摘要: 我國新修訂的《國家建筑照明設計標準》(GB50034-2004)于2004年12月正式實施,該標準首次新增了照明節能設計與管理的技術條款,采用照明功率密度(LPD)指標來衡量建筑照明設計的能效水平,本文通過對我國目前辦公建筑照明能效水平的調查研究,以及對國內外相關能效標準內容的分析,重點介紹了《國家建筑照明設計標準》(GB50034-2004)中辦公建筑的照明功率密度指標的研究確定過程。標準中規定的辦公建筑照明功率密度設計指標其效率等級已達到國際先進水平。
關鍵詞: 照明設計 照明功率密度值(LPD)
1.前言
新修訂的《國家照明設計標準》(GB50034-2004)已于2004年4月由建設部正式頒布,2004年12月1日開始實施。該標準是根據建設部建標[2002]85號文要求,在國家發展改革委/UNDP/GEF中國綠色照明工程促進項目的資助下,組織有關標準研究部門和專家共同研究制定的。新版標準主要有三大特點,一是照度水平比1992年版的舊標準有較大提高,二是對建筑照明的質量有了更高要求,三是標準第一次規定了我國七類建筑主要照明場所的最大功率密度值(LPD),即每平方米建筑面積照明用電功率限定指標,這七類建筑包括居住、辦公、商業、旅館、醫院、學校、和工業建筑,除居民建筑外,其它六類建筑照明場所的功率密度限定值在標準中被規定為強制性條文。該標準的頒布充分反映了為滿足我國全面建設小康社會的新形勢和新要求,有必要把照度水平和照明質量提升到一個新的水準,向國際先進水平靠攏;同時反映了照明用電必須致力于提高利用效率,最大限度地節約電能,促進資源和環境的保護,以適應我國的能源形勢和經濟社會的可持續發展的總要求。本文著重闡述在該標準的擬定過程中,辦公建筑照明功率密度值的研究設定方法。
2. LPD指標的設定原則和方法
2.1 LPD指標的定義
這里首先給出標準中與照明功率密度相關的幾個重要定義。
照明功率密度標準采用照明功率密度(LPD)作為建筑照明的評價指標,照明功率密度是指單位建筑使用面積的照明總安裝功率密度(W/m2)。標準所采用照明功率密度(LPD)是指每個使用房間的最大照明安裝功率密度,而并非指整棟建筑的照明功率密度。
單位建筑使用面積是指房間使用的面積(m2),不包括公共使用的面積。
總安裝功率是指照明系統的總安裝功率,它包括所采用光源的功率、鎮流器、限流器、照明控制器的全部功率,室內照明安裝功率應以室內最大功率(W)的照明作為基準計算。
2.2 LPD指標設定原則
《國家照明設計標準》(GB50034-2004)制訂的總原則是依據對我國目前建筑照明實際情況和設計情況的調查分析,參考國際上一些發達國家的照明節能標準,結合我國照明產品性能指標,在經過論證和綜合經濟分析的基礎上進行科學制定,標準要在推進我國高效照明產品的運用,提倡科學合理的優化設計以及加強監督管理等措施,促進我國的綠色照明事業發揮重要作用。
因此,標準中確定LPD值的具體辦法是通過重點實測調查和設計普查數據結果,基本掌握我國目前建筑照明功耗的效率水平,收集國外相關標準信息進行對比分析,同時組織經驗豐富的照明設計專家針對具體的照明場所進行設計驗算,對設定的LPD值進行可行性分析,以保證LPD設定的合理性、科學性和先進性。值得一提的是,LPD作為標準中的能效指標,在確定該指標時,吸收了國際上先進的節能標準制定方法,把它分為現行值和目標值兩個類別,充分發揮其對照明節電設計的引導作用。
3. 辦公建筑照明效率水平的調查分析
為了掌握現階段我國辦公建筑照明現狀和效率水平,在標準的研制過程中首先組織了一次全國六大區域的照明情況調查,調查分為重點調查和普通調查(普查)兩個部分,重點調查在沈陽、西安、成都、上海、廣州、北京幾個地區選擇了45個單位的32間會議室、42間辦公室3間輔助用房進行了照明現場實際測量。普查是聯合全國六大區域主要設計院對114個單位的61間會議室、142間辦公室、46間輔助用房的照明設計進行了資料普查工作。現將重點現場調查和設計資料普查結果匯總如下。
3.1重點調查結果
重點調查主要反映我國辦公室建筑的實際的照明功耗情況。調查中把辦公建筑分為三大類:普通辦公室、會議室、 一般辦公用輔助用房,按照不同的照明功率密度大小進行分類。
調查發現,辦公室功率密度分布在 10≤LPD<18 段的數量最大,占調查樣本的47.6%;平均照明功率密度為20 W/m2, 普通會議室分功率密度分布在10≤LPD<18 段的數量也最大,占調查樣本的44.2 %;平均LPD為20.1 W/m2。一般辦公輔助用房功率密度分布,根據不同的用途其功率密度值基本分布在LPD<10、10≤LPD<18、 28≤LPD<32 三個區域,分別各占33%左右, 平均照明功率密度為17.9 W/m2。
3.2 普查結果
對全國各大區域設計院的照明設計的普查,主要反映了目前我國辦公室建筑照明功耗的設計水準。按照重點調查的分類方法,調查發現,辦公室功率密度分布在 10≤LPD<18 段的數量最大,占調查樣本的61.7%;普通會議室分功率密度分布在10≤LPD<18 段的數量最大,占調查樣本的54.1% ;辦公輔助用房功率密度分布除庫房和營業廳在LPD<10占多數外,其它辦公輔助用房基本仍在 10≤LPD<18 段的比較多,詳見表1。
4. 國內外有關辦公建筑能效標準情況
在照明設計標準中引入照明功率密度(LPD)規定對于我國依然是個新鮮事物,此前,我國從未采用這一指標制訂過國家或行業標準,只有北京和上海有地方標準。北京標準中規定高檔辦公室LPD為20 W/m2(相對應的平均照度為500lx),上海標準中規定辦公室,會議室LPD 為15 W/m2(不含鎮流器損耗,相應照度為100~200lx)。國外也只有少數幾個發達國家制定了相關的LPD標準,美國標準規定整幢辦公建筑的LPD值為13.99 W/m2,封閉辦公室、會議室為16.15 W/m2,報告廳為17.22 W/m2,倉庫為10.76 W/m2,電氣室、機械室為13.99 W/m2。俄羅斯的LPD標準為辦公室25 W/m2(對應照度為400lx)。日本標準中會議室、辦公室均為20 W/m2。我國新版建筑照明標準中設立LPD值指標,在國際上也是走在前面的。
5. LPD指標確定分析和結果
從國內外已掌握的標準信息來看,普通辦公建筑的照明功率密度基本設定在20W/m2左右,但從本項研究的重點調查結果來看,我國會議室的LPD達到或超過14、20、25(W/m2)者分別占89.7%、44.7%、34.4%,辦公室的LPD相應占90.5%、42.9%、31%。而普查結果表明,會議室的LPD達到或超過14、20、25 W/m2者分別為86.9%、32.8%、16.4%,而辦公室的LPD相應為88.7%、27%、17.1%。應該說,我國的辦公室、會議室的照明功率密度若按20 W/m2 設計基本上很容易實現,且還有進一步提高照明效率的空間。
考慮到辦公建筑不同檔次的要求,把辦公室分為普通辦公室和高檔辦公室兩種類型應該是符合我國實際的,而標準研究的重點調查對象這次多為高檔辦公室,其平均照明功率密度為20W/ m2,調查結果還顯示,半數以上的被調查辦公室LPD值均在10~18W/ m2之間,標準將高檔辦公室的LPD 值定為18W/ m2,普通辦公室定為11W/ m2;為提倡和促進照明節能,標準中目標值的設定基本考慮低于現行值的10%左右,高檔和普通辦公室LPD標準的目標值分別定為15W/ m2和9 W/ m2。通過專家設計核準,若采用目前照明市場上供應的性能和質量水平上乘的光源和燈具,達到上述現行值的要求是不成問題的。
至于會議室LPD值的確定,調查結果顯示,超過半數的會議室LPD 值在10~18W/ m2之間。美國標準約17W/ m2,日本為20W/ m2,根據我國的照度水平及調查結果分布,會議室的LPD標準現行值定為11W/ m2,目標值定為9 W/ m2。
據資料,國外營業廳的照明功率密度均較高,多在26~35W/ m2之間,而對我國同樣場所的調查結果顯示多數小于10 W/ m2,考慮到我國的照度水平及相應的調查結果,營業廳的LPD標準現行值定為13W/ m2,目標值定為11W/ m2。
關于辦公輔助用房,例如文件整理、復印和發行室的LPD值,只有俄羅斯有相應標準,且數值較高為25W/ m2,考慮到實際調查數據和標準中相對應照度水平,上述辦公輔助用房的LPD標準現行值定為11W/ m2,目標值定為9 W/ m2。
檔案室多數在10~18W/ m2之間,根據我國相對應的照度規定,LPD值定為8W/ m2,目標值定為7 W/ m2。
通過上述分析和專家設計測算,《國家照明設計標準》(GB50034-2004)最終確定的辦公建筑照明功率密度設計最大值如表3所示。從表3的LPD指標可知,我國目前實施的辦公建筑照明效率標準是相當高的,已到達了國際先進水平。
主要參考文獻
1. 建設部《工業企業照明設計標準》GB50034-92
2. 建設部《民用建筑照明設計標準》 GBJ133-90
3. 美國, IESNA, Lighting Handbook,2000
4. 日本, JIS Z 9110-1970,日本工業基礎,照度標準
5. 德國, DIN 5035-1990 人工照明標準
6. 美國, ASHRAE/IES 90。1-1999, 建筑物的能量標準
7. 日本,節能法中的照明合理用能標準-1999