照明设计

问题四：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。

问题五：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。

问题六：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，特别是国内大部分电气软件，均以布置灯具的距高比是否满足所选灯具的最大距高比，来判断是否满足照度均匀度要求。我认为这种方法一方面缺乏可依据的规范，另一方面下面情况的距高比却无法求得：

1、只有一盏灯具的房间。

2、采用直管荧光灯具，只一行或一列布灯时，另一方向的距高比如何计算？

3、用两种或两种以上不同灯具交叉均匀布灯时，距高比以哪种灯具为准呢？

新照明标准中规定：一般照明工作面高度的照度均匀度不应小于0.7，有具体的数值，应该用逐点法进行计算！

采用逐点计算法计算均匀度，计算点的多少与均匀度密切相关。计算点越多，则房间的平均照度越准确，而均匀度却越低；反过来，计算点越少，平均照度越不准确，照度均匀度却越高。为了解决这一矛盾，《室内照明测量方法》GB/T5700中规定了满足10%以下精度的最少计算点，其数量与房间的室形指数Rr有关：当Rr＜1时，最少计算点为4点；当Rr=1~2时，最少计算点为9点；当Rr=2~3时，最少计算点为16点；

当Rr≥4时，最少计算点为25点。一般室内测量网格为2~4米，不宜超过4米。

房间计算点的行数或列数最好不要是灯具布置行数或列数的整数倍，因为整数倍会使计算点位置与灯具的相对位置变得单一，计算点照度不能真实反映房间照度的分布情况。

国外的某些专业照明软件，为了实现能画出平面等照度图的功能，必须要有足够多的计算点数量方能实现。其结果是导致了照度均匀度十分的低下，仅在0.1~0.5之间。按如此的算法，没有一个房间的照度均匀度能够符合中国照明标准的要求（≥0.7）。此种算法，不足为据。

问题八：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。

因为新照明标准要求许多场所采用高光通量、小管径的三基色荧光灯，而简式荧光灯或控照型荧光灯灯具的灯管均裸露在外，必须导致观察者方向灯具亮度大，从而引起UGR数值大。如果在教室或办公室场所采用以上两种灯具，无论灯具是水平布置或垂直布置，UGR指标均不能满足最高值限制值的要求。在新标准的配套教材《建筑照明设计标准培训讲座》一书中，也多次反对采用以上两种灯具：

如：P61页办公照明部分——“不宜继续使用”

P88页学校照明部分——“要百分之百停止使用”

通过UGR数值的计算为此观点提供了有力的证据。但目前并没有淘汰这两种灯具，原因是在一些UGR要求较低的场所或UGR值没有限制的场所，这两种灯具还是可以适用的。

《工业照明设计标准》GB50034-92废除以后，新照明标准《建筑照明设计标准》GB50034-2004并没有对高强气体放电灯的最低悬挂高度进行限制。设计人员在执行新标准时心中无数，不知灯具应该安装多高合适。

我认为：只要能满足场所的照度均匀度、UGR指标要求，该安装多高合适就装多高，并没有统一的具体数值。因为均匀度与灯具的配光有关，UGR与灯具的光通量、灯具的发光面积、灯具到观察者的距离有关（即与安装高度有关）。一个好的照明设计方案的取得，有时需要经过多次的修正、反复的计算，直到各项照明指标都是满足要求为止，并非轻而易举，仅凭经验就能获得。

展望1：积极推行专业照明设计软件的应用。

新照明标准对照度的误差范围要求较严格，（仅为标准值的±10%的误差）。若非精确计算，仅用估算很难达到，而且又多出了一个量化的UGR指标。照明是看得见，摸不着；照明的计算既抽象、繁琐又枯燥无味，若要求设计人员进行手工计算，工作量实在太大，花的时间太长，这也是设计工期所不允许的。

如果没有一套大家认同、操作简便的专业照明设计软件做辅助，能轻而易举地算出各种照明指标，要想获得一个完全符合新标准的照明方案，确实十分困难！推行专业照明设计软件已是行业发展的迫切需要。

旺元照明设计软件是我国首套专业的照明设计软件，此套软件由福建省漳州市旺元照明电器有限公司自主开发完成。它打破了长期以来，专业的照明设计软件均由国外照明公司垄断的局面，体现了我国照明技术向国际水平发展的一种趋势。

此套软件紧密结合新照明标准并参照了国际照明委员会（CIE）的有关规定，突破性地把规范对场所的要求和规范对光源灯具的要求，进行综合考虑，编制成含有光源、灯具及附件的适用灯具型号。每选择一个灯具型号，其对应的灯具样式、灯具的配光、灯具的效率等参数均已确定；与灯具配套的光源参数也已确定，连灯具所使用的镇流器种类也得到明确，这样许多需要的参数都以型号具体化，为设计人员免去选择灯具、光源、镇流器等的麻烦，节省时间，十分方便。

目前，国外的大部分专业照明设计软件，并没有对各种场所所适用的光源、灯具加以限制。设计人员可以进入它的光源库、灯具库随意选用任何一种光源和灯具。由于设计人员对产品的认识程度和对照明设计认识的不同，很有可能选择与场所不相适应的灯具和光源进行计算，也许会有一个令人满意的计算结果，但它的前提是不正确的！

举一个有视觉显示终端的办公室为例：新照明标准对灯具在65o的眩光角以上的灯具亮度是有限制的，一般要选用带格栅的无眩光或无像灯具。而由于国外软件对该场所的灯具没有限制，设计人员有可能选择了简式荧光灯或控照型荧光灯具。在光源方面，新照明标准规定其色温范围为3300K~5300K，显色指数Ra≥80，如果选用飞利浦36W的荧光灯，应该选用TLD36W/840或TLD36W/940的灯管，因为国外软件对该场所的适用光源没有进行限制，设计人员有可能并没有选用以上的光源，而选用如TLD36W/54（色温6200K，显色指数Ra=72）或TLD36W/33（色温4100K，显色指数Ra=63）的光源，而不同的灯具，灯具效率不同、不同的光源，光通量不尽相同。这些不同之处，必然对计算结果产生重大影响！

旺元照明设计软件在光源限制和灯具限制方面，是做得比较成功的，该软件的每个场所都有一系列对应的适用灯具型号，每一个灯具型号所对应的灯具和光源都是适用于该场所的，这样，就避免了设计人员选错灯具或选错光源，引起的前提性的错误。

在照度取值方面，旺元照明设计软件紧密结合新照明标准，对照度取值进行有效的限制，每一个场所均对应于该场所的照度标准值，只允许上下浮动一级，不能无限制的增加或降低。如普通办公室，旺元软件的照度取值：默认值为标准值300LX，可下调一级为200LX，上调一级为500LX；而国外的专业照明软件并没有这样的限制，用户可以任意取值，如取100LX、150LX或1000LX，而这些取值并不符合中国的照明标准。

旺元软件在求利用系数时，是采用固有利用系数与灯具效率的乘积而得，其中的固有利用系数是依据德国两位著名科学家E·Wittig和K·Stolzenberg编制万能固有利用系数表，其准确性是世界公认的。各空间的有效反射比是根据美国带域空间法，结合房间的尺寸、灯具安装高度、各反射面材质（从软件中点取常用质材，即可知其反射率）自动计算得出。各空间最多可选取6种不同材质，其精细程度是国内外同类软件所不及的。

当用利用系统法计算出所需的灯具数量后，旺元软件可以根据工程类型进行推荐性灯具布置，如：仅要求水平照度的一般照明场所，用均匀布灯；而有彩电转播的体育馆、除了水平均匀布灯外，还增设了提高垂直照度的四周侧光均匀布灯；如果是有要求增加局部照明的工厂，则增加低安装高度的吊装光带等具体化措施。旺元软件可以通过逐点计算法完成场所的各项指标如水平照度、垂直照度、照度均匀度、统一眩光值（UGR）和属于强制性条文的照明功率密度（LPD）的计算，自动判断、提示是否符合照明标准对场所的各项要求，并自动生成以工程编号为文件夹，以计算地点为文件名的文本计算书和AutoCAD的平面示意图，为设计人员反插入电气设计图中进行配管配线，提供方便。旺元软件还能对暗槽灯，发光顶棚、装饰灯具进行有关的计算，这是国内其它软件所没有的。

旺元照明设计软件完全把设计人员从繁忙的查找规范和繁琐的各种照明计算中解脱出来，大大地提高了设计效率和设计质量，是建筑设计单位和施工图审查单位不可多得的辅助工具软件，应该值得推广应用。

展望2：希望《建筑照明设计标准》GB50034-2004能早日真正得以以贯彻实施。

一项新标准的实施需要行业各部门，行业相关部门的共同参与、积极配合，方能得到落实。

1、首先是设计单位能按新标准的有关规定进行照明设计，曾有文章写道：“绿色照明从设计开始”，这是实施新标准的第一步，也是最关键的一步。如果没有各种照明指标都满足新标准要求的照明方案，没有有根有据的照明计算，实施新标准，推行绿色照明就没有依据、缺乏基石，节能就无从谈起。而采用投机取巧的倒推法更与绿色照明的理念背道而驰，照明设计正确的顺序应该如下：

①根据工程性质及计算地点确定照度标准；

②根据规范对该计算地点的要求选择适用的灯具及相适宜的光源；

③根据房间尺寸及灯具安装高度和房间各反射面材质，查找厂家灯具对应的利用系数表或者查找万能固有利用系数表，求出利用系数；

④计算出所需的灯具数量，并根据房间结构和自己的审美观点，确定灯具数量和灯具布置方式；

⑤用逐点计算法计算房间的平均照度、照度均匀度、UGR指标、LPD指标；

⑥最后再与规范或标准对该场所的要求值进行比较，判断此照明方案是否节能，是否满足新标准的要求。

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。