李正平

（蘭州交大設(shè)計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

近年來，我國建筑行業(yè)高速發(fā)展，相當(dāng)數(shù)量的建筑迅速拔地而起，其不同的功能需求推動了照明技術(shù)的不斷進步。對于建筑照明設(shè)計，很多行業(yè)人士進行了總結(jié)和研討，形成了大量可借鑒的寶貴經(jīng)驗，對提高建筑照明設(shè)計質(zhì)量起到了積極作用。建筑的功能不同，其對照明的設(shè)計要求也不相同，設(shè)計人員在根據(jù)建筑的功能進行照明設(shè)計時，不僅要符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定，還必須綜合考慮各個方面因素，滿足安全、適用、節(jié)能、經(jīng)濟、美觀的設(shè)計要求。因此，學(xué)習(xí)和掌握建筑照明設(shè)計方面相關(guān)知識和經(jīng)驗是很有必要的，有利于優(yōu)化設(shè)計，制訂出最佳設(shè)計方案。

1 光源選擇

《建筑照明設(shè)計標準》（GB 50034—2013）中規(guī)定了照明設(shè)計時選擇光源的條件，可以概括為：①光源的顯色性必須滿足使用場所功能要求，并且選取的色溫要與照度值和環(huán)境相適宜；②選擇高光效的光源，比如低矮的房間采用稀土三基色熒光燈，高大場所采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈；③考慮啟動點燃條件、開關(guān)頻率、使用壽命等因素；④滿足功能需要，節(jié)能、方便、快捷、美觀，做到性價比優(yōu)。

以學(xué)校教室的照明設(shè)計為例，光源選擇應(yīng)考慮高效、節(jié)能，還要能營造出舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。比如稀土三基色熒光粉的直管熒光燈的顯色指數(shù)Ra大于80，其使用效率比鹵磷酸鹽熒光粉的要高20%左右，有助于改善學(xué)生的視覺疲勞。采用比傳統(tǒng)的T12光源效率更高的T5、T8光源，可以滿足經(jīng)濟、節(jié)能的要求。我國現(xiàn)行照明設(shè)計規(guī)范中要求教室的色溫在3 300～5 300 K之間，同時，有關(guān)文獻資料也表明，環(huán)境色溫會影響學(xué)生的專心程度、情緒、視覺舒適度，也總結(jié)了不同的色溫區(qū)間所具有的特點。綜合上述，設(shè)計教室的照明時，光源色溫通常選擇區(qū)間為3 300～5 300 K。

2 照度計算

建筑的功能不同，其照度要求也不同，《建筑照明設(shè)計標準》（GB 50034—2013）中第5節(jié)中規(guī)定了各種工作環(huán)境的照度標準值，平均照度的計算一般采用利用系數(shù)法，設(shè)計時要保證最終計算值不低于照度標準值，計算時還應(yīng)考慮光源光通量衰減，墻面污染和燈具落塵等引起的照度值降低的影響。利用系數(shù)法考慮了光源直接投射到工作面上的光通量和經(jīng)過室內(nèi)表面相互反射后再投射到工作面上的光通量，適用于燈具均勻布置，墻面和頂棚反射系數(shù)較高，空間中無大型設(shè)備遮擋的室內(nèi)一般照明，也可適用于燈具均勻布置的室外照明，計算結(jié)果比較準確。采用利用系數(shù)法計算平均照度的步驟如圖1所示。

圖1 平均照度的計算步驟框圖

以某學(xué)校的多功能廳為例，采用利用系數(shù)法對室內(nèi)照度進行演算。多功能廳長36 m，寬18 m，吊頂高度3.4 m，工作面高度0.75 m，無窗，格柵吊頂，白色乳膠漆墻面，淺色地板磚。擬在頂棚上均勻布置嵌入式LED燈盤60盞。單個燈盤的功率40 W，光通量4 000 lm，色溫4 000 K，燈具維護系數(shù)0.80.

根據(jù)《照明設(shè)計手冊》（第三版）第五章第四節(jié)中公式（5-39）、（5-41）、（5-45）、（5-46）、（5-47）及表 5-16 計算：有效頂棚反射比為0.7，有效墻面反射比為0.5，地面反射比為0.1，室形指數(shù)RI為4.5，查表得知利用系數(shù)U為1.005，室內(nèi)平均照度Eav計算值為298 lx。依據(jù)GB 50034—2013標準的表5.3.9中規(guī)定，多功能廳的照度標準值應(yīng)達到300 lx，上述所得平均照度值滿足4.1.7條要求（允許10%的誤差）。

3 節(jié)能

建筑照明的節(jié)能設(shè)計是一套系統(tǒng)的工程，主要是提高照明控制、燈具、光源等系統(tǒng)的總效率，最大程度減小照明系統(tǒng)能源損耗，大力推進綠色照明、促進照明節(jié)能、提升照明品質(zhì)是節(jié)約能源，保護環(huán)境的重要舉措。在實際工作中，不僅要注重達到建筑物的照度要求，還要結(jié)合建筑的方位、結(jié)構(gòu)等特點采取一些節(jié)能措施，比如選擇節(jié)能照明設(shè)備，對照明亮度、顯色指數(shù)、布燈方式、燈控等進行研究調(diào)整。

3.1 建筑照明節(jié)能設(shè)計原則

要滿足建筑物的使用功能，保證所有運輸通道正常工作，且還要滿足特殊工藝要求，比如體育館照明、電氣用電、展廳等；要考慮經(jīng)濟成本效益，在對建筑照明進行節(jié)能設(shè)計時，不能過度追求節(jié)能而增大不必要的建筑投資成本，必須結(jié)合實際情況對成本效益進行充分權(quán)衡，保證增加的成本投資能夠在短時間內(nèi)從照明系統(tǒng)中節(jié)省回收。盡可能降低不必要的能量消耗，設(shè)計人員設(shè)計前應(yīng)找出哪些區(qū)域與建筑功能發(fā)揮沒有聯(lián)系，然后采取合理的措施進行節(jié)能設(shè)計。比如，線路傳輸電能過程的有功損耗、變壓器功率消耗都是無用的能量損耗，或數(shù)量多、范圍廣的建筑照明，一般使用先進的技術(shù)就能降低其對能源損耗。

3.2 建筑照明節(jié)能技術(shù)措施

3.2.1 充分利用高效的節(jié)能光源

為了讓建筑物照明系統(tǒng)達到節(jié)能目的，設(shè)計時應(yīng)選擇顯色指數(shù)達標、壽命相對較長、發(fā)光效率高、起點方便、性價比高、環(huán)保效果好的光源。熒光燈與普通白熾燈相比較，熒光燈更加節(jié)約電，常用在教室、辦公場所、公寓、頂棚高不大于5 m的車間；白熾燈只有在特殊情況時才使用。高壓鈉燈的等效是普通白熾燈的8～10倍，具有壽命長、特性比較穩(wěn)定的特點，常用于懸掛相對較高的區(qū)域。

鹵素?zé)粢话闶褂糜谟姓{(diào)光要求、開關(guān)頻繁或有有特殊要求的建筑物，比如展覽中心、商場照明、工廠等場所。對于教室，一般選用T5或T8熒光燈代替T12，根據(jù)其300 lx的照度標準值要求，使用中色溫?zé)晒鉄舯雀呱珳氐臒晒鉄粜Ч茫哂泄?jié)能性。

3.2.2 改進照明設(shè)備的控制方法

從手動開關(guān)發(fā)展到現(xiàn)在的智能化控制，對照明節(jié)能發(fā)揮了積極的促進作用。設(shè)計時采用哪種照明控制方法，必須考慮建筑物的功能需求，比如樓道、地下停車場等場所可以采用自熄控制系統(tǒng)；當(dāng)室內(nèi)采光差或窗外射入的自然光增強時，可以采用光控調(diào)光控制器進行調(diào)節(jié)；人員出入場所安裝紅外線或超聲波傳感器，有人進入時燈自動打開，人員離開后或無人時燈自動關(guān)閉，這些智能裝置都可以在保證照明質(zhì)量的前提下，達到節(jié)能的目的。

3.2.3 采用高效節(jié)能的整流器

節(jié)能光源中氣體放電燈占大多數(shù)，鎮(zhèn)流器是它們工作時不可缺少的元件之一，鎮(zhèn)流器的質(zhì)量直接關(guān)系光源的照明能效和質(zhì)量。節(jié)能型電感式鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器具有自身功耗小、高頻、穩(wěn)定性高、可提高光源光效、無頻閃、發(fā)光穩(wěn)定、無噪聲、無電磁污染的特點，其功耗約為原電感鎮(zhèn)流器的50%，在熒光燈中采用可以提高10%的光效，有利于節(jié)能和改善光效。

3.2.4 充分利用建筑物里的自然光

在對建筑照明進行設(shè)計時，結(jié)合建筑物實際情況充分利用自然光是一種非常有效的節(jié)能途徑，已被國內(nèi)外建筑照明設(shè)計單位、設(shè)計人員廣泛采用。根據(jù)建筑物里自然光照度的變化情況進行劃片分區(qū)管理：在距離窗戶相對較遠、光照不夠充足的地方可設(shè)置輔助照明；也可以適當(dāng)增加開關(guān)控制點，對室內(nèi)照明靈活控制。

3.2.5 應(yīng)用LED燈

LED利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，近年來技術(shù)發(fā)展較快，光效和質(zhì)量不斷提升，在建筑照明中已廣泛使用。LED具有發(fā)光效率高、壽命長、顏色豐富、耐震耐低溫、節(jié)能環(huán)保、光源尺寸小等優(yōu)點。LED在廣告牌、交通設(shè)施、辦公及道路照明、場所標志、建筑標記等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。雖然LED有色溫偏高、顯色指數(shù)偏低、色容差和色偏差較大、電路諧波大，功率因數(shù)低等不足之處，但隨著技術(shù)的進步，這些問題已逐步被改善、解決，未來LED有著良好的市場前景，將成為綠色節(jié)能的新能源。

4 結(jié)束語

建筑照明設(shè)計是一項系統(tǒng)工作，設(shè)計時要充分考慮光源、燈具、顯色性、色溫、照度等因素，認真分析確定最佳設(shè)計方案。在日常工作中，我們要嚴格遵循設(shè)計標準規(guī)范，積極學(xué)習(xí)總結(jié)經(jīng)驗，不斷提高建筑照明設(shè)計的綜合水平。