LEED標(biāo)準(zhǔn)在城市夜景照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳宣平

(上海易照景觀設(shè)計(jì)有限公司，上海 201101)

經(jīng)過(guò)2008年北京奧運(yùn)會(huì)、2010年上海世博會(huì)，以及2011年廣州亞運(yùn)會(huì)等多項(xiàng)盛世項(xiàng)目的推進(jìn)，我國(guó)夜景照明行業(yè)得到了極大的發(fā)展.但我國(guó)城市夜景照明設(shè)計(jì)的整體水平依然不高，其中存在的一些問(wèn)題卻越來(lái)越突出.例如，由于城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)劃的缺失，導(dǎo)致局部和整體設(shè)計(jì)未達(dá)到和諧統(tǒng)一;為展示地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)和繁榮，城市夜景設(shè)計(jì)過(guò)亮，導(dǎo)致能耗偏高，光污染嚴(yán)重;不少?gòu)氖乱咕霸O(shè)計(jì)的公司廠商無(wú)視建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能特征和規(guī)劃定位，只重視光源的銷(xiāo)售量;從業(yè)人員水平參差不齊，建筑彩色及動(dòng)態(tài)光應(yīng)用太過(guò)等.目前，更為普遍的情況是大量城市夜景照明項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案極大地忽略了節(jié)能概念，嚴(yán)重浪費(fèi)了我國(guó)本已十分緊缺的電力資源，勢(shì)必影響我國(guó)城市夜景照明建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展.

因此，我們應(yīng)積極借鑒引進(jìn)國(guó)際節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，建立我國(guó)城市夜景照明規(guī)范，以引導(dǎo)我國(guó)城市夜景照明的可持續(xù)發(fā)展.

1 夜景照明工程及能耗

1.1 夜景照明工程

夜景照明工程通常被人們稱為“亮化工程”或“泛光照明”工程.單從字面而言，已在我國(guó)造成了某種誤區(qū)，即夜景照明就是讓城市亮起來(lái)，就是讓夜晚變亮的工程.其實(shí)城市夜景照明設(shè)計(jì)絕不是城市日景的再現(xiàn)，除滿足常規(guī)城市功能性照明外，還要通過(guò)光影手法，體現(xiàn)城市個(gè)性，優(yōu)化夜間形象，滿足人們對(duì)更深層次美的追求和渴望［1，2］.

1.2 夜景照明能耗

據(jù)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)，目前城市夜景照明的年用電量約占中國(guó)總發(fā)電量的4% ～5%，照明用電占社會(huì)總電能消耗的比重越來(lái)越突出，從設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行等多方面對(duì)夜景照明設(shè)施實(shí)行節(jié)能控制，減小城市夜景照明設(shè)計(jì)耗電量，具有現(xiàn)實(shí)意義.現(xiàn)在好多夜景項(xiàng)目的設(shè)計(jì)功率動(dòng)輒為400～500 kW，有的很小的建筑單體其功率也設(shè)計(jì)為300 kW，以筆者多年來(lái)從事夜景照明設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)前的照明設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，不是燈光做少了，而是做的太多了.以往工程實(shí)際案例的耗電數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.

表1 以往建筑夜景照明設(shè)計(jì)案例的工程實(shí)際能耗數(shù)據(jù) kW

夜景照明工程，應(yīng)追求創(chuàng)意，將無(wú)限表現(xiàn)為有限，百里之勢(shì)濃縮于咫尺之間.一個(gè)良好的建筑立面照明設(shè)計(jì)，絕不是還原一個(gè)建筑白天的形象.如何抓住建筑的本質(zhì)特征，結(jié)束片面的亮化浪費(fèi)，對(duì)當(dāng)前倡導(dǎo)節(jié)能減排，建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)具有現(xiàn)實(shí)意義.

1.3 照明節(jié)能

關(guān)于照明節(jié)能，目前主要著眼于以下5種技術(shù):一是選用光效高的節(jié)能光源，如金鹵燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈，以及LED光源;二是選用配光合理、效率高的燈具;三是采用高效電器，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能電感等;四是進(jìn)行就地功率因數(shù)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)節(jié)能;五是針對(duì)一定的照明效果選擇特定合適的照明光源.

當(dāng)前的照明節(jié)能技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的節(jié)能和局部設(shè)計(jì)層面都作了充分考慮，也取得了一定節(jié)能效果.

然而，如果從照明方案設(shè)計(jì)階段就通盤(pán)考慮整個(gè)城市夜景照明項(xiàng)目的節(jié)能，相比于純粹的節(jié)能產(chǎn)品，節(jié)能更加有效.

2 LEED標(biāo)準(zhǔn)對(duì)夜景照明設(shè)計(jì)的分級(jí)指導(dǎo)

2.1 LEED標(biāo)準(zhǔn)介紹

國(guó)際領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計(jì)建筑評(píng)估體系(Leadership in Energy＆ Environmental Design Building Rating System，LEED)［3］，由美國(guó)綠色建筑協(xié)會(huì)建立并推行，是目前在世界各國(guó)的各類(lèi)建筑環(huán)保評(píng)估、綠色建筑評(píng)估，以及建筑可持續(xù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中最完善、最有影響力的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn).其中有關(guān)照明的行文主要集中在以“最小化建筑和場(chǎng)址中燈光外泄、減少天空眩光、提高天空可見(jiàn)度和透視率、改善夜空環(huán)境、減少對(duì)夜行環(huán)境的影響”為基本目的，保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源，達(dá)到綠色建筑的基本要求.

LEED與室外照明相關(guān)的內(nèi)容也比較少，僅在章節(jié)《SS C8:減少光污染;EQ C6.1:系統(tǒng)可控性:照明》中加以分類(lèi)說(shuō)明.而且雖然LEED-NC評(píng)估體系只適用于新的商業(yè)建筑和重大的改建工程，但對(duì)整個(gè)城市夜景照明節(jié)能設(shè)計(jì)仍具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義.

2.2 LEED標(biāo)準(zhǔn)對(duì)室外照明的基本分區(qū)

LEED［3］對(duì)室外照明進(jìn)行了基本分區(qū)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IESNA RP-33規(guī)定，所有工程應(yīng)分為以下4區(qū)類(lèi)，并遵守相關(guān)區(qū)類(lèi)的要求:

(1)LZ1——黑暗區(qū) (公園和農(nóng)村設(shè)置);

(2)LZ2——低照明區(qū) (住宅區(qū));

(3)LZ3——低亮度照明區(qū) (商業(yè)/工業(yè)、高密度住宅);

(4)LZ4——高亮度照明 (城市主中心、娛樂(lè)區(qū)).

以上劃分的每個(gè)區(qū)類(lèi)的環(huán)境生態(tài)和環(huán)境光亮度都是完全不同的，在滿足人們照明舒適性的同時(shí)，有區(qū)別的分類(lèi)設(shè)計(jì)有利于保護(hù)環(huán)境.

同樣，我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 163－2008城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范中［4］，也根據(jù)城市規(guī)模和環(huán)境區(qū)域，劃分為E1，E2，E3，E4共4個(gè)等級(jí)來(lái)確定建筑物夜景照明的照度和亮度標(biāo)準(zhǔn).

2.3 LEED標(biāo)準(zhǔn)對(duì)室外照明的指導(dǎo)實(shí)踐

筆者在實(shí)際案例中涉及的城郊生態(tài)濕地公園，環(huán)境亮度通常不到1 Lx;而城市邊緣別墅區(qū)、市內(nèi)高檔住宅區(qū)，環(huán)境亮度也就不過(guò)幾個(gè)勒克斯;但一到商業(yè)地帶，普通商業(yè)區(qū)環(huán)境亮度就能達(dá)到20～30 Lx.某高檔商業(yè)中心，在刺激消費(fèi)商業(yè)旗幟下，局部區(qū)域環(huán)境亮度甚至達(dá)到60～100 Lx，如此大的環(huán)境照明亮度，不但會(huì)浪費(fèi)大量電力，也會(huì)使前期建設(shè)投資成倍增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境也造成極大傷害.而且會(huì)使得同樣功率的照明燈具，安裝在不同環(huán)境亮度的區(qū)域內(nèi)，取得的照明效果是完全不同的.

這一點(diǎn)可以通過(guò)以下兩個(gè)案例進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明.武漢漢街，位于武漢中央文化旅游區(qū)，屬于典型的高檔商業(yè)中心，環(huán)境光照度實(shí)測(cè)為60～80 Lx，屬于LZ4(高亮度照明區(qū))，70 W金鹵燈明裝投射建筑物墻面，投影效果見(jiàn)圖1.

圖1 高亮度照明區(qū)投影效果

無(wú)錫大劇院，位于無(wú)錫城郊太湖新城，環(huán)境照度實(shí)測(cè)不到1 Lx，屬于 LZ1(黑暗區(qū))，同樣的70 W金鹵燈，采用地埋投射，效果如圖2所示.

圖2 黑暗區(qū)照明投影效果

對(duì)比圖1和圖2可發(fā)現(xiàn)，同樣功率的照明，黑暗區(qū)比高亮度照明效果更好.當(dāng)前有很大部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)概念不清，也可能是在“喜歡亮”的各股合力推動(dòng)下，被迫提高環(huán)境亮度后，為維持足夠的亮度對(duì)比度，只能繼續(xù)加大重點(diǎn)照明的功率，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是投資和運(yùn)行費(fèi)用的雙重浪費(fèi).

因此，夜景照明設(shè)計(jì)應(yīng)借鑒LEED標(biāo)準(zhǔn)中分區(qū)類(lèi)的思路來(lái)進(jìn)行，嚴(yán)格遵守區(qū)類(lèi)的環(huán)境亮度指標(biāo)來(lái)實(shí)施夜景照明設(shè)計(jì)和規(guī)劃，不得隨意提高環(huán)境亮度.這是城市夜景照明設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，尤其對(duì)一個(gè)大的城市進(jìn)行夜景規(guī)劃時(shí)，這種節(jié)能效果更加顯著.

3 LEED標(biāo)準(zhǔn)對(duì)夜景照明節(jié)能設(shè)計(jì)的指導(dǎo)

3.1 兼顧夜景照明的多重功能

LEED《SS C8:減少光污染》章節(jié)指出:“室外照明僅對(duì)需要保安和舒適的區(qū)域照明.”事實(shí)上夜景照明的目的在于以人為本，為人創(chuàng)造一種舒適、安全、有情趣的光環(huán)境空間.然而現(xiàn)在許多夜景照明設(shè)計(jì)師考慮項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，往往過(guò)多考慮的是建筑外立面照明或地面景觀照明，對(duì)人最需要的功能性照明考慮較少.圖3和圖4是無(wú)錫大劇院案例中的兩片區(qū)域，該區(qū)域沒(méi)有刻意設(shè)計(jì)絢麗燈光小品、定制景觀燈具，在實(shí)現(xiàn)功能性照明的同時(shí)也有了一定的景觀性，風(fēng)格簡(jiǎn)潔淡雅、舒適寧?kù)o，且節(jié)能效果較好.

因此，在對(duì)公園、廣場(chǎng)、橋梁等夜景進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)功能性照明和景觀照明應(yīng)統(tǒng)籌考慮，即在設(shè)計(jì)功能性照明的同時(shí)，也應(yīng)兼顧景觀照明元素，而在設(shè)計(jì)景觀照明時(shí)，也要考慮功能性照明.這樣有助于降低功率密度，減少光污染，并提高節(jié)能效果.

圖3 無(wú)錫大劇院臨湖人行道夜景

圖4 無(wú)錫大劇院東廣場(chǎng)坡地景觀夜景

3.2 降低建筑外立面照明的功率密度值

LEED標(biāo)準(zhǔn)中《SS C8:減少光污染》章節(jié)規(guī)定，“室外照明功率密度不超過(guò)需要的80%，并且室外建筑立面和景觀的照明功率密度值(LPD)不得超過(guò)文中所附標(biāo)準(zhǔn) ASHRAE/IESEA 90.1——2007室外照明LPD的50%”.

在城市夜景照明設(shè)計(jì)中，建筑外立面的設(shè)計(jì)占很大比例，對(duì)表達(dá)城市形象的影響也是舉足輕重的.建筑外立面照明表達(dá)方式，常用的有泛光照明、輪廓照明、內(nèi)透光照明、局部重點(diǎn)照明、LED點(diǎn)屏、LED條形燈屏、LED陣列點(diǎn)燈，以及燈光元素創(chuàng)作等.每一種照明方案有自己的表現(xiàn)形態(tài)和獨(dú)特的燈光內(nèi)涵表達(dá)，當(dāng)然也有不同的電能消耗，其表現(xiàn)為照明功率密度值.

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境分析、載體分析和照明分析，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)主題提供不同的照明設(shè)計(jì)方案.由于設(shè)計(jì)者過(guò)分關(guān)注照明方案的創(chuàng)意和效果表現(xiàn)，因此目前大量建筑立面照明設(shè)計(jì)的能耗指標(biāo)相對(duì)偏高，大大超過(guò)了LEED標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，產(chǎn)生了較多的光污染.

筆者針對(duì)不同的照明表達(dá)方式，對(duì)建筑外立面照明的實(shí)際消耗LPD值進(jìn)行了驗(yàn)算，獲得了一定結(jié)果，見(jiàn)表2.

表2 建筑立面各種不同照明方式實(shí)際能耗LPD的對(duì)比 W·m－2

圖5 無(wú)錫靈山梵宮夜景

圖6 無(wú)錫大劇院屋頂夜景

LEED標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)建筑立面的LPD指標(biāo)是“1.1 W/m2或8.2 W/m”.由表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，很難達(dá)到LEED標(biāo)準(zhǔn)中的LPD指標(biāo).由此也能看出當(dāng)前城市夜景照明的節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與LEED標(biāo)準(zhǔn)差距甚遠(yuǎn).

真正優(yōu)秀和專業(yè)的照明設(shè)計(jì)師應(yīng)該把對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)注度放在與照明創(chuàng)意設(shè)計(jì)、效果表現(xiàn)同等重要的位置.由于LEED標(biāo)準(zhǔn)對(duì)室外照明的LPD值、尤其是建筑立面的LPD值控制得非常嚴(yán)格，因此要求設(shè)計(jì)師不得不轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思路，即不僅對(duì)需要保安和舒適的區(qū)域進(jìn)行照明，還應(yīng)盡可能多地采用能耗低的照明表達(dá)方式.

圖7 昆鋼科技大廈夜景

圖8 上海凱賓斯基酒店夜景

3.3 提高燈光控制水平

LEED《EQ C6.1:系統(tǒng)可控性:照明》章節(jié)提出“為單個(gè)用戶或多用戶空間(如教室、會(huì)議室)中的團(tuán)體提供高水平的照明系統(tǒng)控制，以促進(jìn)工作效率、健康和舒適度”.

雖然LEED只對(duì)于室內(nèi)照明提出這樣的燈光控制要求，但我們可以延伸應(yīng)用到城市夜景照明的任何角落.提供高水平、靈活的控制系統(tǒng)，對(duì)每一種燈具都實(shí)施控制，使其調(diào)節(jié)達(dá)到運(yùn)行需要的燈光場(chǎng)景模式，并減少項(xiàng)目的整體能耗.

就燈具控光而言，精確的配光，包括配光光束角度、燈具投射瞄準(zhǔn)點(diǎn)等，對(duì)光效有著至關(guān)重要的影響.嚴(yán)格控制燈具參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行合理的截光處理和嚴(yán)格的眩光控制，可以大幅減少天空眩光.

目前，城市夜景照明設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)按功能主要分為兩大類(lèi):一類(lèi)是開(kāi)關(guān)燈及照明監(jiān)控系統(tǒng)(智能照明控制系統(tǒng))，主要用于一年365天燈光按預(yù)設(shè)的任何場(chǎng)景模式自動(dòng)開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)實(shí)施照明監(jiān)控管理，先進(jìn)一點(diǎn)的還可以配電箱為單位進(jìn)行各種電力參數(shù)檢測(cè)，包括電能的自動(dòng)計(jì)量等;另一類(lèi)則是LED燈光控制系統(tǒng)，配套LED燈具開(kāi)發(fā)的專用控制系統(tǒng)，主要用于LED燈光旋律表演、動(dòng)態(tài)或變色變化等.

這兩種系統(tǒng)除展示平日模式、節(jié)日模式、重大節(jié)日模式、深夜節(jié)能模式等多種不同時(shí)段不同夜景的景象外，在節(jié)能方面起了很大的作用.因此燈光控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)城市夜景照明規(guī)劃和設(shè)計(jì)都是非常重要的.可以利用先進(jìn)的智能控制技術(shù)，通過(guò)自動(dòng)管理，消除不必要的照明電能浪費(fèi).

4 結(jié)語(yǔ)

由于LEED更符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的綠色理念，以它的國(guó)際化和先進(jìn)性，我們認(rèn)為應(yīng)用LEED的高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)城市夜景照明設(shè)計(jì)思路，有助于在照明質(zhì)量得到保障的情況下實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo).目前，直接把LEED的LPD指標(biāo)作為控制城市夜景照明設(shè)計(jì)階段和驗(yàn)收階段的節(jié)能指標(biāo)，實(shí)施上還有很大的困難.但我們可以把LEED標(biāo)準(zhǔn)的LPD指標(biāo)作為我們城市夜景照明節(jié)能設(shè)計(jì)的努力方向，在實(shí)踐中逐步發(fā)展和完善.

［1］李農(nóng).光改變城市:照明規(guī)劃設(shè)計(jì)的探索與實(shí)踐［M］.北京:科學(xué)出版社，2010:10-12.

［2］李農(nóng).景觀照明設(shè)計(jì)與實(shí)例詳解［M］.北京:人民郵電出版社，2011:78-82.

［3］美國(guó)自然資源保護(hù)委員會(huì).LEED-NC綠色建筑評(píng)估體系［M］.靳瑞冬，譯.［2012 －05 －30］.Http://www.a-green.cn/document/LEED-NC 中文版.PDF.

［4］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ/T163－2008城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008:17-21.