馬存華(山東同圓設計集團有限公司，山東濟南250101)

住宅環(huán)境LED燈具最適化照明設計策略的研究

馬存華(山東同圓設計集團有限公司，山東濟南250101)

0 引言

近年來，受全球環(huán)境變暖影響，地球環(huán)境已開始產生能源枯竭、生態(tài)危機及資源迅速短缺等負面問題，人們也逐漸重視環(huán)境及資源保育。資料顯示我國照明用電量占全國用電量的13%左右[1]，因此住宅照明節(jié)能在我國節(jié)能減碳計劃中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。

在節(jié)能減碳的趨勢下，美、英、日及歐盟等國家相繼宣布，自2014年起全面禁用與禁止生產白熾燈。我國也在2009年～2015年分三階段積極推動 “十城萬盞”計劃，在全國21個試點城市使用100萬盞LED燈具，以全面落實節(jié)能用電目標。第一階段的目標為使用省電燈泡取代傳統(tǒng)照明燈具 (白熾燈泡)；第二階段則是以LED燈做為最終照明解決方案 (耗能)，并預估在LED普及之后可大幅降低我國的照明用電量約40%[1]的能耗。

由于LED發(fā)光效率的提升，以及其不含汞、光源體積小、耐震、耐沖擊及不易碎裂等優(yōu)勢，LED已成為目前最受矚目的節(jié)能與環(huán)保新光源。然而，以LED光源結合既有傳統(tǒng)燈具的應用方式，并未讓LED燈具成為令人滿意的室內建筑照明裝置[2]。換言之，目前照明市場的LED燈具以替代已有的傳統(tǒng)燈具型式居多，忽視傳統(tǒng)建筑照明具有的燈具性能基本要求，因而并未出現(xiàn)符合室內照明環(huán)境需求的創(chuàng)新設計LED燈具。LED燈具若要在住宅環(huán)境中有效展現(xiàn)其多重效能，就必須重視其與所屬環(huán)境條件的適配問題。本文主要探討不同室內環(huán)境及空間使用性質對照明性能的要求，并對LED燈具照明設計在不同居住環(huán)境下的限制因素進行評估，提出了最適化的LED燈具設計策略。

1 住宅空間照明使用頻率

住宅空間照明的使用頻率，會因家庭成員的生活習性以及空間性質的不同而有很大的差異。換言之，會因個人工作性質、家庭結構及生活習性等影響空間使用時間的長短。通過調查結果顯示，消費者認為使用照明頻率最高的空間依序為客廳、臥室、玄關、走廊、樓梯間、書房、洗手間；廠商則認為使用照明頻率最高的空間依序為客廳、玄關、走廊、樓梯間、臥室、書房、洗手間。

這些空間照明使用時間長短的分布中，客廳是以4h～6h以上為主；玄關、走廊、樓梯間是以4h～6h為主；臥室是以6h～8h以上為主；書房是以4h～6h以上為主；洗手間是以4h以上為主[3]。依據(jù)上述空間使用照明時間的比例，對住宅而言，客廳、臥室、玄關、走廊及樓梯間應是使用LED進行節(jié)能減碳的主要空間。依據(jù)這些空間的性質與其在照明設計部分的需求，將LED燈作為基本的燈具設計考量，以便能滿足消費者的視覺舒適及節(jié)能需求。

2 不同住宅空間LED燈具照明設計策略

住宅室內空間在進行照明設計時應考慮不同時段的照明要求，因為生活行為或活動的不同，需要不同的照明設計。例如，在進行住宅空間燈具選擇時，目前大部分人都是習慣于一室一燈的照明方式，并以直接照明為主，其次是只要求室內空間的整體照度必須足夠，但又不知如何用局部照明來滿足局部空間的照度要求。在燈具長期使用、維護方面，雖然光源亮度已明顯衰減，卻不及時更換，導致室內照度明顯不足。這種采用全般照明模式，但室內照度過高或明顯不足已是常見現(xiàn)象。室內照度不足或室內照明環(huán)境品質被忽略的問題，也可能是由于室內色彩或家具擺設并未與照明燈具樣式及裝設位置相互配合。對住宅環(huán)境照明的需求是要提供比較休閑或溫暖的居家生活感覺，照明設計通常采用間接光源的建筑式照明方式，因為居家生活是以讓人放松為主，過多的直接光不易消除在辦公室環(huán)境下工作所導致的緊繃感。傳統(tǒng)光源在塑造住宅照明環(huán)境品質方面已能提供非常優(yōu)異的效果。新興的LED光源，因LED在光線色彩方面的多變化性，對情境氛圍的塑造的確可讓居家生活增添不少新鮮感。對于需要專注的視覺作業(yè)可輔以局部照明來增加照度。總之，在住宅環(huán)境中，LED燈具足以擔負一種與人們日常生活互動的角色，讓生活增添不一樣的樂趣[4-7]。

2.1 客廳LED燈具照明設計策略

此空間的主要功能是接待客人，但也經常是家人齊聚的主要空間。換言之，客廳通常是住宅空間中人們逗留時間最長的場所。在客廳中的活動以半動態(tài)的休閑行為較多，但也可以是靜態(tài)的閱讀。因此，對客廳照明的提供，若能依活動的不同而改變，讓使用者擁有空間光線選擇的可能性，自然能給人們帶來不同的感覺，溫暖且輕松愉快。像這種使用機能彈性較大的客廳，對燈具組合運用的要求也較多?？梢朗褂脜^(qū)域的不同來選用照明燈具，讓空間有不一樣的表情，而不再是一成不變[4-7]。

問卷 (參考表1)結果顯示，消費者認為燈泡的更換方便性與售價高低為主要的設計考量。若考慮此設計因子，客廳不能使用完全替換型的LED燈具，必須使用光源可替換型的LED燈具。LED燈基本都已具備省電與壽命長的特性，如何降低售價成為關鍵性因素。然而在符合更換方便性與較低售價期望的同時，確保品質以維持持久性與省電特性也是必須重視的因素。

表1 客廳空間目標構面評估指標與燈具設計因子優(yōu)先次序匯整

2.2 玄關、走廊、樓梯LED燈具照明設計策略

玄關為住宅主要入口，其照明燈具創(chuàng)造的舒適及和諧氣氛，足以影響并改變家人在忙碌一天之后回家的心情，也能讓家人及賓客愉快及安全地進入室內空間。走廊及樓梯間屬于一種與動線相關的過渡空間，其照明使用時間比較短且不固定。但若這些空間的燈具使用管理不當，很容易造成能源浪費[4-7]。

問卷 (參考表2)結果顯示，消費者認為售價高低為最主要考量，其次為藝術造型。一般而言，在玄關、走廊、樓梯空間使用的燈具，屬指引或裝飾性燈具，并非以足夠照度為主要考量，因此售價應在合理范圍內，即消費者能接受的價格，讓LED燈具在這種空間可發(fā)揮最大效益。在藝術造型方面，不建議使用完全替換型LED燈具，即使是有創(chuàng)意的 LED燈具，若采用的光源可替換，將成為吸引消費者的主要競爭優(yōu)勢。換言之，如何設計兼具藝術造型及低成本的燈具是此空間的燈具設計策略要項。

表2 玄關、走廊、樓梯空間目標構面評估指標與燈具設計因子優(yōu)先次序匯整

2.3 臥室LED燈具照明設計策略

臥室屬于休息及讓身心放松的空間，需要考慮舒適性及實用性，特別是運用燈光來營造一種能完全釋壓的氛圍。這種氛圍會因使用者習性的不同而改變，例如閱讀、睡眠或其他活動所需燈光要求，理論上，可調光燈具是較常使用的[4-7]。

問卷 (參考表3)結果顯示，消費者認為售價高低是最主要考量。在臥室空間使用的燈具，雖然燈罩可變換是消費者重視的因子，但售價還是必須制定在合理范圍內。由于LED體積小且不發(fā)熱，燈罩設計可使用的材料也更加廣泛 (如紙、布或其他的柔性材料)，讓臥室空間能不受傳統(tǒng)燈具材料束縛。此外，運用可調節(jié)光量或光線顏色的LED光源也有助于創(chuàng)造更多不同氛圍的光環(huán)境。同樣，在兼顧可變換燈罩效果的同時，合理價格是廠商必須重視的因素，若其材料為可回收或自然分解材質，就更易引起消費者購買興趣。

表3 臥室空間目標構面評估指標與燈具設計因子優(yōu)先次序匯整

2.4 書房LED燈具照明設計策略

書房是人們書寫、閱讀及業(yè)余學習或在家工作的空間，通常是以局部燈光照明為主。書房照明應讓人們能夠穩(wěn)定且活力充沛地工作和學習，因而提供的光線需要柔和、明亮且能避免眩光出現(xiàn)。書房通常會選用間接照明方式的燈具提供主體的環(huán)境照明，另外，在書桌或工作面上放置可移動式燈具 (例如臺燈)，作為局部照明用，此類燈具同樣也必須考慮功能性及眩光問題[4-7]。

問卷 (參見表4)結果顯示，消費者認為最主要的考量為眩光控制，其次為省電。由于近距離閱讀或書寫是最常見的書房活動，在書房空間使用的LED燈具，必須是無重影的，即必須能提供比較均勻且無陰影的光線來輔助視覺作業(yè)。若為多顆LED陣列的LED燈具，通常會在燈罩表面利用霧化設計來消除重影的影響程度。原則上，LED燈已具備省電與壽命長的特性，眩光控制或避免重影現(xiàn)象自然成為關鍵性設計因素。此外，LED光源的體積相對很小，構成的LED燈具自然也能符合消費者對于體積小的要求。

表4 書房空間目標構面評估指標與燈具設計因子優(yōu)先次序匯整

2.5 洗手間LED燈具照明設計策略

洗手間的主要功能包括生理需求、身體清潔，所需光線以柔和為主，照度要求雖然不高，但光線必須均勻。此外，洗手間內會經常用水，因而必須注意燈具防水性以及因水氣而導致的燈具表面污垢積聚。有時為了臉部清潔或化妝必須使用均勻且無陰影的燈光來輔助，對演色性的需求也相對較高[4-7]。

問卷 (參考表5)結果顯示，消費者認為最主要因素是智能控制，其次為產品有節(jié)能標識。由于LED是一種節(jié)能的綠色光源，通常符合節(jié)能的光效標準。洗手間濕氣較重，若濕氣排風不足易滋生霉菌。在一般的洗手間設計中，排風與電燈控制是同時切換，因此當電燈關閉時，排風扇也被關閉。智能控制的燈具除能依據(jù)不同環(huán)境濕度而自動調節(jié)排風外，對于燈的亮度、顏色及投光角度也做了重要考慮。

表5 洗手間空間目標構面評估指標與燈具設計因子優(yōu)先次序匯整

3 結束語

綜合上述，在客廳、玄關、走廊、樓梯及臥室等空間的LED照明設計中，比較受重視的設計因子是售價的高低以及燈泡更換方便性。藝術造型、可變換燈罩及燈具材料三項也與售價高低有某種程度的關聯(lián)性。燈具廠商在開發(fā)LED燈具時，可在衡量消費者對價格合理范圍的要求下，提供多變化且適用性高的可調整再使用燈具。

參考文獻

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[7] 楊姍姍.LED在建筑化照明設計中的應用 [D].河北工業(yè)大學，2007.

Study on theOptimalLightingDesign Strategies of LED Lamps for Residence

Ma Cunhua

目前，低碳節(jié)能建筑已是我國執(zhí)行長期減碳計劃的重要項目之一。據(jù)電力公司統(tǒng)計顯示，住宅照明用電占全國電燈用電的21.0%[1]。政府也期望在未來能以LED燈做為住宅照明節(jié)能最終解決方案。LED是一種節(jié)能環(huán)保新光源，但以替代傳統(tǒng)光源的方式來結合傳統(tǒng)燈具，是否能確定改善居住環(huán)境的照明品質，即LED燈具與住宅環(huán)境適配問題是本研究的主要目的。

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The project of low carbon and energy efficient buildings currently has become an important item of Long-term Carbon Reduction Commitment in China.According to the statistics of the Power Company，residential lighting took 21%of total national lighting electric power consumption.The government expects the energy saving of residential lighting can be finally settled by LED lamps.LED lamp is a kind of new green light source. However，whether the way of substituting traditional light source with LED lamps can specifically improve the lighting quality in residence.In another word，the adaptation of the LED lamps to the residential environment is the motivation of the study.

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