《電子技術(shù)應(yīng)用》
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貫徹照明設(shè)計標準重點問題分析探討
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摘要: 實施綠色照明工程已列入國家“十一五”節(jié)能專項規(guī)劃,《建筑照明設(shè)計標準》已實施兩年。本文通過對綠色照明定義、宗旨的描述,重點闡述《建筑照明設(shè)計標準》對于實施綠色照明的作用以及在貫徹照明設(shè)計標準時,重點應(yīng)該注意的問題。
Abstract:
Key words :

     1、綠色照明" title="綠色照明">綠色照明的定義

  綠色照明的科學(xué)涵義: 綠色照明是指通過科學(xué)的照明設(shè)計,采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調(diào)光控制設(shè)備和控光器件),改善提高人們工作、學(xué)習、生活的條件和質(zhì)量,從而創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、經(jīng)濟、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。

        照明設(shè)計標準" title="設(shè)計標準">設(shè)計標準術(shù)語解釋:“綠色照明是節(jié)約能源、保護環(huán)境,有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習效率和生活質(zhì)量,保護身心健康的照明”。

  2、實施綠色照明的宗旨

  2.1 節(jié)約能源

  據(jù)國際照明委員會(CIE)預(yù)測,16個發(fā)達國家2000年的照明用電點總電能約為11%,而照明的能量效率為651m/W,年人均照明用電量約為1200kW·h。

  我國的照明用電量大約為總發(fā)電量的10%~12%,2003年我國發(fā)電量為19701.6 kW·h,照明用電約為1970.6~2364.1億kW·h,比三峽電站總發(fā)電量還多,但我國人均照明用電量只平均約為150 kW·h,處于低水平,但是照明總用電量年年增長,可見用電量之大,節(jié)約能源任務(wù)之艱巨。

        人工照明主要來源于由電能轉(zhuǎn)換為光能,而電能又大多來自于化石燃料的燃燒。據(jù)目前估算,地球上的石油、天然氣和煤炭的可采年限有限,然而隨著開采量的逐年增長,這些化石燃料的可開采年限,還會進一步縮短。世界能源不容樂觀,節(jié)約能源,對于地球資源的保存,延長其枯竭年限,實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

  2.2 保護環(huán)境

  根據(jù)資料記載,每生產(chǎn)1 kW·h的電能,將對空氣產(chǎn)生的污染物為:

每生產(chǎn)1 kW·h的電能,將對空氣產(chǎn)生的污染物

        由于化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOx)等有害氣體,造成地球的臭氧層破壞、地球變暖、酸雨等問題。地球變暖的因素中,50%是由二氧化碳形成的,而大約80%的二氧化碳來自化石燃料的燃燒。由此可見,節(jié)約電能,對于環(huán)境保護的意義重大。

     1、綠色照明的定義

  綠色照明的科學(xué)涵義: 綠色照明是指通過科學(xué)的照明設(shè)計,采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調(diào)光控制設(shè)備和控光器件),改善提高人們工作、學(xué)習、生活的條件和質(zhì)量,從而創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、經(jīng)濟、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。

        照明設(shè)計標準術(shù)語解釋:“綠色照明是節(jié)約能源、保護環(huán)境,有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習效率和生活質(zhì)量,保護身心健康的照明”。

  2、實施綠色照明的宗旨

  2.1 節(jié)約能源

  據(jù)國際照明委員會(CIE)預(yù)測,16個發(fā)達國家2000年的照明用電點總電能約為11%,而照明的能量效率為651m/W,年人均照明用電量約為1200kW·h。

  我國的照明用電量大約為總發(fā)電量的10%~12%,2003年我國發(fā)電量為19701.6 kW·h,照明用電約為1970.6~2364.1億kW·h,比三峽電站總發(fā)電量還多,但我國人均照明用電量只平均約為150 kW·h,處于低水平,但是照明總用電量年年增長,可見用電量之大,節(jié)約能源任務(wù)之艱巨。

        人工照明主要來源于由電能轉(zhuǎn)換為光能,而電能又大多來自于化石燃料的燃燒。據(jù)目前估算,地球上的石油、天然氣和煤炭的可采年限有限,然而隨著開采量的逐年增長,這些化石燃料的可開采年限,還會進一步縮短。世界能源不容樂觀,節(jié)約能源,對于地球資源的保存,延長其枯竭年限,實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

  2.2 保護環(huán)境

  根據(jù)資料記載,每生產(chǎn)1 kW·h的電能,將對空氣產(chǎn)生的污染物為:

每生產(chǎn)1 kW·h的電能,將對空氣產(chǎn)生的污染物

        由于化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOx)等有害氣體,造成地球的臭氧層破壞、地球變暖、酸雨等問題。地球變暖的因素中,50%是由二氧化碳形成的,而大約80%的二氧化碳來自化石燃料的燃燒。由此可見,節(jié)約電能,對于環(huán)境保護的意義重大。

  同時盡早開始遵守RoHS的規(guī)定,盡量減少有害物質(zhì)在照明設(shè)備中使用,如汞、鉛、鎘等元素, 尤其需要降低汞、鉛在光源和燈具設(shè)備中的使用含量,選用低汞、低鉛或無汞、無鉛的照明設(shè)備。同時根據(jù)WEEE指令,加強廢舊照明產(chǎn)品的回收率及再循環(huán)率,尤其是含汞光源的回收,減少汞對環(huán)境的污染,提高對自然資源的利用率。

  在滿足照明效果的同時,盡量減少照明對環(huán)境的光污染,滿足CIE No.126出版物《減少天空光污染的指導(dǎo)》中的技術(shù)指標。

  2.3 提高照明品質(zhì)

  提高照明品質(zhì),應(yīng)以人為本,有利于生產(chǎn)、工作、學(xué)習、生活和保護身心健康。在節(jié)約能源和保護環(huán)境的同時,還應(yīng)力圖照明品質(zhì)有個飛躍的提高。具體體現(xiàn)在照明的照度應(yīng)符合該場所視覺工作的需要,而且有良好的照明質(zhì)量,如照度均勻、良好的眩光限制和光源的顯色性以及長壽命等。節(jié)約能源和保護環(huán)境必須以保證數(shù)量和質(zhì)量為前提。為達此目的,采用高光效的光源、燈具和電器附件以及科學(xué)合理的照明設(shè)計是至關(guān)重要的。

        3、建筑照明設(shè)計標準對推動實施綠色照明的作用

  由中國建筑科學(xué)研究院主編,中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院等16個單位參編的國家標準《建筑照明設(shè)計標準》(GB 50034-2004),是通過大量的現(xiàn)場實際調(diào)查和普查的基礎(chǔ)上,借鑒國際上各個國家的標準,并通過設(shè)計驗證制訂的。該標準充分體現(xiàn)了綠色照明的宗旨,對于推動照明技術(shù)的進步有非常重要的作用。其主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

  3.1提高了照度水平和照明質(zhì)量

  3.1.1 照度水平有較大幅度提高

  一些主要工作場所,一般照明平均照度標準值提高50%~200%,與國際標準水平相同或接近,反映了我國全面建設(shè)小康社會的新形勢和新要求。從改善視覺工作條件來講,它對提高生產(chǎn)、工作、學(xué)習的視覺效能、識別速率,以及保障安全、降低差錯率都有很大影響,同時對人們的心理和生理產(chǎn)生良好作用。

  3.1.2 照度質(zhì)量有較高要求

  該標準在顯色性、眩光評價、照度均勻度等照明質(zhì)量方面的要求與國際標準完全相同,標志著我國的照明標準水平已達到或接近國際水平。從而明顯地改善了這些場所的視看條件和視覺質(zhì)量,使在生產(chǎn)和工作中視看更清晰、逼真,觀察人物形象更生動真空。

  該明確提出了:“長期工作或停留的房間或場所,照明光源的顯色指數(shù)(Ra)不宜小于80”。對光源顯色指數(shù)的要求的提高,將影響國內(nèi)光源產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。目前在實施過程中仍有許多照明場所使用不符合顯色性要求的光源。

  3.2 制訂了照明能耗限制指標

  該標準增加了居住、辦公、商業(yè)、旅館、醫(yī)院、學(xué)校和工業(yè)等七類建筑108種常用房間或場所的最大允許照明功率密度" title="功率密度">功率密度(LPD)值,除居住建筑外,其他六類建筑的照明功率密度限值屬強制性標準,必須嚴格執(zhí)行。要求用較少的電能,在保證滿足標準要求的照度時,達到節(jié)約能源、保護環(huán)境、實施綠色照明的宗旨。規(guī)定LPD限值,將促使照明設(shè)計中必須全面考慮和顧及照度水平、照明質(zhì)量和照明能效,促進在設(shè)計中提高照明設(shè)計水平,推廣應(yīng)用更高效的光源、鎮(zhèn)流器、燈具及其他產(chǎn)品。

  同時,LPD限值的規(guī)定將為有關(guān)主管部門、節(jié)能監(jiān)督部門、設(shè)計圖紙審查部門提供了明確的、容易檢查、實施的標準,對照明設(shè)計、安裝、運行維護進行有效的監(jiān)督和管理。

  3.3 推動了照明領(lǐng)域的科技進步

  該標準提高了照度,規(guī)定了較高的顯色性要求和適合我國情況的照明功率密度值以及相應(yīng)的技術(shù)措施。這些對照明電器產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品更新?lián)Q代,促進高效、優(yōu)質(zhì)電光源、燈具以及其他照明產(chǎn)品的生產(chǎn)、推廣和應(yīng)用具有強大的推動作用。同時,該標準對提高照明工程的設(shè)計水平也起到很大的促進作用,促使設(shè)計人員考慮在如何達到規(guī)定的照度水平時,滿足照明功率密度限制以及照明質(zhì)量要求。

  4、貫徹照明設(shè)計標準還應(yīng)注意的幾個重點問題

  4.1 小面積房間照明功率密度值的問題

  由于我國實行施工圖審查制度,該標準規(guī)定的照明功率密度值作為強制性條款,引起了照明設(shè)計工作者的高度重視,在實施過程中普遍感到對于小面積房間或個別特殊房間,可能出現(xiàn)達到規(guī)定照度標準的計算所需燈具數(shù)量不好布置,需要增減實際裝設(shè)的燈具數(shù)量,當增加的燈具數(shù)量比例較大時,將使LPD值超過限值。產(chǎn)生這種想象主要有兩個方面的問題:一是市場缺少適合小面積房間配光的燈具;二是對現(xiàn)有的照明光源的品種缺乏了解。以辦公建筑為例見表1、表2。由此可見滿足或達到照明設(shè)計強制性標準的要求最重要的是選擇合適的燈具利用系數(shù)和光源。

照明場所功率密度論證

表1  照明場所功率密度論證(一)

照明場所功率密度論證

表2  照明場所功率密度論證(二)

        4.2 合理運用作業(yè)面臨近周圍照度的問題

  該標準4.1.5條明確規(guī)定作業(yè)面鄰近周圍的照度可低于作業(yè)面照度,但不宜低于表3的數(shù)值。此表與CIE標準《室內(nèi)工作場所照明》(S 008/E-2001)的規(guī)定完全一致。明確了作業(yè)面臨近周圍的照度可低于作業(yè)面照度,有利于選擇合適的照度,達到節(jié)約能源的目的。作業(yè)面鄰近周圍(指作業(yè)面外0.5m范圍之內(nèi))的照度與作業(yè)面的照度有關(guān),若作業(yè)面周圍照度分布迅速下降,會引起視覺困難和不舒適,為了提供視野內(nèi)亮度(照度)分布的良好平衡,特制訂本條。合理運用作業(yè)面臨近周圍照度的概念對于節(jié)能設(shè)計,提高視覺舒適度具有重要意義。

作業(yè)面鄰近周圍照度

表3 作業(yè)面鄰近周圍照度

        4.3合理運用作業(yè)面臨近周圍照度的問題

  眩光是一種由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜,或存在極端的對比,以致引起不舒適的感覺或降低觀察細部或目標的能力的視覺現(xiàn)象。眩光會產(chǎn)生不舒適感,或降低觀看主要目標的能力,或兩者兼有的不良視覺環(huán)境。UGR是度量處于室內(nèi)視覺環(huán)境中的照明裝置發(fā)出的光對人眼引起的不舒適感主觀反應(yīng)的心理參量,其值可按CIE統(tǒng)一眩光值公式計算。統(tǒng)一眩光值(UGR)是室內(nèi)照明設(shè)計中的一個重要指標,取代了原先標準中的燈具亮度限制曲線的方法,用數(shù)值表示室內(nèi)眩光,更科學(xué)、直觀、簡便,提高了限制眩光的合理性和準確性。

  為方便對UGR的使用,CIE規(guī)定了在特定安裝、使用條件下的燈具的統(tǒng)一眩光值表,可根據(jù)使用場合的具體參數(shù)查閱使用該燈具后的UGR值,但這僅僅是對燈具在特定的CIE規(guī)定使用條件下的眩光值的考核,如果實際使用條件與CIE條件不符,則需要按CIE的統(tǒng)一眩光值的計算公式,通過使用的燈具的光分布文件,計算實際照明安裝下的室內(nèi)照明統(tǒng)一眩光值UGR。

  由于計算較為嚴格、復(fù)雜,因此要求燈具生產(chǎn)廠家提供完整的燈具CIE統(tǒng)一眩光值表,或提供完整的燈具光分布文件;對照明設(shè)計也要求提供詳細的照明工程的UGR 的計算及分布,并滿足相應(yīng)的標準要求。


        目前的照明工程中對UGR的使用非常有限,各燈具生產(chǎn)廠家及照明設(shè)計單位應(yīng)盡快滿足這一新要求,提高照明質(zhì)量。

  4.4 照明設(shè)計如何體現(xiàn)“照明與健康”的問題

  照明的首要任務(wù)是為使用者提供舒適的視覺環(huán)境,同時應(yīng)滿足節(jié)能、環(huán)保等要求。長期以來,人們認為人的視覺環(huán)境只依靠視網(wǎng)膜上錐狀和桿狀兩種感光細胞感知,它們分別在明視覺和暗視覺時起作用,這兩種感光細胞對光的靈敏度都隨波長而變,這是照明的視覺效應(yīng)。

  從另外一個角度而言,照明的發(fā)展是綜合照明、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)和生理學(xué)的研究成果,需要對照明與人類健康問題的做更大的關(guān)注。研究表明照明除了會產(chǎn)生視覺效應(yīng),幫助人們感知世界,表達情感,還會產(chǎn)生生理效應(yīng),影響著人體內(nèi)的激素產(chǎn)生、人體的生物時鐘和相應(yīng)的各類生理反應(yīng)。

  因此,照明與人類健康息息相關(guān)。這些成果要求我們對照明設(shè)計,尤其是室內(nèi)照明設(shè)計及要求進行重新審視,以求在節(jié)能和視覺、生理效應(yīng)的綜合效果上達到最佳的比例。為提高工作效率,提供有益人體健康的視覺環(huán)境,我們所提供的照明不應(yīng)該是一成不變的。

  不論是照明的強度、還是照明的色溫(光譜),在不同的時間段、對不同的適用對象均應(yīng)有相應(yīng)的變化。早晨:高照度、高色溫;中午:低照度、低色溫;午后:高照度、高色溫;下班前:低照度、低色溫。理想的照明應(yīng)該是隨時間的變化呈動態(tài)的。

  照明設(shè)計應(yīng)通過多種方式,包括智能控制系統(tǒng)、天然采光等,在滿足視覺環(huán)境需求的同時,提供符合人體健康的照明環(huán)境,使照明隨人的生理活動的變化而變化,并適應(yīng)晝夜和四季的節(jié)奏變化,進而進一步通過照明提高工作效率。

  結(jié)束語:

  綠色照明內(nèi)涵包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適等重要內(nèi)容,隨著社會的發(fā)展及人民生活水平的提高,如何在節(jié)能、環(huán)保、安全的前提下為我們的生活和工作環(huán)境提供舒適的光環(huán)境是我們每一位照明工作者研究的重點課題。新標準為我們提供了很好的設(shè)計依據(jù),作為設(shè)計人員我們應(yīng)該正確理解綠色照明的深刻含義,認真貫徹執(zhí)行照明設(shè)計標準。實施綠色照明工程不僅僅是選用了高效節(jié)能的光源和燈具。以消耗最低的能量,獲得最佳的照明效果,提供符合人體健康的照明環(huán)境才是我們追求的目標。

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