夜景照明设计的一般问题

问题一:施工图审查很注重属于强制性条文照明功率密度LPD指标,却不注重场所的实际照度。
  我曾询问过电气设计人员为什么可以不进行照度计算?答复是施工图审查并没有要求计算,只要LPD指标满足标准要求,就能通过图审。施工图审查师也普遍认为LPD指标是强制性条文,照度指标并不是强制性条文。
  我认为这种看法有些片面,因为满足LPD指标是有条件的即房间的照度必须是在标准规定的标准值的±10%误差内。如:普通办公室规定的LPD限制值为11W/m2,而规定此值的条件是房间的照度值必须在照度标准值的±10%误差范围内即房间的照度值应在270LX~330LX范围内。如果房间的照度值不在规定误差范围,应该把其实际计算照度值下的LPD值换算到标准值对应的LPD值。再用此值与标准规定的LPD限定值比较,来判断是否违反强制性条文。
  许多设计人员没有按照明设计的先后顺序,而是采用投机取巧的方法,用倒推法。如:普通办公室标准规定的LPD限制值为11W/m2,他就取小于此值如:9W/m2,然后倒推到房间的总功率,倒推到所需的灯具数量。这样,他永远也不会违反强制性条文,而且省事省力,但由于没有对照度进行详细计算,没有采用高光效的光源,高效率的灯具和附件,该房间的实际计算照度可能只有200LX。从表面上看他是不违反强制性条文,但如果把它换算到照度标准值300LX时,该房间的实际LPD值为13.5W/m2,超过限制值11W/m2,实际上它是违反强制性条文!
  用降低照度来满足LPD指标,并不能达到节能的目的,也违背了新标准把LPD指标定为强制性条文的初衷。
  另一种情况是:设计也采用了高光效的光源,高效的灯具及附件,如果倒推法取用的LPD值接近于限制性,则房间的实际计算照度要比照度标准值大得多,如普通办公室的实际照度将达到500LX~600LX大大超过300LX标准值。如果这种情况普遍存在,一方面将大大增加实际的耗电总量,对国家整个供电网的供电能力将产生严峻挑战(我认为新标准已大幅度地提高了场所的照度标准,不宜在此基础上再大幅度提高场所的照度,应以节约求得节能);另一方面,大幅度提高场所照度,将大量增加灯具数量,增加了工程的造价,无形中也增加了企业的负担。本来一个房间用10盏灯就能满足规范要求,而他却用了20盏!这难道不是一种浪费吗?
  LPD指标只规定了一个最高限制值,并非要大家用足LPD限制值,而是在达到相同的照度标准、相似的照明质量的前提下,力求使LPD指标越低越好,这才是节能的本意。

  问题二:夜景照明设计过多迁就甲方或业主要求,随意降低或提高场所的照度标准。
  中国已加入WTO,随着社会的发展,人民的生活水平在不断的提高,为了和国际标准接轨,新照明标准对照明度水平有较大幅度的提高,并且与最新的国际照明委员会(CIE)的规定一致,对场所只规定一个照度标准值,正常条件下一般采用照度标准值;当符合标准第四章4.1.3的条件时,照度值可以比标准值提高一级;当符合标准第四章 4.1.4条件时,照度值可以比标准值降低一级。最多也只能提高或降低一级,不能无限制提高或降低。
  
  
  国家的资源有限,有钱并不能使资源再生,在去年用电紧张的浙江义乌,据说有企业主想用三倍价格向供电部门要求供电,却得不到满足。因此,应该从国家全局出发,兼顾眼前利益与长期利益,严格执行国家照度标准。

  问题三:设计人员对光源产品了解不够,设计图纸未注明有关参数,致使市场上6000K以上高色温、低显色指数、低光效的荧光灯管充斥建筑工程。
  在市场上常见的灯管是T12或T8,色温6000K以上,显色指数72以下的白色(或叫日光色)低光效的灯管,有的设计人员缺乏对灯管系列产品的认识,以为只有市场上常见的那种。有区别也只厂家不同,质量不同而已。因此,在工程设计时,并没有注明采用何种灯管。用户单位或安装单位从经济的角度,从方便的角度,不论什么场合,均采用这种灯管。其实灯管的种类不只一种,新照明标准对不同场所适用的光源均做出了明确的规定,特别推荐具有较高发光效率、较好显色指数的三基色荧光灯管,不同种类的荧光灯管光通量不同。相同的灯具,选用不同的灯管,在达到相同的照度标准下,将需要不同的灯具数量,因此,光源的选择对照度计算将产生很大的影响。飞利浦的36W荧光灯管为例:
  各种荧光灯管的参数如下:
  TLD36W/54:色温6200K、显色指数72、光通量2500lm
  TLD36W/33:色温4100K、显色指数63、光通量2850lm
  TLD36W/830:色温3000K、显色指数85、光通量3350lm
  TLD36W/840:色温4000K、显色指数85、光通量3350lm
  TLD36W/865:色温6500K、显色指数85、光通量3250lm
  TLD36W/940:色温4000K、显色指数95、光通量2350lm
  应该根据不同的场所选择相适宜的光源:
  ①在照度要求不高的场所(≤200LX),如:住宅、饮食建筑,医院病房等场所要求光源色温<3300K,显色指数≥80,则宜选用TLD36W/830灯管。
  ②一般公共建筑如:办公室,普通教室,阅览室等场所要求光源色温在3300K~5300K范围,显色指数≥80,则宜选用TLD36W/840灯管。
  ③在照度要求较高(≥750LX)的电子车间,洁净厂房等要求光源色温>5300K,显色指数≥80,则宜选用TLD36W/865的灯管。
  ④在显色指数要求特别高(Ra≥90)的场所如:美术教室,手术室,则宜选用TLD36W/940的灯管。这种灯管是以牺牲发光效率来换取高显色性,它的光通量要比同功率的三基色荧光灯低许多,而且价格却比三基色荧光灯高出许多,在设计时应慎重选择。
  总之,应根据具体的场所来选择相匹配的光源产品,切不可千篇一律、一概而论。

  问题四:在选择灯具方面,缺乏根据不同场所对灯具的防护等级、亮度限制、噪音限制等因素的综合考虑。
  因为选择不同的灯具,具有不同的配光、不同的效率,在达到相同的照度下,将有不同的灯具数量。因此,在灯具选择方面,应紧密结合该场所的具体要求而定。
  如:在有视觉显示终端的工作场所,为了防止显示屏上出现灯具的映像,引起光幕眩光,新照明标准限制适用于该场所的灯具,当眩光角r≥65º时,灯具的亮度不宜大于1000cd/m2。而在实际工程设计中,由于没有对灯具的亮度进行计算、核验,致使许多这样的场所,仍使用简式荧光灯和控照型荧光灯。简式荧光灯,在65º角时灯具的亮度,无发光侧约是限定值的4倍,有发光侧约是限定值的15倍;而控照型荧光灯,在65º角时灯具的亮度,无发光侧约是限定值的5倍,有发光侧约是限定值的8倍。均大大超过亮度限制值,不宜在该场所使用。像这样的场所宜选用带格栅的无眩光或无像灯具(如:采用双抛物镜面带V字型格栅结构的无像格栅灯盘)。
  在噪音限制方面,《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88中对住宅、学校、医院、旅馆四种建筑的各种房间的噪音做了具体的限制,而且成了2002年版《工程建筑标准强制性条文》(房屋建筑部分)中的强制性条文,如果荧光灯的镇流器采用电感镇流器,由于各厂家生产的产品质量参差不齐,很难保证其噪音水平能控制在噪音限制值以内。因此,在条件允许的情况下,上述四种建筑中荧光灯的镇流器最好采用高频电子镇流器,高频电子镇流器不但能消除噪音,还能避免产生频闪效应。
  在一些特殊的场所对灯具有特殊的要求,应根据场所的特殊要求来选择灯具:
  如:比较重要的阅览室,为了防止紫外线对书籍的破坏,要求采用无紫外线的光源,或带有隔紫外线灯罩的灯具。
  如:在潮湿、多水、多蒸汽的工业建筑工作环境或民用建筑的厨房、卫生间、则应选用防潮型灯具。
  如:在防尘等级较高的工业洁净厂房或医院建筑的手术室,则应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具。
  总之,选择何种灯具,应根据场所的需要,经综合考虑而定。

  问题五:照度计算流于形式,或不做照度计算,仅凭经验做照明设计。
  有的人认为照度没必要算得那么详细,大概估算一下,差不多就行了。
  我们在享受德国轿车优越性能的同时,也感受德国人的严谨;我们在不满日本人小器的同时,也不得不佩服日本人的精明。我国的照明技术水平还远远低于国际水平,许多核心技术还掌握在世界照明巨头的手中。没有严肃的态度、严谨的作风是不可能超越别人,要想我国照明事业得以发展,这种“差不多”的作法不值得提倡。否则,国家就失去了制定标准的意义,国家的宏观调控也就失去了应用的效力。
  仅凭经验估算是不可能把照度控制在照明标准规定的误差范围内(新照明标准规定场所的实际设计照度值与照度标准值可有±10%的误差)。因为,影响场所照度的因素太多,如:选用光源的光通量、选用灯具的配光、灯具的效率、灯具的安装高度、房间的尺寸、房间各反射面的材质等,其中的任何一项产生误差,都有可能使房间的照度偏离规定的误差范围。因此,要获得准确的照度非通过精确的计算不可。
  目前,照度计算有三种方法:第一种是单位容量法,第二种是利用系数法,第三种是逐点计算法。
  1、单位容量法所依据的表格由于编制的时间较早,其中的数据已不适应现在新型光源、新型灯具的需要,不能做为计算的依据。希望有关部分尽快制定新的表格。
  2、目前,最常用的是利用系数法。此法最关键是如何求得利用系数,正常情况下,灯具厂家应该提供灯具配套的几种典型反射率下的利用系数表,供设计人员根据房间实际情况进行插值求得实际的利用系数,或者由灯具厂家提供灯具的配光分类和灯具效率,由设计人员查找万能固有利用系数表经插值求得固有利用系数后,再与灯具的效率相乘,求得利用系数。
  国内的大部分电气软件在求利用系数时,不太注重各空间反射面的属性,有的软件不设置房间各反射面材质的选取或输入,而把顶空间、室空间、地空间的反射比放权给设计人员任意取值;有的软件在灯具安装高度与房间高度不同,工作面高度并非地面的情况下,错误地把顶空间的有效反射比,当成顶棚的反射比;把地空间的有效反射比当成地板的反射比,等等这些误差必然导致计算结果与实际情况的误差。
  有的设计人员不愿意花时间进行有关的计算,为了应付审核、审查,利用系数随意取值,声称是厂家提供的;有的不管房间的具体尺寸,干脆来个大包干,如:教室、办公就统一取0.7,商场、超市统一取0.6,工业厂房就取0.5,这些取法都是没有根据的!其后果将使房间的实际计算照度产生巨大误差。
  3、逐点计算法,目前使用得不多,原因是计算比较繁琐,要花较长的时间。但是,在求照度均匀度,校验UGR时,非得用逐点计算法不可。从理论而言,房间的平均照度是指当房间的计算点数值趋于无穷大时,各计算点照度的平均值。无论是用利用系数法还是用逐点计算法,计算出房间的平均照度应该是相近的,如果用两种方法计算出的平均照度相差很大,这说明灯具的参数有误,或计算的公式不对。
  问题七:没有计算照度均匀度,或仅用灯具的距高比来校验房间的均匀度。
  目前的照明设计大部分都没有效验照度均匀度,有一部分设计人员采用效验灯具的距高比来效验房间的照度均匀度,特别

  问题六:没有通过计算,校验房间的眩光指标UGR。
  新照明标准对主要房间和场所的眩光指标,用具体的UGR最高数值加以限制。通过照度计算,完成灯具布置后,房间的UGR数值是可以通过计算获得的。因为计算比较复杂,需要知道的参数较多,如:灯具布置后各盏灯的坐标,灯具的光强分布表,灯具的光通量,灯具的发光面积,背景的材质或反射率(即室空间的材质或反射率),以上参数缺一不可。若用手工进行计算,则需要较长的时间,这是工程设计进度所不允许的。所以,目前做照明设计大多数均没有计算UGR指标,但是它又是照明质量的一个重要指标,试问一个眩光严重而其它指标均满足要求的照明方案,会是一个好方案吗?看来只有借助于计算机辅助计算,才能确实解决问题。
  目前国内的旺元照明设计软件可以自动计算出横向、纵向的UGR指标,在国内软件中还是比较领先的。通过UGR指标的计算可以解决两件事情:
  1、限制结构简单、配光不合理的灯具(如:简式荧光灯、控照型荧光灯)在UGR要求较高的场所(如教室、办公室、阅览室等)的使用。
  
 
  2、施工图审查单位在施工图审查时,应严格按标准的有关规定进行审查,特别是属于强制文的LPD指标,不仅要审查LPD的数值,更要注意是否是在标准照度值误差范围内的LPD值,促使设计人员进行照明计算,拿出可以符合标准的计算依据。
  3、工程监理和工程验收也是实施新标准的重要环节。一份按新标准精心设计的图纸,如果得不到有效的实施绿色照明也得不到推广。特别是在光源方面和镇流器方面。如:设计采用的是三基色的荧光灯,是高频电子镇流器,而施工、安装单位为了追求利益的最大化有可能采用低显色指数、低效率的普通荧光灯和采用传统型电感镇流器。这样,一方面工作面照度远远达不到规定的标准值;另一方面却使总消耗电量增加,这与节能是相违背的,应坚决给予制止。
  新标准倡导大家采用三基色荧光灯和节能型电感镇流器或高频电子镇流器,而目前市场上还大量充斥的普通荧光灯和传统镇流器。希望有关部门能出台一些措施,限制普通荧光灯和传统镇流器的生产数量;鼓励企业投入三基色荧光灯和节能型电感镇流器的生产,以满足市场的需要,也给新标准的实施提供良好的市场氛围。

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