绿色建筑照明设计分析

绿色建筑的照明设计是电气绿色设计的一项重要内容。文章以教室照明设计为例，介绍了绿色建筑照明设计中需要关注的照度、照度均匀度、统一眩光值等指标以及软件计算方法，为绿色照明设计及评价提供了实例依据。

近年来，随着国家和地方一系列关于绿色建筑建设、设计和评价的政策法规和规范的颁布，以“四节一环保”为核心内容的绿色建筑发展理念正得到全社会的关注和支持。今年以来，本市绿色建筑设计目标均不得低于二星级，笔者有幸参与了多项绿色建筑的设计、评审工作。本文将从绿色建筑照明设计方面对绿色建筑设计和评价进行一些的探讨。

1问题

指导绿色建筑设计的规范主要有：《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014）（以下简称GB/T50378），《江苏省绿色建筑设计标准》（DGJ32/J173-2014）（以下简称DGJ32/J173），《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）（以下简称GB50034）等。GB/T50378中关于照明评价的条款有5.1.4、5.2.10和8.1.3条。其中5.1.4和5.2.10条是关于照明功率密度值的指标要求，是照明设计的主要节能指标，近年来随着建筑节能规范的实施，设计领域普遍较为关注，照明一次设计到位的建筑，极少发生违反该强制性条文的情况，本文对此不再赘述。

第8.1.3条指出“建筑照明数量和质量应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034的规定”，本条虽然只是一句话，却包含着多方面的内容，且容易被照明设计者忽视。本条文是控制项，意味着工程设计中如果存在多处照明数量和质量不达标的情况，将“一票否决”，不能参评绿色建筑。笔者参与评审的许多项目都存在该条文实施不到位的情况，本文将对该条文的实施进行重点探讨。

2建筑照明质量的要求

GB50034中关于照明数量和质量要求的内容分布在第4章和第5章。从第4章可知，照明设计中要控制的指标包括：照度、照度均匀度、眩光限制、光源颜色、反射比。第5章主要列出不同场所的具体指标数值。照度标准、光源颜色和反射比有具体的数值供设计选用，作为照明计算的依据，在绿色设计方案和施工图设计时，应列出这些指标。

照度均匀度和统一眩光值，是根据灯具选型、布置计算出的验证性指标，仅在绿色方案设计时可以列举相关数值，作为下阶段设计的验证要求。在项目照明施工图设计时，应根据灯具选型和布置计算出照度均匀度和统一眩光值，并与规范值进行比对，如不满足规范要求，需要调整灯具选型或布置，再次计算直到满足规范要求。可见，仅仅将照度均匀度和统一眩光值列在绿色设计专篇中，不对灯具布置进行计算和校验，并不能满足绿色建筑照明设计的要求。

3照度均匀度计算示例

现以8.2m×9.6m×3.8m(H)普通教室为例，采用DIALux4.13进行照度均匀度计算并进行多个方案比较。GB50034第5.1.3条规定：“公共建筑和工业建筑常用房间或场所的一般照明照度均匀度(U0)不应低于本章的规定”。

本条为应执行条文，故本例中照明设计应满足第5.3.7条规定的课桌面U0不小于0.6、黑板面不小于0.7的要求（计算的参考平面为课桌面和黑板面）。另根据《教育建筑电气设计规范》（JGJ310-2013）（以下简称JGJ310）第8.2.4条：“教室课桌区域内的照度均匀度不应小于0.7，课桌周围0.5m范围内的照度均匀度不应小于0.5。教室黑板面上的照度均匀度不应小于0.7”。本条对课桌及周围0.5m范围的照度均匀度提出了更高的要求，在计算时需要一并满足。在DIALux中建立空间模型和课桌计算面(距地高度0.85m）、黑板计算面（底边距地1.2m）。

图1为采用双管格栅荧光灯（PAK331221-2*28W）吸顶布置，传统1/2布灯法（灯至墙的距离等于灯间距的一半）布置灯具的平面图及课桌面区域照度计算结果（黑板灯采用PAK310422-1*28W并仔细调整过位置），图1的平均照度为338lx，最小照度为197lx，最大照度为521lx，照度均匀度=最小照度/平均照度=0.583。桌面周围0.5m的照度均匀度为0.523（计算图略），符合规范要求，相应计算结果图略去。由图1可知，课桌机照度均匀度指标略低于GB50034的规定，虽可近似认为符合0.6的规定，但不符合JGJ310的规定，因此该布灯方案需要调整。

图2为采用三管格栅荧光灯（PAK331421-3*28W）吸顶布置，传统1/2布灯法布置灯具的平面图及课桌面区域照度计算结果（黑板灯同图1），图2的平均照度为367lx，最小照度为232lx，最大照度为528lx，照度均匀度为0.632。课桌面周围0.5m的照度均匀度为0.485（计算图略去）。由图2可知，课桌面照度均匀度符合GB50034的规定，但不符合JGJ310的规定，且课桌面周围0.5m的照度均匀度也低于规范要求。根据多次计算比较可知：传统的1/2布灯方案，难以满足绿色建筑照明设计的要求。

在进行教室等对照明质量要求较高场所的照明设计时，应准确选取灯具型号，精细调整灯具布置，方可满足绿色照明设计的要求。对图2的三管格栅荧光灯布置进行调整，得到图3的布置方案，图3的平均照度为351lx，最小照度为244lx，最大照度为505lx，照度均匀度为0.696。为课桌面周围0.5m范围的照度计算结果，平均照度为341lx，最小照度为193lx，最大照度为505lx，照度均匀度为0.565。图5为黑板面的垂直照度计算结果，平均照度为566lx，最小照度为412lx，最大照度为679lx，照度均匀度为0.728。

灯具布置调整后课桌面的照度均匀度达到0.696，保留2位有效数字能符合JGJ310的规定，课桌面周围0.5m范围内的照度均匀度为0.565，黑板照度均匀度为0.728，均符合各规范要求。因计算软件中类似灯具仅有28W光源，且本例中灯具数量少于10个，计算平均照度均较GB50034的标准值的偏差大于10%（关于照度偏差范围，GB50034第4.1.7条的条文说明已有解释：灯具数量少于10个时照度偏差允许适当超过10%），综合考虑该照明设计照度均匀度符合绿色建筑照明设计的要求。

4统一眩光值计算示例

仍以此教室为例计算照明统一眩光值。GB50034第5.1.2条规定：“公共建筑和工业建筑常用房间或场所的不舒适眩光应采用统一眩光值（UGR）评价，并应按本标准附录A计算，其最大允许值不宜超过本章的规定”。本条为推荐性条文，表示条件许可时，应尽量满足要求，对于统一眩光值指标，笔者理解指允许建筑内少量非重要场所计算点稍许超标且在可接受范围内。对于连续视觉作业场所如教室，因为保护学生视力是设计的重点要求，严格执行统一眩光值限制规定很有必要，对于走廊等场所的统一眩光值超标，不宜影响整个建筑的绿色照明设计评价，从而体现对规范“宜”字的准确把握。

笔者目前见到许多教室均采用开敞式荧光灯照明，这里首先将图1的灯具换成开敞式荧光灯进行统一眩光值计算，计算区域为学生座位区，计算方向为面向黑板，眩光计算面距地高度1.20m。计算结果见图6。由图6可知，采用双管开敞式荧光灯吸顶安装时，统一眩光值大面积超标，不符合绿色建筑照明设计要求。进一步计算表明：当灯具安装高度进一步降低或采用三管开敞式荧光灯时，统一眩光值还会增加，因此对于类似的教室、办公等场所，开敞式荧光灯照明不符合绿色建筑照明评价要求。图7是针对图3的灯具选型和布置方案进行的统一眩光值计算结果。所有计算点均小于19，符合规范要求。可见格栅荧光灯能有效限制眩光，符合绿色建筑照明评价要求。

5结论

综上所述，绿色建筑照明设计中，不应仅将照度均匀度和统一眩光值作为一项指标列在设计图上，而应根据灯具选型和布置进行计算并与规范值相比较，以验证设计是否合理。传统的1/2布灯法及灯具选型过于粗放，不能满足绿色照明设计要求。照明设计时需要采用专业软件进行照度计算。在绿色建筑设计评价时，应查验重点场所或典型区域的照明计算书，验证照度、照度均匀度、统一眩光值等指标是否符合规范要求。