侯 駿 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230032）

0 前言

照明功率密度（LPD）：單位面積上一般照明的安裝功率（包括光源、鎮(zhèn)流器或變壓器等附屬用電器件），單位為（W/m2）。

《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）制訂了各類相關(guān)場所的LPD限值，部分已作為強(qiáng)制性條文發(fā)布，目前已實(shí)施4年多，對(duì)建筑照明節(jié)能起到了很大的推動(dòng)作用；其中規(guī)定了LPD限值的現(xiàn)行值和目標(biāo)值，更為綠色建筑和節(jié)能建筑照明要求所引用。

1 照明功率密度是照明節(jié)能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一

目前國際上采用LPD作為節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)的國家和地區(qū)有美國、日本、俄羅斯、新加坡等國家以及中國香港。為了照明節(jié)能，在GB50034-2013的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，專門規(guī)定了各種建筑房間或場所的最大允許照明功率密度值（現(xiàn)行值），并根據(jù)照明產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展趨勢，同時(shí)給出了目標(biāo)值。

鑒于光源、燈具技術(shù)的不斷發(fā)展，燈具的能效提高很多，有的已超過75%接近80%，照明工程設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)能的重視程度也已大大提高，多數(shù)已完全執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的LPD最大目標(biāo)限值。從目前執(zhí)行情況來看，已基本落實(shí)。因此照明功率密度值的限定是必要的，也是必須的，它將更進(jìn)一步促進(jìn)照明節(jié)能和綠色建筑的發(fā)展。

2 照明功率密度限值的應(yīng)用

①LPD限值是最大允許值，并非優(yōu)化值。一個(gè)場所應(yīng)該安裝多少光源，應(yīng)按場所的照度標(biāo)準(zhǔn)值和場所面積及其室形指數(shù)（RI）等因素，經(jīng)計(jì)算確定光源數(shù)量和需要的安裝功率（即實(shí)際LPD值），并要求此值不能大于規(guī)定的LPD最大限值，最好是大大低于LPD限值，這樣更有利于節(jié)能。某些設(shè)計(jì)人員在作項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，先不作照度計(jì)算，而是直接利用規(guī)范的LPD限值簡單地加以倒推出實(shí)際安裝功率，這是不正確的，必須改變觀念。

②LPD限值是一個(gè)推動(dòng)節(jié)能的主要指標(biāo)，有些值國家已設(shè)定為強(qiáng)制性條文，在設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格執(zhí)行。對(duì)于不同大小、不同高度的空間場所，其利用系數(shù)相差可能較大，為此，標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了相關(guān)場所的RI值小于某一值（即代表其面積很小或高度很高）時(shí)，將增加LPD限值一定比例，即執(zhí)行GB50034-2013第6.3.14條規(guī)定值增加不應(yīng)超過限值的20%。

燈具的利用系數(shù)與房間的室形指數(shù)密切相關(guān)，不同室形指數(shù)的房間，計(jì)算的照度值不一樣，其LPD值達(dá)到要求難易度也不同。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)各類房間或場所的面積很小，高度較高，如燈具安裝高度過高，則導(dǎo)致利用系數(shù)過低時(shí)，LPD限值均偏大，超過要求的標(biāo)準(zhǔn)限值而不易達(dá)到。因此，當(dāng)室形指數(shù)RI低于一定值時(shí)，應(yīng)考慮根據(jù)其室形指數(shù)對(duì)LPD限值進(jìn)行修正。

LPD限值在一些特定場所（如辦公室）和相對(duì)應(yīng)的照度標(biāo)準(zhǔn)值（如300lx）而規(guī)定的，特殊情況應(yīng)執(zhí)行《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）第6.3.15條規(guī)定。當(dāng)符合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）第4.1.2條規(guī)定的內(nèi)容一項(xiàng)或多項(xiàng)條件時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照度標(biāo)準(zhǔn)值可按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)提高一級(jí)。當(dāng)符合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）第4.1.3條規(guī)定的內(nèi)容一項(xiàng)或多項(xiàng)條件，作業(yè)面或參考平面的照度標(biāo)準(zhǔn)值可按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)降低一級(jí)。

以上的條件是對(duì)照度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整，而不是按照設(shè)計(jì)照度值隨意的提高或降低。

③其他特殊場所的照明計(jì)算，如道路照明可采用逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算路面上任意點(diǎn)照度計(jì)算；夜景照明計(jì)算可采用單位面積容量法、光通法、逐點(diǎn)計(jì)算法等；根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)均有一定的LPD限值規(guī)定。

3 相關(guān)數(shù)值的計(jì)算

①RI值的計(jì)算（室形指數(shù)）：

[矩形房間][任意形狀房間][圓形房間]

室空間比RCR：RCR=2.5墻面積/地面積（北美采用的表示房間幾何形狀的數(shù)值）

室空間比也可用室形指數(shù)RI表示，計(jì)算如下：

[矩形][任意形狀][RCR、RI換算][圓形]

式中：l——房間周長，m；a——房間長度，m；b——房間寬度,m；

Sw——房間各墻面的面積（室空間范圍，不含地板空間、頂棚空間），m2；S——地面面積，m。

r——圓形房間的半徑，m。

②照度計(jì)算：利用系數(shù)法計(jì)算平均照度值的步驟：

第一步填寫原始數(shù)據(jù)；

第二步由相關(guān)公式計(jì)算空間比；

第三步由相關(guān)公式求有效頂棚空間反射比；

第四步由相關(guān)公式計(jì)算墻面平均反射比；

第五步查燈具維護(hù)系數(shù)表；

第六步由燈具利用系數(shù)表查利用系數(shù)（相關(guān)廠家樣本上應(yīng)該可查到）；

第七步由下式計(jì)算平均照度值

式中：Eav——平均照度（lx）；

N——光源個(gè)數(shù)；

Φ——光源光通量（lm）；

U——燈具利用系數(shù)；

K——燈具維護(hù)系數(shù)；

A——工作面面積（m2）。

對(duì)于某種燈具，已知其光源的光通量，并假定照度值100lx，可根據(jù)現(xiàn)場安裝條件，即可編制燈數(shù)N與工作面積關(guān)系曲線，如所計(jì)算照度值不是100 lx時(shí)，則所求燈數(shù)可由下式核算：

N=由概算曲線上查出的燈數(shù)×實(shí)際照度值/100。

實(shí)際上室形指數(shù)是室空間比的另一種表達(dá)方式，如下圖（室內(nèi)空間劃分圖）所表示的有效空間高度值。對(duì)于平均照度的計(jì)算，關(guān)鍵在于利用系數(shù)的U值，《照明設(shè)計(jì)手冊》第二版已編入了70多個(gè)燈具的U值，目前第三版已于2016年12月出版，內(nèi)容更加全面豐富，但更主要的是要解決至今還沒有一家燈具生產(chǎn)企業(yè)提供過經(jīng)測試的“利用系數(shù)表”，也是我們希望逐步得到解決的。

室內(nèi)空間劃分圖

利用系數(shù)是投射到工作面上的光通量與光源發(fā)射出的光通量之比，如下式：U=Φ1/Φ（Φ1——投射到工作面上的光通量lm，Φ——光源發(fā)射出的光通量lm）。

③眩光計(jì)算：通常是用計(jì)算軟件進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果不應(yīng)超過GB50034-2013規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)值。

④校驗(yàn)節(jié)能指標(biāo)：按設(shè)計(jì)的照明布燈方案，計(jì)算實(shí)際的照明功率密度（LPD）值，該值不應(yīng)超過“標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定的LPD值，方為滿足要求，反之，應(yīng)重新調(diào)整設(shè)計(jì)布燈、燈具選型方案，重新計(jì)算，直到符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

4 結(jié)束語

總之，照明設(shè)計(jì)中應(yīng)采取各種方法降低各個(gè)場所的實(shí)際LPD值，筆者認(rèn)為其一是采用高效光源、高效低耗整流器及高效燈具；其二是充分理解掌握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的均勻度是作業(yè)面的均勻度，而并非指整個(gè)房間的均勻度，對(duì)一些非作業(yè)面應(yīng)降低其照度，可以提出將來的標(biāo)準(zhǔn)修編，要求所有場所均勻度0.7值，均不宜統(tǒng)一為低于0.7，可以分類為0.7、0.6或0.4等幾類；其三就是場所內(nèi)的通道，過道、走道其照度值，根據(jù)重要性也可酌情降低一些，可不低于作業(yè)面照度標(biāo)準(zhǔn)的1/3或1/4即可。