半导体光源照明在办公空间中的应用分析[1]

　　1 引言

　　由于建筑布局的原因, 大多数的高层办公空间在白天也需要进行人工照明, 照明用电已成为办公空间的主要能耗之一。相关研究显示办公空间的照明能耗占建筑总能耗的20% ~ 35%, 办公空间照明因而成为节能减排重要环节[ 1, 2] 。

　　LED被称为第四代照明光源或绿色照明光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点, 现已广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。随着LED 发光效率的不断提高, 以及价格逐步下降, LED 光源在通用照明方面的优势也逐步显现出来。近年来LED 在办公空间的应用范围逐步扩大, 已从装饰照明逐步进入功能性照明的应用领域, LED 技术的发展使其将逐步成为办公空间的理想光源。

　　2 办公空间照明的要求及发展趋势

　　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, 在C IE (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详细的规定。表1为我国照明标准相关规定。多年来对于办公空间视觉功效的相关研究已表明办公空间照明品质还受到其他相关因素的影响,如色温(光色)、亮度分布等等。[ 3, 4] 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。

　　3 办公空间LED 照明的可行性分析

　　LED在办公空间照明应用中, 首先必须符合现有的照明规范, 并能满足人们对于视觉舒适度的要求。

　　( 1) 照度水平

　　无论采用何种光源, 照度值都是首先必须满足的指标之一。通常办公空间的层高相对较低, 一般高层写字楼净空高度2.6m, 多层办公楼净空高度3.0~ 3.5m。比较适合应用光照路程较短的LED。对于光效日渐提高的LED, 300 lx 或500lx并不是遥不可及的目标。

　　2007年我们曾经对同济大学中法中心大楼的一间标准会议室进行过换灯实验(见图1)。采用251W 的LED嵌入式灯具(见图2) 替换原有的414W 荧光灯格栅灯。由于客观因素, 灯具数量不能增加, 只能在原灯位换灯, 平均照度水平( 0.75m )由235 lx 降低为164 lx。在功率降低55% 的情况下,照度水平降低30% 。其采用的LED 芯片光效只有45 lm /W, 而当下白光LED 的光效已大大超出了这一数值, 完全可以满足办公室照明的照度要求。如日本和泉电气( IDEC ) 于2008 年3月竣工的新办公楼以及飞利浦公司于2008年7月完成的忠利保险公司办公楼的照明均已全部采用LED灯具。后者每套LED灯具包含12或16 颗2.6瓦的大功率LED,桌面照度达500 lx, 整体平均照度达300 lx。我国南京汉德森公司的服务中心大楼也全部采用了LED 灯具, 等等。

　　( 2) 眩光控制

　　我国目前对于眩光控制采用的指标为统一眩光值( UGR)。公式如下。UGR = 8 log [ ( 0.25 / Lb ) (La2 /P2 ) ]国标附录解释说该公式适用于简单的立方体形房间的一般照明装置; 其灯具发光部分对眼睛所形成的立体角为0.1sr>W > 0.0003sr的情况; 且为同一类灯具均匀等间距布置; 灯具为双对称配光的情况。我们在同济中法中心会议室的LED 灯具的应用符合该公式的应用条件。