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摘要：随着电力电子技术发展速度逐步加快,绿色照明技术也在此基础上不断发展起来,为人们提供了更多便利。本文对建筑光环境中的绿色照明设计方法进行了探讨。
关键词：绿色照明; 光环境；照度标准
引言
照明系统作为城市化建设中的重点组成部分,对城市的经济发展有着重要的作用。绿色照明不仅可以节约能源,还能有效的节省电力,同时减少对我国环境的污染。因此，绿色照明作为建筑电气节能重要的组成部分应受到重视。
1.建筑照明设计现状
绿色建筑是目前建筑行业发展的目标所在，尤其是我国建筑业面临高消耗高污染的现状，发展绿色建筑和节能建筑是一件刻不容缓的事情。但建筑照明设计现状一般是结合建筑空间功能，依据国家规范，选择合理的照度标准，进行照明设计，在控制方面结合人工开关面板控制、时间控制、区域控制等照明控制策略，实现照明节能。具体设计程序主要包括以下三方面内容：
(1)收集照明设计所必要的资料和技术条件，主要包括建筑和结构状况、建筑装饰状况、设备布置情况等；
(2)提出照明设计方案，进行各项计算，确定各项光学和电气参数，编写设计说明书；
(3)绘制施工图，编制材料明细表和工程概算等。
然而，这种建筑照明设计方法往往更侧重于按照各种标准模式进行设计，贯彻国家规范标准，忽视了与建筑的结合，特别是光环境的利用，其结果是不能营造良好的建筑环境氛围，成本造价控制和节能效果并不理想[2]。
2.基于建筑光环境的绿色照明设计
绿色照明与自然采光息息相关，室外照度一直在不断变化，必然的结果是室内光环境照度随之变化，不可能是个固定值，因此对采光的评价标准也就采用一个相对值来评价，这一相对值被称为采光系数，即在室内给定平面的一点上，由直接或间接地接受来自天空漫射光产生的照度与同一时刻该天空半球在室外无遮挡水平面上产生的天空漫射光照度之比。可见，采光系数是考虑最不利条件全阴天模型的基础上获得的数据，所以它不会因建筑朝向、时间的变化而改变，只取决于建筑本身特性，如空间布局、建筑材料等等。手工计算采光系数显然不太现实，而EcotectAnalysis使用英国建筑研究中心（BRE）的分项法（SplitFlux），并结合建筑真实模型来计算采光系数，结合Radiance进行反光板之类二次反射采光构件的分析，同时能够模拟具体某一天的室内自然采光照度，便可完成建筑内全年逐时自然采光照度的分析[1]。
通过采光模拟对建筑特性进行分析后，能够对建筑光环境有一定的判断依据，如建筑内哪些区域需要进一步优化采光，哪些区域需要限制眩光，从而获得改善室内采光舒适度的措施，诸如窗户、幕墙、采光顶、光导筒、遮阳板等的设计，充分发挥自然采光作用，为节能控制策略的制定提供关键性的参考，为后续人工照明的设计做好基础铺垫。再辅以德国DIALGmbh公司的DIALux应用软件，对人工照明进行仿真模拟，基于CAD文件，快速建模，结合输入整体照明系统数据，精确计算3D空间照度，提供可信度较高的模拟结果，得到更合理、更优化的设计方案，提高设计质量。
结合室内采光模拟，逐点分析自然采光对室内各点位人工照明的影响，根据室内照度模拟分布图和灯具布置，确定逐时、每个灯具开、关控制依据和照度传感器的布置依据，从而确定每个区域的智能照明控制系统在照度方面的控制策略。概括来说，采用基于建筑光环境的绿色照明设计方法，运用建筑光环境分析软件EcotectAnalysis和Radiance结合的采光模拟方法，获得各建筑内部空间天然采光状况；同时利用室内人工照明分析手段的DIALux照度模拟，获得最佳室内灯具布置；将室内天然采光与人工照明相结合，形成主要区域照明控制策略，应用到智能照明控制系统中，自动对人工照明进行控制，达到绿色节能的目的[3]。
3.应用案例
下面以某中新生态城公屋展示中心项目为例，简要介绍基于建筑光环境的绿色照明设计方法在实际工程中应用实施情况。中新生态城公屋展示中心项目总建筑面积3467m2，其中地上2层3013m2，地下1层454m2，建筑总高度15m。建筑功能一部分为公屋展示、销售；另一部分为房管局办公和档案储存。设计目标是国家绿建三星级、LEED铂金级、GreenMark白金级，因此需要同时满足3项评价标准，综合考虑进行设计，照度标准值、照明功率密度值需要集成3个标准指标的最高要求，见表1。
3.1建筑光环境分析与完善
最初建筑中央大厅未设置有侧面高天窗、屋顶没有导光筒，采用EcotectAnalysis软件进行首层和二层的采光模拟分析发现，首层47%的空间采光系数大于2%，二层63%的空间采光系数大于2%，自然采光利用欠佳，不满足相关采光标准要求，见图1、图2。
当采取改善自然采光措施，在首层挑空的大堂设置侧面高天窗、屋顶设置导光筒后，室内自然采光效果改善非常明显，首层82.22%的空间采光系数大于2%，二层84.22%的空间采光系数大于2%，满足相关标准要求，见图3、图4。
3.2人工照明设计
结合各个室内空间特性和功能需求，选择不同样式的灯具和节能型光源，同时基于以上采光模拟分析结果，在自然采光效果较好的区域设置调光型灯具，并将同一采光效果区域的灯具归为同一个回路，设置照度传感器进行控制。建筑内主要有设备用房类空间、建筑内通道类空间、功能性空间3类，采用DIALux软件对各个房间进行人工照明模拟分析，选择典型分析结果如下。设备用房类空间（地下一层电池间）如图5所示；建筑内通道类空间（楼梯间）如图6所示；功能性空间（一层公屋展示大厅）如图7所示。
3.3各区域照度标准、功率密度值及控制策略
综合LEED标准和国家绿建三星级、各项节能措施、自然采光模拟结果，制定出各区域照度标准、照明功率密度值及控制策略，见表2。3.4照明效果中新生态城公屋展示中心设置智能照明控制系统，通过室内照度传感器与自然采光结合自动调节室内照明灯具，室内照明效果明显优于同类建筑。
表1照度标准、照明功率密度及控制策略
表2各区域照度标准、照明功率密度及控制策略
4.结语
综上所述，本文基于建筑光环境的绿色照明设计方法，通过采光模拟和照度模拟分析，获得了优化灯具布置和照明控制策略，实现了照明设计中绿色节能的目标，不仅在照明初始投资上节约了造价，而且在照明效果上充分利用了自然采光、节约能耗，应该得到广泛的应用。
参考文献：
[1]关于现阶段我国城市绿色照明管理的问题与对策[J].郑黎明.科技经济导刊.2016(07)
[2]电力电子技术在绿色照明系统中的应用分析[J].王娇,顾波,魏伟.电子世界.2017(03)
[3]浅谈电子技术在绿色照明电路中的应用[J].何博文.通讯世界.2016(09)
论文作者:崔立
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/29
标签：采光论文; 照度论文; 建筑论文; 室内论文; 环境论文; 标准论文; 自然论文; 《防护工程》2018年第17期论文;