綠色照明在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蒲永紅/重慶大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

綠色照明在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蒲永紅/重慶大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

“綠色照明”設(shè)計(jì)的布光理念是燈具以多元化、小型化、輕便節(jié)能化為發(fā)展方向；光源以持久性、限時(shí)性、異型性和社會(huì)性為發(fā)展理念；光線以柔和、細(xì)膩、自然為發(fā)展目標(biāo)，“綠色照明工程”必須實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。近年來，政府對(duì)于照明的設(shè)計(jì)和施工中的環(huán)保、節(jié)能問題給予了高度重視。而綠色照明其包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適等4個(gè)指標(biāo)，可很好地達(dá)到環(huán)保和節(jié)能的目的。在此，本文將主要談?wù)劸G色照明在民用建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能應(yīng)用。

綠色照明；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用

導(dǎo)言

現(xiàn)今社會(huì)強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，近些年建筑電氣照明的節(jié)能減排逐漸變得重要。照明電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)既促進(jìn)了現(xiàn)代化建筑的發(fā)展，還對(duì)社會(huì)、環(huán)境和能源的可持續(xù)發(fā)展有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。進(jìn)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分地結(jié)合實(shí)際，把節(jié)能和低碳理念融合進(jìn)設(shè)計(jì)中，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等角度多方面進(jìn)行考慮。設(shè)計(jì)出最合理、最節(jié)能、最經(jīng)濟(jì)的方案，最大限度的節(jié)約能源。

一、綠色照明概述

綠色照明也就是在照明設(shè)計(jì)過程中通過一定的技術(shù)方法，保證設(shè)計(jì)完成的照明不僅能源消耗少，而且使用年限長(zhǎng)，安全性較高，還能改善傳統(tǒng)的居住環(huán)境。當(dāng)然綠色照明在設(shè)計(jì)過程中需要具備很多條件。通過消耗最小化的電能實(shí)現(xiàn)最大化的照明，而我國(guó)的電力主要與火電為主，電力資源消耗的減少，可以減少發(fā)電過程中的污染物排放，滿足環(huán)保要求。此外，照明設(shè)備發(fā)出的光照清晰，不會(huì)出現(xiàn)有害光照，也沒有光污染的存在，總之，綠色照明應(yīng)同時(shí)滿足高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適的要求，綠色照明的提出為緩解能源危機(jī)、提高電力資源的使用效率均有重要意義。

二、綠色照明技術(shù)

1.混光照明技術(shù)。

混光照明不是依靠采用單一的節(jié)能燈(緊湊型熒光燈)來達(dá)到綠色照明的，而是通過選用兩種或兩種以上不同性能的光源，通過安裝的位置、角度和不同的混光比達(dá)到最佳照明效果和節(jié)能目的。混光照明比采用單一光源照明節(jié)電30%以上。在相同功率下，混光照明能比單一光源照明成倍提高照度并改善照明環(huán)境。

2.三基色熒光燈。

節(jié)能燈即緊湊性熒光燈是目前替代白熾燈最適宜的光源。國(guó)外最近研制產(chǎn)品的緊湊性節(jié)能燈與白熾燈相比，節(jié)能80%，功率范圍5W～23W，壽命長(zhǎng)達(dá)10000小時(shí)，降低維護(hù)和替換費(fèi)用。這種光源使用稀土三基色熒光粉使被照物體更真實(shí)、更自然，光色從暖色到冷色，滿足不同應(yīng)用需求，還可應(yīng)用于可調(diào)光電路。

直管三基色熒光燈因其90lm/W左右的發(fā)光效率深受青睞，廣泛應(yīng)用于各種辦公、工廠及商業(yè)場(chǎng)所。

3.LED燈。

LED具有發(fā)光效率高，使用壽命長(zhǎng)，體積小，低污染等優(yōu)點(diǎn)。普通白熾燈光源效率只有8-12lm/W，現(xiàn)在普遍使用的緊奏型熒光燈光源效率40-70 lm/W，直管熒光燈為60-100lm/W。隨著LED的不斷發(fā)展，LED發(fā)光效率不斷提高，發(fā)光效率比熒光燈高出10～15%。理論上LED發(fā)光效率可達(dá)到200lm/W。LED由于本身發(fā)光二極管的特性，它發(fā)出的光直可直接投向被照明物體，發(fā)出的光線可被充分利用，燈具的利用系數(shù)很高。通過比較可以發(fā)現(xiàn)LED照明比白熾燈減少能耗90%左右，比熒光光燈減少能耗50-60%，LED還具有壽命長(zhǎng)、體積小、無污染、響應(yīng)速度快、可控性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。以LED照明代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明，實(shí)現(xiàn)“綠色照明”，是大勢(shì)所趨，是照明市場(chǎng)的發(fā)展方向。目前已頒布LED在室內(nèi)照明和城市道路照明應(yīng)用技術(shù)要求的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)LED的各種光學(xué)與電氣性能提出了要求。

4.電磁感應(yīng)燈。

電磁感應(yīng)燈是繼傳統(tǒng)白熾燈、氣體放電燈后在發(fā)光機(jī)理有突破的新型光源。它是由高頻發(fā)生器、功率耦合線圈、無極熒光燈管組合而成的，而且不用傳統(tǒng)鎢絲，可以節(jié)約大量資源。由于無極啟動(dòng)點(diǎn)燃，可避免電極發(fā)射層的損耗以及對(duì)熒光粉的損害而導(dǎo)致壽命短的弊端，使其使用壽命大幅提高，同時(shí)也不存在因燈絲損壞而造成整個(gè)燈報(bào)廢的問題。其高光效、長(zhǎng)壽命、高顯色、光線穩(wěn)定等特點(diǎn)，使電磁感應(yīng)燈成為理想的綠色照明光源之一。

電磁感應(yīng)燈，是集電子、電磁、真空等技術(shù)于一體的國(guó)際第四代節(jié)能環(huán)保型新光源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無電極、無燈絲、高光效、高顯色性和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。它的出現(xiàn)為解決上一代光源產(chǎn)品節(jié)能不節(jié)錢、指標(biāo)壽命高而實(shí)際壽命短等一系列實(shí)際問題提供了新的方案。

三、綠色照明在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.合理確定照明設(shè)計(jì)方案。

合理設(shè)計(jì)照明方案,一般遵循實(shí)用和實(shí)效性。對(duì)某些需要高照度的區(qū)域，可以采用較多光源。對(duì)室內(nèi)場(chǎng)所有顯色的要求的區(qū)域，可以采用顯色性好的光源或混合照明。照明方案的選擇最主要的考量經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且效能好。建筑裝飾材料與照明效果有很大的關(guān)聯(lián)度，選擇淺色的裝飾材料更有利于彰顯光線，通過顏色視覺使顏色與光線相融合、配合。

2.合理選擇照明線路。

經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)照明線路上損耗的電能大約能夠占輸入電能的百分之四左右，所以在照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡量減少配電線路上的損耗，進(jìn)而可以達(dá)到節(jié)約電能的目的。在這里可以采取多種方法，例如通過將電源置于負(fù)荷中心的辦法，減小配電線路的供電半徑，減小電纜的長(zhǎng)度。選擇使用電阻比較小的電纜，按經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜截面，以減小線路損耗。照明電源主線路選擇三相供電方式，盡量保持三相負(fù)荷的平衡，從而減少電壓損失，以保證光源的發(fā)光效率。

3.合理選擇控制開關(guān)與方案。

在建筑物中可以依據(jù)照明的應(yīng)用特征來分區(qū)域控制燈光，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。比如在臥室中安裝床頭燈的時(shí)候選擇可以調(diào)節(jié)燈光的開關(guān)。車庫等公共場(chǎng)所照明采用分區(qū)、分組的智能控制。在體育館等大型公共場(chǎng)所可以采取集中控制和單獨(dú)控制的設(shè)計(jì)方案，這樣可以讓管理人員能夠監(jiān)管或者是專管，選擇分組開關(guān)以及調(diào)光的方式進(jìn)行控制。如果在樓梯間就可以選擇節(jié)能的聲光或紅外線自動(dòng)控制開關(guān)。比較高檔的建筑物或者智能建筑物中，可以選擇調(diào)光、調(diào)壓或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的方式，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

4.合理的選擇照明方式。

照明方式按照明設(shè)備安裝部位的分布，有一般照明（包括分區(qū)一般照明）、局部照明和混合照明等。按光的分布和照明效果可分為直接照明和間接照明。三種方式的選擇應(yīng)根據(jù)具體情況決定。比如，如果在實(shí)驗(yàn)臺(tái)這樣的精細(xì)作業(yè)區(qū)域，對(duì)光的照度和顯色性要求比較高，除了一般的照明，還需要使用局部照明，既滿足了照度的要求，同時(shí)又節(jié)省了一定的電量，提高了工作效率。因此，合理選擇照明方式也很關(guān)鍵，對(duì)改善照明質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約能源等有重要作用，并且還關(guān)系到建筑裝修的整體藝術(shù)效果。

5.合理的利用天然光，有效的運(yùn)用現(xiàn)代科技手段。

自然光具有無污染、舒適健康等優(yōu)點(diǎn)，和傳統(tǒng)照明相比更加有利于人體的健康。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)最大程度的利用自然光，將外部光線引入到室內(nèi)，讓室內(nèi)光線充足，進(jìn)而達(dá)到照明節(jié)能的目的。房間或場(chǎng)所裝設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，所控?zé)袅信c側(cè)窗平行。房間內(nèi)飾采用能夠較好漫反射的淺色系列，讓自然光在室內(nèi)能夠充分的傳播，提高光的利用率降低電能的使用。

四、結(jié)語

綠色照明的提出不僅要求達(dá)到節(jié)約能源的目的，同時(shí)還要求減少對(duì)環(huán)境的影響，因此綠色照明是協(xié)調(diào)資源的優(yōu)化配置以及環(huán)境保護(hù)的主要課題，要解決好綠色照明工程問題，應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)照明設(shè)計(jì)隊(duì)伍的業(yè)務(wù)建設(shè)，提高照明設(shè)計(jì)質(zhì)量意識(shí)。既要保證正常的照明需求，同時(shí)還要減少資源消耗，降低環(huán)境的負(fù)荷能力。

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