从绿色照明理念谈照明设计实践

        照明设计工程是一门综合学科门类的应用工程，它涉及电工学、光学、环境科学、生物学和照明艺术等。专业照明设计还涉及各专业领域的知识，如道路照明涉及交通科学、体育场馆照明涉及运动科学等，可见照明设计十分复杂。因为复杂，所以照明工程设计的效果在实施之前很难量化，有时侯工程完成之后才发现不满意。

       目前国内照明设计一般分成二个阶段完成，建筑设计院完成建设项目的基本照明，一些专业公司承包大型厅堂、场馆及景观照明的设计。设计院的照明设计主要完成了一般空间照明布置、普通灯具选型、照明配电；对照明质量、照明艺术和环境考虑较少。一些专业公司虽然比较好地考虑了照明艺术和环境，由于自身力量不足或考虑的侧重不一样，有时候设计十分片面，如照度不符合标准，照明配电很不合理存在不安全隐患，光源和灯具选型不妥等现象时有发生。

       要解决好上述问题，应加强专业照明设计队伍的业务建设，提高照明设计质量意识。因此要求照明设计工作者不仅要掌握照明设计的理论，还要了解国内外有关照明技术的新动态，推进绿色照明就是目前照明工程的政策。

一、绿色照明的理念
　　 绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制器和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。

1991年1月美国环保局（EPA）首先提出实施"绿色照明（Green Lights）"和推进"绿色照明工程（Green Lights Program）"的概念，很快得到联合国的支持和许多发达国家和发展中国家的重视，并积极采取相应的政策和技术措施，推进绿色照明工程的实施和发展。 1993年11月我国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程，并于1996年正式列入国家计划。

从以上的理念我们认识到：

1、  照明工程必须实施可持续发展战略，把节约放在首位，提高资源利用效率。因为绿色照明能节约电能，节约电能对保护环境具有重要意义。

   建筑照明节能究竟有多少潜力？
　　建筑照明节能潜力主要包括电光源潜力、灯具潜力以及设计、运行管理等方面的潜力。
　　从理论上讲，照明用电量（L）可用下式表示：
　　L＝WT*（EA／FK）=EAT／Kη
　　其中

W-每一台灯具消耗的电功率，KW／台；
　　T-开灯时间，h；
　　E-平均设计照度，lx；
　　A-地板面积，m2；
　　F-每台灯具的灯泡流明，lm;
　　K-维护系数；
　　η-灯泡的综合效率[F／W]。因此，欲降低照明电耗，必须设法使用高效灯泡、提高灯具的维修率；或者减少开灯时间、保持适当的照度和尽量采用局部照明等。但是，照明节能的原则是在保证足够的照明亮度和质量的前提下节约能源。所以，选择合理照度（E）、高效灯泡流明（F）和提高综合效率（η）、加强运行管理等，对于建筑照明节能具有非常重要的意义。

2、  绿色照明包含电光源、电器附件、灯具、配线器材，以及调光和控光器件等的合理采用。例如：

采用高效节能的电光源：
　　1）用卤钨灯取代普通照明白炽灯（节电50-60%）；
　　2）用自镇流单端荧光灯取代白炽灯（节电70-80%）；

3）用直管型荧光灯取代白炽灯和直管型荧光灯的升级换代（节电70-90%）；
　　4）大力推广高压钠灯和金属卤化物灯的应用；
　　5）低压钠灯的应用；
　　6）推广发光二极管-LED的应用 。
　　采用高效节能照明灯具：
　　1）选用配光合理、反射效率高、耐久性好的反射式灯具；
　　2）选用与光源、电器附件协调配套的灯具。
　　采用高效节能的灯用电器附件：
　　用节能电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器。
　　采用各种照明节能的控制设备或器件：
　　1）光传感器 2）热辐射传感器 3）超声传感器 4）时间程序控制 5）直接或遥控调光 。

3、  绿色照明旨在改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，因此设计人员必须很好领会绿色照明的要求和掌握国家有关照明设计规范使之满足要求。

二、照明设计的实践  

    根据绿色照明的理念，在实践照明设计时，以下几个问题应引起人们重视。

1）照明设计是一门艺术

在建筑和设计项目中，从高科技建筑到乡土建筑，在空间方面无论是娱乐室还是豪华大宴会厅，照明艺术可将人们带入温馨的梦境。照明设计艺术的应用将使建筑环境变得更加称心如意。

照明设计师的工作是进一步地丰富建筑的内涵，而非简单地完成一项工程，尽管建筑设计、照明设计是由建筑师、照明设计师分别在不同时间段内完成的。事实上，二者无论是设计思想、设计风格和设计水平等方面都会存在差异。但应强调后者对建筑师设计思想承前启后的重要性，强调尊重建筑设计师的创作，在照明设计进行之前，充分理解、领会建筑师的设计意图，最终将建筑做成一件完美的艺术品。

2）选择合理的照度标准

我国1990年5 月发布了《民用建筑照明设计标准》，由于我国幅员辽阔，各地区经济条件差别较大，民族习惯不同，因此在选用照度标准时应在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准。对标准值的确定应掌握适度，例如办公建筑中办公室、会议室照度值分别为100、150、200LX，是指0.75米水平面的照度值；设计室、绘图室照度值分别为200、300、500LX，是指实际工作面的照度值。也就是说对于设计室、绘图室从节能的角度照明设计应考虑二种照明：一般照明和局部照明，它们的照度之和满足标准要求。

又例如智能建筑设计标准，它主要适用于办公建筑。在环境一章中规定视觉照明环境的水平面照度，甲、乙、丙级标准应分别不小于500、400、300LX；因为是智能建筑，照度标准明显高于《民用建筑照明设计标准》的规定。但智能建筑中并不是所有用房都有这么高的视觉要求，应根据不同用途确定照度标准，且500、400、300LX应是指实际工作面的照度值。

3）普及计算机辅助照明设计

计算机辅助照明设计已经不是新的课题。92年作者就使用PC1500机自编计算程序计算了大型纺织车间、室内体育馆和1000人国际会议大厅的照度。根据计算调整灯具的布置和组合，使设计的照度、均匀度等指标满足要求。但计算机辅助照明设计一直未得到推广。原因是没有适用的照明设计软件，尽管国外很多专业照明公司有，但灯具数据库不能用、加上未汉化、价格等因素阻碍了设计软件的应用。国内设计院照明设计很少采用计算机辅助照明设计。目前国内灯具生产厂家很多，应把灯具技术参数规范化，联合开发国内灯具数据库，以便进行计算机辅助照明设计。

功能性建筑，如体育场馆、大型厂房等，高级民用建筑，如大剧院、大会堂等应在初步设计时上机计算照度。根据计算结果调整灯具的布置和组合，使设计的照度、均匀度等指标满足要求；在设备订货之后要落实初步设计确定的灯具，如有变化应进行复合计算。在建筑装饰阶段要落实天花、墙、地面的用材，保证与计算条件保持一致。但目前很多重要工程并没有这样做，至使工程到后期才发现照度太低或照度太高，造成被动。普及计算机辅助照明设计势在必行。

4）推广智能照明控制系统

　  自从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后，楼宇智能化就成为当今建筑发展的主流技术。但是长期以来，智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。一些智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明，但只能实现简单的区域照明和定时开关功能，无法实现调光，场景控制等功能来实现照明质量的提高。

　　就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光场景，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量。

　　目前，照明控制系统一般是在某些照明回路中串联由楼宇自控(BA)系统控制的触点，通过控制这些触点实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能。但是，这种控制方法具有一定的局限性：

1) 控制回路的数量一般较少，只是大面积区域控制。 若将回路划分的较细则造价昂贵。

2) 现场通常不设置开关，所有照明回路通过BA中控室控制，现场无法干预照明状态，使用不便。

3) 控制功能简单，只能实现定时、开关的功能，若要实现场景预设、亮度调节，软启动软关断等复杂的功能技术难度较大。

4) 由于照明系统并不是一个独立的系统，所以，在BA系统出故障时，照明系统也受到影响。

　　因此，在市场上采用独立运行的智能化照明系统，应运而生。它有一套独立的控制协议，相对BA系统来说比较简单，完全能满足对照明控制的需求，价格也更有竞争力。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，具有分布式智能控制的特点和开放性；而且产品具有多种接口单元(RS232、以太网等)和功能强大的接口程序，许多系统或软件均可方便地与之集成。因此，采用智能照明控制系统会使设计更简单，安装更快捷，使用更灵活，管理更方便。

　 智能照明控制系统可节约能源，降低运行维护费用 由于系统中采用了红外线传感器、亮度传感器、定时开关以及可调光技术，智能化的运行模式，使整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运作，不但大大降低运行管理费用，而且最大限度地节约能源，与传统的照明控制方式相比较，可以节约电能20-30%。有一些智能照明控制系统如C-Bus系统，还采用软启动、软关断技术，可使每一负载回路在一定时间里缓慢启动、关断，或者间隔一小段时间（通常几十到几百毫秒）启动、关断，避免冲击电压对灯具的损害，成倍地延长了灯具的使用寿命。采用了BA系统的大厦，如果使用智能化照明管理系统，将会提高大厦的智能化程度，无疑将获得许多潜在的收益。