建筑照明设计标准修订启动 LED成“最纠结”一环

建筑照明设计标准修订启动 LED成“最纠结”一环
2011-2-12 17:36:07 中国半导体照明网《半导体照明》杂志王美行业:其它浏览

　　实现低碳照明节能的前提应该是满足人们正常的视觉需求，也就是满足照明设计标准的要求，这其中设计非常关键，涉及照明方式的选择、高效节能照明产品的选用等，从这个角度，LED满足设计的应用需求是推广LED应用，推动LED发展非常重要的一环。反观当前LED的应用，却存在着不明确或忽略设计应用需求的状况。设计应用的需求和要求是什么？LED如何应用到照明设计中？在照明设计中，设计师们遇到的难题是什么？LED如何满足设计需求？等等一系列问题值得业界关注和深入思考。

　　《建筑照明设计标准GB50034-2004》(以下简称“标准”)是建筑工程设计师设计应用照明电器最重要的一部标准，它包括了各类建筑照明设计的数量指标（如照度）、质量指标（照度均匀度、眩光限制、光源颜色、显色性、反射比等）、照明功率密度限值、照明配电及控制等，涵盖了居住建筑、公共建筑和工业建筑的照明标准和节能标准以及有利于执行的“照明管理与监督内容”，对于实施绿色照明，促进照明科技进步和高效照明产品推广产生了重要作用。

　　近年来，随着我国照明技术的不断发展，特别是最新一代光源LED在室内外的不断扩大应用，再加上节能减排的趋势要求，对于建筑设计标准提出了新的要求。此背景下，《建筑照明设计标准GB50034-2004》的制订单位——中国建筑科学研究院也开始了这一标准的修订意见征询活动。据了解，本次新标准的修订从调研再到完成征求意见稿、报批，预计可能需要2年的时间。

节能指标将更严格

　　“标准的编制既要以为人本，创造良好的光环境，反映我国照明技术水平并促进其发展，具有科学性、实用性和前瞻性，并结合中国实际情况向国际标准靠拢，同时又要反映中国的实际水平。既要做到技术先进、经济合理，又要做到维修方便、使用安全、节约能源、保护环境、保障健康和绿色照明等。中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院赵建平副院长指出。随着照明技术及应用的发展，标准的内容也需与时俱进，此次标准修订将进一步严格节能的指标，增加有关LED应用的指标设置等。

　　LPD是指照明功率密度，是建筑房间或场所单位面积的照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)，单位为瓦/平方米（W/㎡）。LPD值是评价建筑节能的主要指标，规定LPD限值，关系到在照明领域的节能、环保等，将促使照明设计全面考虑和顾及照度水平、照明质量和照明能效，促进在设计中推广应用更高效的光源、镇流器、灯具及其他产品。在实际应用中，LPD限值的规定成为有关主管部门、节能监督等部门对照明设计、安装、运行维护进行有效监督和管理的重要依据。

　　GB50034-2004标准制定时的一个重大变化就是增加了办公、居住、商业、旅馆、医院、学校及工业等7类建筑的108种常用房间或场所的LPD最大允许值，除了居住建筑外，标准中的其他6类建筑的LPD限制均属强制性标准，这也是我国照明设计标准历史上的首创。当前全球节能环保压力逐步加大，LPD值的意义也更加凸显。据了解，此次标准修订，LPD值可能会做较大的调整，使LPD值更符合节能的趋势和要求，将会重点考虑如何降低已有建筑的LPD值，扩大公共建筑中房间类型的节能标准的规定等问题。

　　应该看到，LPD值的规定以及可能进一步的降低对于照明设计而言会是一个很大的挑战。比如，在标准的现实执行中，满足节能规定的LPD值与实现建筑的美观装饰要求常常“鱼与熊掌不可兼得”，也成为建筑设计师最为头疼的事情。有设计师表示，尤其是在酒店照明设计，白炽灯或者卤素灯在光线控制等方面效果较好，很多酒店包括一些国外的连锁酒店，在装修配合的时候会大量采用白炽灯，这样一来在节能方面一定会超标，节能检查时也一定无法通过，这种节能与装饰要求无法两全的状况也常常会引起设计师与甲方之间的矛盾。“究竟是注重效果还是节能？或者在两者之间找到一个平衡点，需要标准规定进一步明确。”有设计师如是说。

　　另外，实现绿色环保、节能减排是标准制定的目标之一，除了规定LPD值，对于照明节能的实现，业内专家纷纷表示控制系统的节能也非常重要，需要业界重视。照明耗能方面，除了光源本身，照明系统整体的耗能也非常可观，控制系统节能非常重要，可以通过一些控制系统实现智能照明，达到二次节能或多次节能。有专家甚至表示LPD值可能会限制安装灯的数量，但这不应该成为节能衡量的全部，通过智能照明实现的节能很可观，照明控制的地位应该比LPD值的地位更高。但是通过调光技术调控LPD值，成本较高，客户是否可以接受高成本的东西还需要慎重考虑。

　　可以看到，尽管LPD值的降低趋势对照明设计会是巨大的挑战，但从某种角度来看，这种节能要求带来的设计压力和挑战，也会促使照明设计中更多考虑采用有利于降低能耗的照明产品，这为LED提供了可以发挥节能、易于实现智能控制等特点的广阔空间。

LED写入标准面临的问题

　　作为未来的照明光源，LED的技术发展可谓日新月异，应用领域不断拓展，其在室内照明领域的应用被广泛看好，此次新标准的修订也将LED光源的选择使用纳入了考虑范围，增加LED应用场所及性能指标的内容，对于LED而言也是一个很好的机遇。

　　建筑照明设计标准是应用标准，与一般的产品标准不同，应用标准中规定的一些参数会影响到整个行业以及企业的生存和发展，甚至整个国家照明设计水平，其重要性不言而喻。从推动照明领域的技术进步来讲，GB50034-2004标准提高了很多指标要求，比如标准中“办公建筑照明标准值”中普通办公室的照度标准值要求由原来的150lx提高到了300lx，显色指数（Ra）由60提高到80，高档办公室的照度标准值要求达到500lx等。标准的实施对照明行业的发展产生了很大的影响，对推动新产品的应用影响也很大。在标准“照明光源选择”部分中规定“高度较低房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形荧光灯；高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径荧光灯”，在当时卤粉荧光灯为主流的的情况下，标准实施对三基色荧光灯的市场应用起到了很好的促进作用，也推动了国内照明技术水平的提高。

　　作为应用标准，光源一般会倾向选择成熟、定型的产品，标准的制定实施也相对处于静态，而LED是新兴产业，LED光源与传统光源在性能等方面也有很多不同，且处于快速动态发展的过程中，产品的更新换代速度非常快，如何处理好动与静的关系，如何让制定的标准，引导并规范LED应用的同时又能推动LED的技术发展等问题成为标准修改的一个难点。LED该如何写入标准？对于LED来说，用目前的眩光、显色性等评价指标是否合适？在满足基本照明要求的前提下，如何评价光源在健康、安全、舒适性等方面的性能？对此，业界人士展开了广泛的探讨。

　　首先是眩光问题。GB50034-2004标准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，室外体育场所的不舒适眩光应采用眩光值（GR）评价，同时标准规定了统一眩光值和眩光值的计算方法和最大允许值规定，比如，图书馆建筑照明标准值中UGR值要求一般为19，商业建筑照明标准中UGR值要求一般为22等。目前LED存在眩光问题是不可否认的事实，有业内人士表示，LED表面亮度非常高，容易产生眩光，因此，对于LED应以综合性指标衡量而不是单单考虑光效，比如整个能效的规定，综合考虑室内照明显色指数、色温等几个方面，制定灯具的能效标准。也有人表示，LED光学配光方面，因眩光一面的光强值会比较强，可以利用匹配LED的灯具新造型，解决光点问题，降低光强，将光点调整平缓。另外，标准中可以设定LED的眩光指数并加上限制条件。

　　其次是光色评价。当前标准对光源颜色做了规定，室内照明光源色标按照光源的相关色温分为三组（如表1），同时规定，“长期工作或停留的房间或场所，照明光源的显色指数（Ra）不宜小于80”。当前，同时满足色温和高显色性的要求，尤其是在低色温的情况下实现高显色性，对LED而言比较困难。有业内人士表示，色温与荧光粉的关系很大，不同的芯片波长用的荧光粉就完全不同，建议对LED采用色坐标制定色温标准，色温整体漂移最好不超过200K。也有人指出，之前显色性主要是以Ra体现，但是当前很多企业，包括国外的一些企业会用Ri（特殊显色指数：在具有合理允许差的色适应状态下，被测光源照明CIE实验色样的心理物理色与参比光源照明同一色样的心理物理色符合程度的度量）的评价指标。

　　再次是关于人眼的舒适度。LED是点光源，很多灯具里面是一个个的点，整测配光曲线差不多是圆的，但却是一个个小点组成的，光谱不是连续的，因此人眼的感觉会不同。标准制定需要考虑不连续光谱对在长时间工作场所人的视觉功效的影响（光生物安全），需要一些研究支持。有业内人士表示，LED灯不连续光谱对于人体的影响，甚至对于照明环境的影响，是一个很大的课题，不是短时间内能够研究清楚的。但有人也指出，尽管LED的光谱跟传统光源有区分，但是其紫外和红外的含量比较少，是LED不可忽略的优势。

　　第四是节能的衡量。目前，标准中衡量节能的重要指标是LPD值，主要是从总功率的角度规定，并没有涉及时间因素。业内人士表示，若考虑时间因素，可以根据千瓦时的概念，通过一段时间的使用，比如以24小时为使用周期来评价LED的能耗指标。

表 1 光源色表分组

　　对于LED进入室内的标准要求，有人建议，对LED光源需要设定颜色一致性、光衰和色漂移等几方面的要求。其中照明最重要是以目测为主，数据为辅。色温有上限有下限，色差最好在500K以内。而光衰则建议重点掌握点灯6000-7000小时之间的1000小时的数据，光衰最好保持在3%~5%，目前光衰小于5%很多企业已能做到。也有人指出，对于传统灯具，灯具跟光源是分开的，但对LED而言，可能会出现光源跟灯具一体化的形式，而目前标准是把光源和灯具按照传统效率来区分评价，LED可能会出现不适应的情况。因此可以按照灯具的总体能效来计算，用总的输出光通量和总的输入功率比值的方式体现出来。

　　有业内人士表示，LED进入室内，还需要很多理论数据支撑。根据目前LED的发展水平，在一个照明空间里完全采用LED不太适合，在标准里可以明确推荐哪些功能场所适合哪些光源，特别是综合性的场所，尽可能对不同场所灯具做一些推荐。LED处于动态的发展过程中，另外，LED还需提高显色指数和降低价格。

LED发展需重视设计的应用需求

　　如前所述，GB50034-2004标准作为应用标准非常重要，倘或标准中写入LED，有利于完善建筑照明设计标准，也有利于规范半导体照明产品市场，便于指导工程设计单位应用LED照明产品，对半导体照明产业的发展也将起到积极的推动作用。

　　而透过此次标准修订意见征询活动，应该看到，实现低碳照明节能的前提应该是满足人们正常的视觉需求，也就是满足照明设计标准的要求，这其中设计非常关键，涉及照明方式的选择、高效节能照明产品的选用等，从这个角度，LED满足设计的应用需求是推广LED应用，推动LED发展非常重要的一环。反观当前LED的应用，却存在着不明确或忽略设计应用需求的状况。设计应用的需求和要求是什么？LED如何应用到照明设计中？在照明设计中，设计师们遇到的难题是什么？LED如何满足设计需求？等等一系列问题值得业界关注和深入思考。

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