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绿色照明系统论——上海中心室内照明项目分析

放大字体  缩小字体 照明中国网   发布日期:2015-05-05  来源:《照明》  作者:顾菁  
  1 设计节能
 
  (1)办公空间照明的要求及发展趋势
 
  办公照明设计的基本要求是满足客户需求,同时符合国家规定的基本指标。根据我国照明标准的相关规定(见表1),照度、亮度、显色指数等是办公空间照明设计必须考虑的基本数量指标。同时,在CIE(国际照明委员会)以及世界各国的照明设计标准都对这些指标进行了较为详细的规定。
 
  通过多年来对于办公空间视觉功效的相关研究结论表明,办公空间照明品质受到各种相关因素的影响,如色温、亮度分布等。因而近些年来的办公空间照明设计已不仅仅局限于满足单纯的数量指标,设计重点逐步转向如何通过室内合适的亮度分布、空间氛围表现、不同光色的结合应用以及自动调光来满足人们心理上对照明环境的深层需求。
 
  (2)节能设计的研究
 
  上海中心室内照明设计,强化设计理念,以设计为源头,合理布灯、正确用灯、结合控制,减少光污染,降低光浪费,关注使用感受及健康环境,以设计带动节能。
 
  全面评估照明质量,淡化、简化照度指标。首先,全面考察实际使用需求,运筹整体照度要求,把对应的标准简化为7个照度等级,对照明质量要求分为3个层次。7个照明等级分别为:定向与简单视觉作业30、50、100lx;普通视觉作业300、500、1000lx;特殊视觉作业3000~10000lx。3个照明质量层次分别为:明亮,舒适,有艺术表现力。通过严谨的规划思维结合艺术家的想象力,对上海中心的各个照明场景进行3D建模,并运用Dialux进行仿真计算。严格控制眩光和溢出光,大空间区域关注均匀度指标和功率密度值。研究表明,照明设计优化,可以带来额外的5%~10%的节能效果(如图1所示)。
 
  在该项目中,照明设计不但考虑了照明品质,更对照明健康进行了研究和探讨。期间针对蓝光伤害问题,多次组织专家组进行讨论研究,对大范围使用LED灯具的可行性以严谨的态度进行了深入的分析实验。同时,实践探索,以人为本,个性化的设计手法。普及照明调控,关怀个人对光的不同需求,追求个性化的照明风格;注重光色的选择,用光营造情调和氛围,满足人们心理上和精神上的追求;结合非对称照明,动态照明,在需要光的时间,把适量的光送到需要的地点。
 
  2 产品节能
 
  2.1 LED照明技术
 
  室内LED照明技术的日益成熟,促使室内产品技术的革新,大量的成功案例采用了LED产品替代原普通荧光类灯具。随着LED发光效率的不断提高,以及价格逐步下降,LED光源在办公照明方面的优势也逐步显现出来。根据麦肯锡数据,办公照明中LED产品比例,2010~2012年复合增长率高达166.5%,2012~2016年也将保持35.5%的高速增长,到2020年,LED办公照明产品将占据超过50%的产品结构比例(如图2所示)。
 
  白光LED的光效近年来更是不断地被突破,目前最新技术的LED产品光效已大大超过了一般办公空间常用的T8、T5荧光灯的光效。加之LED的定向发光特性决定其灯具效率(80%~90%)也远远大于普通直管荧光灯的灯具效率(一般在65%~70%),理论上减少能耗50%以上。而其体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、环保、坚固耐用、易于结合控制等特性,也成为了此次选择使用LED产品的重要理由。
 
  2.2 LED照明产品
 
  虽然LED技术有诸多优良特性,但要设计出一款优秀的LED照明产品并不容易。LED的单点亮度高、定向性强的特性也成为产品出光均匀度、配光设计等灯具设计的重大难点。
 
  本次上海中心室内项目,针对办公区域设计了LED洗墙灯带,针对地下车库设计了LED车库灯。
 
  LED洗墙灯带是亚明公司在产品应用的创新。亚明通过对办公照明设计的理解,把灯带类产品,使用到上海中心核心公共办公区域。实现了传统荧光灯产品难以达到的“无缝连接”的照明效果。“无缝连接”意味着线性安装照明产品的情况下,完全达到无暗区、无阴影、无眩光的“三无”效果。而传统光源往往受限于光源的两端暗区,及灯具的安装拼接暗区等问题。亚明充分使用了LED的小型化发光特性,均匀线性排布颗粒后,组成标准模组,定制灯具壳体,采用对插连接方式,达到连续安装。受限于现场安装条件的限制,在有限灯灯具尺寸情况下,使用高透光、高雾化PMMA面盖,达到均匀柔和的出光效果。由于是大块面线性发光,因而严格控制光色的一致性,所有芯片均挑选色容差为3.5以内的芯片,保证了视觉辨识上的良好感受。而在拼接方面,经过多次试验,实行了各种方案达到灯体的拼接平整有序,面盖的拼接无缝,无漏光。为精益求精,该灯具前后微调了数十次,并多次在亚明公司LAC实景模拟测试后,进行讨论修改。最终应用到办公场景。
 
  LED智能照明引入地下停车场可获得良好的节电率。这主要是因为地下停车场照明需求存在明显的“潮汐现象”,即高峰时段与低谷时段的差异明显,传统的“长明灯”模式就是节能的“金矿”,应根据不同的时段需求,提供不同的照明亮度;而且半导体照明本身属于绿色光源,耗能低,其高效率将带来设施层面的节电率;此外,“按需照明”用电模式也将带来工作制度层面的节电率。
 
  本次针对上海中心室内项目,特别设计了一款造型特别,与众不同的LED车库灯(如图2所示),不仅拥有整灯100lm/W的高光效,且拥有IP65的良好防护性能。同时支持1-10V智能调光,使智能楼宇得以完整的实现。良好的眩光控制,不但提供均匀舒适的出光效果,一体化的造型结构,也免去了现场拆装光源的麻烦。专用车库灯不但支持吊装、壁装、吸顶安装等多元要求安装方式,此次更特别设计了桥架安装方式,专为上海中心地下车库结构量身定做。
 
  3 控制节能
 
  3.1 办公智能控制系统
 
  据专业资料统计,智能建筑的照明用电占整个建筑用电的约20%。其实在大多数情况下很多区域并不需要把灯全部打开或者开到最亮,过度的照明不仅形成光污染还会造成能源浪费。在当今能源紧张、国家大力倡导节能的形势下,使用智能照明管理系统最大程度地节能具有非常实际的意义。通过智能控制可以最大限度降低电能消耗,另外采取合理的控制系统,包括日光感应,红外感应,动静感应,合理降低使用浪费,从而达到节约费用开支的目的。
 
  3.2 智能照明解决方案
 
  照明回路数量多,容量大,如何提高运行的稳定性和可靠性,使控制和操作更加简单、方便、灵活,使管理更加自动化、高效化,减少大量简单重复的劳动,是照明设计考虑的重点。根据不同区域的照明要求,该系统可以提供不同的控制手段,如调光、场景、恒照度等,使用方便灵活,管理高效。
 
  从项目立项到施工设计的整个过程,综合考虑上海中心的情况,系统化设计,科学化的节能减排数据量化分析,用合同能源管理服务解决方案创新化的考虑,以及目前传统光源及LED光源的性能参数、系统配置及运行方式、使用和维护、节能与安全、经济效益等因素为原则(如图4所示)。采用了时间集中控制、日光采集控制、动静感应控制、实时使用控制的综合控制方式。
 
  该智能照明管理系统不仅可以实现基本的灯光控制,还应可以通过场景、调光、自动控制等手段(如图5所示),提升照明环境的品质,使员工在一个舒适温馨、高品质的光环境下愉快高效地工作。
 
  4 系统节能
 
  运用节能效益分析软件,节能咨询服务等手法,结合对高效节能照明产品数据库的数据采集,最终对于整体上海中心室内照明工程进行了系统节能综合分析。系统化节能研究的优势是,通过对各项系统分支的优势分析和经济分析,取长补短。摒弃只对部分系统进行激进推论的做法,并采用不成熟技术,对整体系统产生风险。
 
  针对上海中心室内照明项目,亚明均采用了已经论证过的技术和产品,通过对项目和应用的理解,结合各种手法,达到1+1+1>3的节能效果(如图6所示)。重应用,求创新,也成为亚明公司从产品销售到照明方案提供商转型发展的一大重要举措。
 
  参考文献
  1 中华人民共和国住房和城乡建设部,《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)
  2 McKinsey & Company, McKinseyStudy_Lighting the Way,2011-7
 
 
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