 足够的照度[3] 住宅各房间的照明用光多种多样,如阅读、写作、烹调、洗漱等要求较高照度,听音乐、看电视要求较低照度,对应的照度水平应使人感到各种不同活动下能轻松自如。

2) 良好的照度均匀度 照度均匀度即房间内 照度与平均照度之比,一般不宜小于0.7,如房间内照度差别太大,会引起视觉不舒适和疲劳感。

3) 限制亮度和防止眩光 一般采用较小功率的光源(单个光源的光通量宜小于2000lm),外加灯罩,同时满足灯具最小遮光角的要求。

4) 适宜的光源色温 住宅的主要房间如起居室、卧室、餐厅一般适合选用暖色调光源(色温小于3000K),能形成温暖、亲切而轻松的气氛;书房、健身房等房间根据需要可选择色温稍高的光源(色温大于3300K)。

5) 良好的光源显色性 在光源的照射下,使人们对物体表面的颜色能正确识别,住宅照明光源的一般显色指数(Ra)在新标准中统一确定为宜大于80以上(见表1)。白炽灯、紧凑型荧光灯和小型金卤灯等都可满足要求。

除了上述一般要求,结合节能和使用,灯具还应该有光效高,寿命长,控制灵活简便,体积小,价格便宜等特点。

附表1 居住建筑照明标准值

每个建筑设计者都要认真学习新标准,了解标准对照明的节能要求,从而在设计中体现出来。

3 住宅照明节能

住宅光环境的营造除了要达到上述灯具一般要求、满足基本照明功能外,还要与室内装修布置和家具风格相协调,以形成有利于提高工作效率、增进身心健康的舒适室内环境。住宅主人不同,对光源、灯具和照明方式的选择也会各种各样。在住宅的装修设计中,既要满足标准,注重节能,又要充分考虑使用者需求的多样性,进行绿色照明设计。

绿色照明是能够节约能源、保护环境,有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的照明。新标准中把建筑照明节能摆在了突出的位置,分出专门章节(第6节)给出具体指导,主要包括两方面:一是分类限定照明功率密度值,具体规定了7类建筑类型的照明功率密度(LPD)最大允许值指标(见表2);二是强调充分利用天然光。在第7节“照明配电及控制”中还就其它方面做出规定。可以看到新标准虽比原标准照度提高一倍以上,但所消耗电能并未增加,表明我国在照明领域适应形式发展,既提高照明水平,又积极提高能效、节约能源、保护环境,努力实现可持续发展的决心和具体措施。

笔者通过实践及调查,结合新标准,从住宅的室内装修设计及建筑设计两个方面来谈谈住宅设计中可以采用的几点节能措施。

表2 居住建筑每户照明功率密度值

3.1 住宅室内装修设计:

1) 光源及灯具的选择:高效光源是实施照明节能的关键,提高电能转换效率是根本。住宅内可供选择的灯具很多,如花灯、壁灯、筒灯、射灯等,都尽量选择高光效、长寿命的光源以及较高利用系数的灯具。普通白炽灯因其安装使用方便、价格低在我国家庭被大量使用,但其光效低、寿命短,在住宅照明中应优先使用高效光源的灯具替代白炽灯,如紧凑型荧光灯,它目前已成为替代白炽灯最适宜的光源。它比白炽灯节能80%,寿命长达12000小时,光色从暖到冷可满足不同应用需求,使用稀土三基色荧光粉的紧凑型荧光灯Ra达85以上,使被照物体更真实、更自然。其它类型光源如无电极荧光灯(又叫“无极灯”),是应用新的发光机理,高光效,高显色性,使用寿命长达6万小时以上,能连续调光,成为公认的新一代光源,是绿色照明光源的理想选择,在当今欧美已经广泛使用小功率无极灯于住宅中。其它的如普通荧光灯、小功率金属卤化物灯等也在应用,甚至在不久的将来,第四代“绿色”光源-LED光源也会以其高效、节能、安全、环保、寿命长等特点进入家庭照明领域。新型高效光源及灯具的科技研发如火如荼,其在照明节能的核心地位毋庸赘述。

2) 灵活多变的灯具控制方式及照明方式:住宅室内装修设计中,照明设计可采用发光顶棚、安装吊灯、筒灯、吸顶灯等形式,可以充分利用单控、双控、联控等开关方式,在户门的入口处、客厅沙发、卧室床头等使用多控开关进行多点联控。尤其住宅起居室是日常活动、娱乐、接待、交流的核心空间,照明功能复杂,从健康节能、舒适的角度出发,起居室光环境设计,应采用分别可控的多套照明灯具,以适应其复杂的功能要求。这样既有利于节能,又给使用者带来方便。大家都知道对普通的白炽灯可以进行调光,其实先进的电子调光装置,能有效地对荧光灯进行调光。可以调节书写台灯及窗前壁灯等,甚至可以调节发光顶棚和光檐,可以达到很好的照明效果及节能效果。另外,一般家庭都不习惯设置夜间照明,往往家里的老人深夜起床,打开的灯太亮,造成视觉不适应,有时会造成危险,所以,在家里一定要设置功率很小的夜间照明,保证夜间的照明需要,还可节约用电。

3) 一般照明和局部照明相结合:在保证基本照度的前提下,弱化一般照明,充分利用可移动灯具如台灯、落地灯,坐灯及杆灯等来调节和加强局部照明。(1) 起居室由于层高的限制,大都采用吸顶灯或小尺度的组合吊灯。沙发旁设台灯和地灯,餐桌用吊灯加强局部照明。起居室一般活动照度为100lx,餐厅为150lx,书写阅读为300lx,采用混合照明方式比较适合,能实现单独控制和调节。(2) 卧室的一般活动照度低于起居室,取75lx。一般设置顶灯,或用窗帘灯、壁灯配合作一般照明即可达到要求。床头阅读照度要求150lx,局部照明用床头台灯或壁灯来提供必要的照度,各灯单独控制,并能连续调光,达到保护视力,舒适阅读。(3) 厨房目前我国多数只设一般照明,要求照度值为100lx。而操作台照度要求较高,设局部照明,规定为150lx。一般照明用吊顶灯或吸顶灯,局部照明灯具则可结合吊柜和抽油烟机暗装。(4) 卫生间使用时间较少,适应频繁开关需要,可以考虑用吸顶白炽灯作一般照明(100lx),在现代住宅中有很多暗卫生间,北方的很多家庭仅使用浴霸上的照明灯进行照明,如欧普浴霸的照明灯一般都是60瓦以上的磨砂白炽灯,如果使用其他的等代替,又很不配套,很不美观。而卫生间又是家庭中使用频繁的地方,所以设计及施工时一定不要怕麻烦,要多设置一个镜前灯或壁灯来调节卫生间的照明(建议值200~500lx),以达到节电的目的。

总之,住宅各个房间照明应全局统筹,既要考虑房间内的照度均匀度,也要注意各个房间之间的照度平衡,防止人在房屋内活动时眼睛频繁的明暗适应和调节,引起视觉不适和眼疲劳。在采用一般照明和局部照明相结合的方式时,应使局部照明灯具有多变的调节能力和灵活的空间移动能力,从而创造出适应不同视觉工作和气氛的丰富光环境。

3.2 住宅建筑设计中应充分利用天然光和太阳能:

太阳提供巨大的能源,其中人们对光能的利用形式之一是进行天然采光,这是照明节能的一个重要方面,应予以重视。(1)合理开窗。房间的采光系数或采光窗地面积比应符合《建筑采光设计标准》(GB/T 50033)的规定。当天然采光不足时可辅以人工照明,对天然光不足区域进行补充,使从窗户人射的天然光和室内人工照明合理协调。(2)利用调光装置。室外天然光的变化时,可以自动调节人工照明照度。如光电控制的自动调光器、定时开关等电气控制措施,以调节灯具亮度,维持室内照度的稳定。(3)利用导光和反光装置,将天然光引入室内。这些装置利用光的反射、折射特性,将天然光引入并传到需要的地方。虽然这些新技术在住宅上使用尚需时日,但仍然值得期待。如各类采光导光管、光纤采光系统。 以及采光搁板和导光棱镜等。(4)以太阳能作为照明能源。太阳能通过安装在室外的光电装置转换成电能,供室内的照明灯具使用。这种技术正处于不断的研究发展之中,前景广阔。建筑设计者应在建筑设计中应用以上新技术,使建筑达到节能的目的。

4 结语

建筑照明节能是可持续发展战略中具体内容的体现,经济与社会效益显著,有方方面面的共同努力才会有照明节能事业的美好未来。住宅建筑量大面广,与大众百姓日常生活联系密切,其照明和节能技术在建筑照明研究中占有重要地位。建设节约型和谐社会,先进的技术保证是基础,在实践中还必须有使用者的广泛参与,形成人人节能的社会观念,绿色照明技术和理念的社会推广故而也十分必要。

目前,许多人,包括业主、建筑师、室内设计师,大多对新标准了解较少,尤其在住宅室内装修设计中,继续沿用传统的经验和方法选择灯具进行照明设计,这样往往造成不是照度值就是节能指标达不到要求。这时,强调新标准的权威性、贯彻新标准的执行具有重要的意义。要真正做到贯彻标准的实施,需要引起住宅建筑设计、室内装修设计者对照明设计的关注。

参考文献:

[1] 江亿主编. 超低能耗建筑技术及应用. 北京:中国建筑工业出版社,2005.2

[2] 赵建平,张绍纲,李景色等,《建筑照明设计标准》主要修订内容介绍。北京:建筑电气,2005.2:19-20

[3] 张绍纲.关于住宅照明标准的建议.中国住宅设施,2004.4:18-19

[4] 詹庆旋.光. 建筑. 城市-呼唤建筑师关注光环境设计.世界建筑,2000.6:18-21

[5] 王爱英,时刚.天然采光技术新进展.《建筑学报》,2003.3:64-66

[6] [美]诺伯特·莱希纳.建筑师技术设计指南—采暖·降温·照明.北京:中国建筑工业出版社, 2004.8:381,396

[7] 江源.端发光聚合物光纤在照明装饰上的应用.中国照明电器,2005.8:3

[8] (GB 50034-2004)建筑照明设计标准[S]