灯光照明工程设计范文

灯光照明工程设计篇1

[关键词]光效率 光源 显色指数 照度

中图分类号：TQ172.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0079-01

一、 前言

照明设计是工程设计的重要组成部分，根据实际环境的差异以及场所不同的用途，照明设计有着较大的区别，本文分析不同场所照明设计的特点，是不同场所有更加合理的照明设计方案。

工厂照明中主要设计场所为：

1、厂区及道路照明

2、车间照明

3、辅助用房（管理用房、小型配件室等）照明

二、 不同光源的比较

目前照明系统中常用光源有：白炽灯、荧光灯、高压钠灯，金卤灯、无极灯、LED灯，它们各自的性能、寿命、使用情况对比参照下表。

三、不同场所光源的选择

1. 厂区及道路照明

厂区及道路照明采用的主要灯具有路灯及高杆灯，主要为本工程场区及道路部分照明，对于所采用的光源，根据《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2006 中的要求并结合实际使用环境，道路照明应采用高光效气体放电灯，不应采用白炽灯。

具体光源的选择应符合下列规定：

a、快速路和对颜色识别要求不高的市郊道路宜采用低压钠灯或高压钠灯；

b、主干路和次干路宜采用高压钠灯；

c、支路和居住区道路，宜采用小功率高压钠灯或小功率高压汞灯；

d、市中心、商业中心等个别对颜色识别要求较高的街道必要时可采用金属卤化物灯或中显色型、高显色型高压钠灯。

由于厂区及道路对显色性没有要求，因此可采用高压钠灯，相比于其它类型光源，高压钠灯穿透性强，适合于室外没有反光的区域，且高压钠灯具有技术成熟、价格低廉等优点。

2 .车间照明

对于大面积的室内厂房，这类空间对照度及显色性均有一定要求，因此，光源的选择可考虑选用高压钠灯、金卤灯或无极灯，下表为此三种光源的比较。

通过上表对不同灯具的性能对比，车间内光源一般采用高压钠灯、金卤灯，因为较慢的启动时间对车间照明不会有什么不良影响，而变电室、消防水泵房等对启动时间有要求的地方可采用无极灯。

3. 辅助用房（管理用房、小型配件室等）照明

对于面积较小高度较低的辅助用房，此类房间光源可采用荧光灯，即符合节能、方便使用的原则，又能满足照度等的相关要求。

三、 照度计算

根据照明标准进行照度计算，是建筑照明设计的步骤之一。下面介绍照度计算中较常用的利用系数法。

从光源发出的总光通F0，除在灯罩内损失了一部分之外，射入室内空间的光通，一部分直达工作面，形成直射光通量Fd；另一部分射到室内其他表面上，经过一次或多次反射才达到工作面上，形成反射光通量Fρ。射到工作面上的有用光通Fu为：

四、结束语

伴随经济社会的不断发展，不同场所对照明的要求趋于个性化、多样化；照明设备自身也向着节能、环保等发向发展。我们在设计中应认真分析不同场所对照明的具体要求，在满足照度要求的基础上，充分考虑节能、环保在照明设计中的体现以及相关场所的特殊要求，顺利完成设计工作。

参考文献

[1] GB 50034-2004，建筑照明设计标准.

[2] CJJ 45-2006，城市道路照明设计标准.

[3] 照明设计手册（第二版）.

[4] 刘沁等.绿色照明设计中照度计算的解析方法.照明工程学报.2010年12月.

作者简介：

灯光照明工程设计篇2

关键词 节约能源；照明设计；节能照明

中图分类号TM92 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）104-0074-02

1 我国照明设计现状

节能照明有效实施的前提条件是要有专业的照明设计机构，而所有的节能构想方案都要在具体的设计中来得以实现。就我国目前的建筑室内电路系统设计而言，对于电路设计和照明设计都没有给出具体的界定，将二者看作是一个专业，笼统地认为照明设计属于供配电、电力系统等专业的范畴，没有将照明设计独立地开设成为一门专业，导致我国目前从事照明设计的专业性人才极度稀缺，大多数情况下从事照明设计的相关人员都是在工作实践中来学习照明设计这方面的知识。

2 节能照明设计

2.1 关于眩光限制

所谓眩光指的是让人头昏目眩，看不清楚物象的刺目强光。为了能将刺目的强光限制待人们能够从视觉上感到舒适，可以从以下几点对眩光进行限制设计：一是对光源的亮度进行限制；二是将灯具的高度调整到一个合适的高度；三是将光源合理的分布，使光源远离人们的视觉中心范围；四是尽量将环境的亮度和光源的亮度调节成一致；此外在实际应用中对公共性建筑和工业建筑要将统一眩光值作为对不舒适眩光的评价方法，进而根据各个房间的使用功能对眩光值参数进行相应的计，使每个房间的灯光效果适合人们工作、学习等。

2.2 关于照明光源色表设计

2.2.1 光源色表分组设计

根据光源的色温表，一般可将色表分为以下几组：暖色，色温小于3300K，中间色，色温介于3300K到5300K之间，冷色，色温大于5300K。

2.2.2 关于光源色表选用的设计

通常情况下，对于光源色表的选用要根据建筑物本身光环境所需营造的气氛来选择。就目前室内所使用的光源来讲，使用比较多的是荧光灯和金卤灯，此类灯具具有色温种类齐全，可供选择性强的特点；在实际应用中，一般对于比较寒冷的地区应选用暖色灯光作为为室内照明设计的主体色调。

2.2.3 照明设计在应用中存在的问题

目前，在照明设计的实际应用中存在不同程度的问题，其主要表现在：一是对于光源色温的选用没有给重视，认为光源的色温对建筑物照明的整体效果影响不大；二是照明设计图纸没有严格的按照建筑物照明的实际需求而设计相对应的光源色温标准，在施工单位对建筑物的照明安装时，都是根据自己的经验随意地在市场上购买，而没有根据建筑物实际的照明需求选择与之相匹配的灯具；三是有的照明设计在图纸中规定了光源色温，但在实际的工程安装过程中仍旧选用冷光灯。四是在建筑工程安装灯具过程中，有些施工单位盲目地选用灯具，通常认为色温高就代表灯管发光强度大，比较明亮，甚至在居民楼内都会安装色温比较高的荧光灯，给人们的视觉效果带来极大的冲击，严重影响了人们的生活照明环境。通常情况下，对于大多数的场所来讲，所选用的灯具色温一般是中间色，即色温在3300K到5300K之间。

2.3 关于光源显色性方面的设计

光源显色性对建筑物装饰的艺术色彩和建筑物室内物体良好显现方面有着极其重要的作用。因此，在建筑物的照明设施设计安装过程中一定要充分考虑到光源显色性。对于需求照明时间比较长的工作场所或者房间，光源的Ra 值应大于或者等于80。对于工业场所，由于其灯具安装高度比较高，Ra值应小于80。此设计联系到了生产生活的实际所需，也考虑到了更好的视觉效果和节能。

2.4 关于照度均匀度方面的设计

所谓的照度均匀度指的是光学系统像面上各处照度的均匀程度，用任意部分的照度与中心部分的照度之比值来度量。其比值要求大于或者等于0.7。照度均匀度在建筑实际应用中是指一般的照明均匀度，而不是针对某个场所或者房间的照明均匀度。这样设计的初衷是为了能够降低照明功率的密度值。

3 照明器材的选择及应用

建筑照明系统的安全性能取决于照明器材的合理正确选用。正确合理的建筑照明器材选用可对工作场所或者其他生产、生活领域的照明环境起着至关重要的作用，它能给人们带来更为舒适的、令人心情愉悦的照明环境；照明器材主要包括灯具、灯管、镇流器、开关等。我国生产的照明器材一般具有种类多、型号齐全、价格低廉的特点，可满足社会不同领域的生产、生活需求。

3.1 灯具安装高度较低的场所用荧光灯。

荧光灯一般有直管荧光灯和紧凑型荧光灯两种，二者都具有光效高、寿命长、显色性较好的优点；但是直管荧光灯比紧凑型荧光灯光效更好，生命循环周期更长，价格更为低廉、功能更为齐全的优势。。因此，除了有特殊装饰性要求场所外，应尽量选用直管荧光灯，如办公场所、学生教室、阅览室、生产现场等。

3.2 高频无极荧光灯

对于灯具安装的位置比较高，并且需要经常对其进行维护的场所对于安装高适宜选用高频无极荧光灯，如高厅堂、烟囱障碍灯、航标灯、桥的悬索灯等。其主要特点是生命循环周期长，可达六万小时。

3.3 在照明节能设计时应选用性能更高金卤灯

金卤灯是在荧光高压汞灯的使用基础上研发的，其显著特点是比荧光高压汞灯的光效更高，同时在显色指数和生命循环周期方面都远远地高于荧光高压汞灯。因此，在新设计中应将高压汞灯不列入设计构想范围，更不能将光效更低的自镇流荧光高压汞灯列入设计范围。

3.4 限制热辐射光源的应用

限制热辐射光源灯具主要有普通照明白炽灯、卤钨灯等，其优点是显色性好，灯具起点速度快，调光比较方便；其缺点是光效比较低，生命循环周期短，同时在节能方面其性能比较差，此在实际应用中应合理地限制使用此类光源。

4 结论

灯光照明工程设计篇3

关键词：灯光设计；室内环境；室外环境；照明方式

现在的环境设计中，往往忽视了灯光设计的重要性，仅仅满足于照明或美观，很少考虑灯光设计的合理性与安全性，过多的把精力集中于环境设计的其他装饰元素中。灯光设计就是除了照明外，还要让环境使人感觉舒适，温馨，放松和安全。灯光可以说是一个较灵活及富有趣味的设计元素，可以成为气氛的催化剂，也能加强现有装潢的层次感。

灯光设计实际就是人工照明美化过程，大致可以分为环境照明、突出照明、装饰照明等三部分，它们对所在环境起着不同的作用。在灯光设计的过程中，实地考察是必须的环节，不能仅仅凭感觉来判定空间环境对灯光的需求量。如果实际灯光少于需求量，就会给人的昏暗、恐怖与阴凉的感觉，反之，让人产生眩光，使眼睛很不舒服。

我们所说的环境设计，大致可分为室外与室内两种。灯光设计的过程，针对室外或室内环境的差异，所考虑的因素也各不相同。室内环境根据场所的需要，更是千变万化。

1 灯光设计对室外环境的影响

在室外环境中，最为人熟知的就是广场，街道等，尤其是广场，多数与商业场所和文化场所相结合。白天广场主要以自然光为主要采光方式，但是到了夜晚，灯光设计的地位就显得非常突出。在山东省内的多数广场中，突出照明和装饰照明有余，环境照明不足，在几个突出和装饰照明的标志性物体之外的很多地方，基本是漆黑一片。在广场中有光滑的大理石地板，也有局部没有遮拦的人工水景，在这里如果没有足够的环境照明无疑大大降低了安全性。不同地域的室外环境的灯光设计受其他因素的影响也不同，比如空气、水、土地、植物等，它们对灯光也有一定的折射或反射影响，因此灯光设计需要因地制宜。

与我们身边的室外公共场地的灯光设计相反的是，欧洲的室外公共场地中更为注重环境照明，对于突出和装饰照明却是点到即止。例如意大利的圣马可大广场及梵蒂冈的圣彼得大广场，它们多数与宗教建筑相结合，过多的装饰反而影响广场的严肃性。但在环境照明方面，设计得严整且充足，使得环境照明也可成为一种装饰照明，加上周围雕塑及建筑的突出照明设计，使广场简洁而庄严。这说明环境照明、突出照明、装饰照明在一定程度上是可以相互转化的。

济南的泉城广场在灯光设计方面与环境设计结合得较为合理，不仅在泉城标志周围有美观的直射灯做突出照明，还有充足的路灯和地灯做环境照明，并且路灯和地灯之间有规律的布置，本身就增强了美观性。在水景及其周围环境中，还有光彩夺目、变幻无穷的装饰灯具，直接烘托出了广场的气氛，尽可能把舒适，温馨，放松和安全有机统一起来。

环境照明不完全等同于工作照明，而是指的我们在任何环境中进行特定的日常生活和工作所需要的照明。一般说来，环境照明的光线应该比周围空间的光线更明亮。明亮的光线不仅能够让我们注意到室外环境中的一些细小的问题，进而保证生活和工作高效、安全地进行，而且可以让我们思维清晰、心情愉悦，环境照明的明亮氛围可以有效地防止用眼疲劳。室外的灯光设计中，需要环境灯的地方首推街道和人流较多的公共场地，环境灯最好有一组明亮的灯具组成，太阳能灯具和LED灯具均可，都具有寿命长、光效高、辐射低与功耗低的特点，位置选于不影响交通的地方即可。另外，室外灯光设计中，灯光在照射过程中尽可能做到减少阻挡，否则就会出现阴影区，影响美观和安全性。

2 灯光设计对室内环境的影响

室内空间是多种多样的，包括居住空间、商业空间、办公空间、娱乐空间、餐饮空间等。室内环境的灯光设计，环境照明往往比较容易满足，但是为了提高生活和工作的各种心理和生理需求，突出照明和装饰照明就显得非常重要。尤其是娱乐空间，如夜总会、KTV等，其大部分空间基本可以忽视自然光的存在，突出照明和装饰照明成为它们烘托娱乐氛围的重要手段。

突出照明非常实用，应该成为室内环境设计计划的一个重要步骤。在环境照明的设计就绪之后，突出照明可以把人的注意力从别处吸引过来。可以用于突出照明的灯具很多，如聚光灯、射灯、台灯等。在实用性方面，突出照明的定义是能够将注意力吸引到应该被照明的物体或区域上而不是照明灯具本身的照明。聚光灯是突出照明中比较特殊的灯具，它虽然不具有方向性，但它可以集中为小片区域提供照明，有时还可以为空间的一角、一个桌面或展柜提供具有如舞台一般效果的照明。突出照明能给整个室内环境的某个区域增加生气，而这一区域是其他照明方式无法到达的，运用得当能起到很好的装饰效果，聚光灯也是真正意义上的突出照明灯具。

济南的恒隆广场是典型的商业空间。以恒隆广场的室内环境设计为例，它在达到环境照明的要求后，也没有用过多的装饰照明，而是更多的就是采用突出照明的方式来直截了当地凸显商品的地位，对顾客有着强烈的吸引力。即使是卫生间的入口处也大量采用突出照明的方式，使它更容易被找到，同时还有强烈的装饰感，时刻能是三种主要的照明方式相互转化，既简洁又凸显时尚气息。

室内环境的灯光设计也需要考虑总体设施的布局，如果室内布置过于拥挤，灯光设计的效果则会大打折扣。例如法国巴黎的老佛爷百货商场，由于人流量大，销售柜的布局越来越紧凑，原本良好的突出和装饰照明也随之显得有些混乱，阴影重重；卫生间没有突出照明，很难被找到。一个高档的百货商场，商品的地位很难得到灯光的突出。

装饰照明就是人们满足装饰用途的各式各样的灯具。它的主要功能不是照明，而是为了增加光源的装饰效果。装饰照明主要包含嵌入式灯具照明和轨道式灯具照明。嵌入式灯具可以使用钨丝灯泡或者卤素灯泡，，其照明应用非常广泛，可以用于几乎全部的有灯光装饰需求的室内环境。它的外层密封表面可以和周围天花板表面齐平，在避免灯泡受到意外碰撞的同时，还可以投射较宽的光束，给空间提供良好的照明条件。另外作为装饰照明的灯具譬如一些彩色灯泡、发光灯管、发光灯箱等，它们作为点缀空间照明的一部分，配合着室内设计的效果而搭配使用。

3 结 论

在环境设计中，我们应当对灯光设计的重要性有十分清晰的认识，满足于照明和美观的同时，也要顾及合理与安全。如果只把精力用于于环境设计的其他要素中，忽视灯光设计的地位，环境的质量将会大大降低。如果一开始就将灯光设计融入于环境设计中，而不是单独拿出来进行布置，那样我们就可以营造一个高质量的，能满足人们的心理和生理需求的照明环境。

作者简介：叶翔宇（1989-），男，山东省淄博市人，研究生，建筑环境设计。

灯光照明工程设计篇4

我们把自己定义成‘独立灯光设计师’，但我们工作流程中的每一个步骤都需要跟相关的设计师紧密保持联系与沟通。研究项目本身的定位和建筑的特点对最终灯光设计概念的确定起到非常好的引导作用。灯光设计在建筑夜景、室内照明和城市景观照明中具有不同的特质。

从文化的自我否定到形成文化的自信，从文化输入国转变为输出国，有了数千年的文化和哲学积累，我们不需要更多别的了，只是缺少信心和想法的转变。只要用平常心拿出我们日常的生活和思想，就是很好的东西。”

BIAD灯光工作室主任郑见伟在2008年凭“北京奥运中心区7号院夜景”获得2009 IES国际照明奖夜景照明设计世界最高奖――Paul waterburv杰出奖：又凭着“北京LAN会所室内灯光”、“韩美林艺术馆室内外灯光”和“国家体育场鸟巢夜景”获得IES国际照明奖三项优秀奖，2008年以“光的造型I――翔”灯具设计获中国创新红星奖至尊金奖，以“北京奥运中心区夜景绿色照明实践”获广州设计周国际低碳设计奖(生态建筑类)。短短4年间，郑见伟与他的团队创造了诸多辉煌。光环之下，这个团队对于灯光设计又有怎样的解读?本刊围绕其工作内涵、行业发展及设计创新，对郑见伟进行了专访。

灯光设计难在“独立”

BIAD灯光工作室成立于2006年。在国内，灯光设计还是比较新的事物，中文里尚无比较合适的词汇加以表述。郑见伟说“‘照明’似乎只表达了‘照亮’的意思，跟我们的实际工作差距较大，事实上，我们要通过亮度的层次来更好地表达建筑，而不仅仅是把它照亮。”

灯光设计这个专项在美国20世纪50年代就有了，而在国内则是近十年的事情。目前国内各大设计院都有照明设计职能，但基本上是由电气工程师执行，建筑师往往只提出～些宽泛的设计意见。“我们院正式成立灯光设计工作室，主要是为了体现与传统照明设计的区别。灯光设计的发展，是从简单的功能实现到能够与建筑设计创作的过程整合在一起，变成了建筑创作的内涵之一。”郑见伟说。

灯光工作室包括建筑设计。室内设计、环艺专业和产品设计，就是没有电气工程师，这也是他们与传统照明设计(相关问题委托给电气工程师解决)的区别。“我们把自己定义成‘独立灯光设计师’，把灯光设计与施工分开，成为独立部门。在美国，90％以上的项目是由独立灯光设计师完成的，而在国内则不到5％。按照国际通行的定位，灯光设计工作室是不配备电气工程师的。”

据了解，北京市建筑设计研究院是最早在同行中建立灯光工作室的，即便目前专门从事照明的公司和工作室也为数不多，大部分是既做设计又做施工的工程公司，或者既做产品又做工程的厂家。“就整个行业而言，95％以上的项目都是由工程公司或厂家完成。”郑见伟补充道，并坦言自己的苦衷：“在国内，一些建筑师认为不需要我们，有电气工程师即可，另一些人则因为没有合作经验，洽谈时以为我们是做照明计算的，而这些工作本应由电气工程师完成。虽然照明计算也是我们工作的内涵之一，但它既不是唯一，也不是最重要的内容。目前真正能够和我们正常合作的还是少数。单纯从光的角度考察建筑、景观或室内环境，我国在这方面的经验积累很少，工作是比较困难的。”

在中国，灯光照明设计最早成熟的建筑门类是酒店，改革开放伊始，海外五星级酒店陆续进入，管理方会要求投资方配备灯光设计师。“那时委托方实属无奈，但国内没有做灯光设计的，所以要从欧美或香港请，这种状态维持了很长时间。但近些年来我国建筑夜景和城市夜景发展特别迅猛，甚至超过了国外的普遍需求，其中政府起到了很大的推动作用。”郑见伟笑道：“要改变一个城市的面貌，建楼、修路的投资都很大，周期也较长，但灯光、夜景的改变是非常快的，投资相对也少很多。房地产开发商也发现夜景作用很显著――毕竟要改变建筑外形的投资太大，因此私人房地产项目也开始重视夜景了。”

重点在“光”不在“灯”

灯光设计工作流程要与建筑设计完全配合，从概念，方寨，初设再到施工图，当然最后还需要灯光调试。建筑本身没有太多需要调试的内容，而灯光部分的调试工作量却很大。“概念设计跟建筑设计差不多，也是要分析项目的内涵和定位，还要对建筑本身加以研究。我们工作室注重分析过程，因为单纯的表现手法可供选择的很多，但是分析建筑特点能够很好地引导最终概念的确定。”郑见伟说

“前期做概念和方案时，我们与建筑和室内设计是同步的，每个步骤都需要与相关设计师紧密沟通。初设和施工图阶段就要与电气工程师配合，在灯具安排方式上还要与结构专业人士配合。”

在做方案设计时，郑见伟的团队需要对整个项目的可实施性(包括预算和技术)进行详细分析。这时候除了效果图外还要进行灯具的选择和预算，因此委托方也要参与。到了绘制施工图纸的阶段，还要与电气设计，结构设计部门沟通，因为灯光设计兼具艺术性、工程性、技术性，不像照明设计和施工那样规范。

“我们把灯具选择、灯位、回路和照明控制系统的逻辑关系设计好，以条件图纸的形式提供给电气环节。实验是非常重要的～部分，它贯穿整个过程，因为灯光仅凭计算表达不出来。灯光设计不在于灯具本身，而在于‘光’，是‘光’打到材质上所反映出来的效果。接下来是调光，现代照明都会应用调光系统，而不用光源的原始亮度，力求更好地表达建筑造型和材质。当然，还要为建筑设定几种场景，例如夜景分为平日和节日，室内分为白天、午餐、晚饭和晚会等情景，而这些是建筑和室内设计所无需考虑的。”

“室内灯光值得研究的东西很多，我们一直想做这方面的工作。因为场景设计和对光环境的感受是由我们来把握的，应该研究大量案例，并且聘请社会学家和心理学家与室内设计师共同创作。”郑见伟不无惋惜地补充说，现在高校也在尝试，但做得都不够深入。

他认为，灯光设计的不同项目范畴要考虑的因素各不相同。“城市的趋同性太强了，夜景灯光则能够更好地表达城市的特点，使城市有辨识度和自身性格。又比如说，建筑夜景是纯艺术，没有太多功能性考虑，室内照明则恰恰相反，必须在营造舒适生活工作环境的基础上增加美感享受，难度要大得多。”

灯具设计也是BIAD灯光工作室在传统之外拓展的一项新内容。做产品设计所表达的思想更纯粹一些，因为建筑功能非常复杂，要满足委托方和用户的需要；而产品相对简单，具备通用性，甚至可以跨地域、跨时间运用。郑见伟一针见血地指出，我国灯具行业基本处于抄袭的状态。他解释说：“此前，我的获奖作品‘翔’在设计理念上就不单是做产品，更是希望传达我们的设计思想，建立一种模式，这对灯具行业的创新能够起到很好的示范作用。”

设计师的自信源于文化底蕴

“虽然从形式上看，北京已经是世界城市了。但高楼大厦的背后，世界大都市

共同的特点是在设计时尚领域处于引领地位。”郑见伟指出：“文化已经不仅是改革开放30年的积累――我国数千年的文化和哲学积淀，是我们引领世界潮流的重要基础。只是因为我们缺少信心和想法的转变。”

他认为，最近三年应该是中国非常关键的转折期――从文化的自我否定到形成文化的自信，从文化输入转变为输出。“我们国家有这么好的基础，更需要我们的设计师群体自信起来。过去的成功在于低成本劳动力，而未来我们应当注重低成本创造，这对世界也更有意义。如果我们能够打破设计垄断，并在某种程度上改善创造的成本结构，这对于消费者也会有所帮助。”

郑见伟以最常见的路灯为例，进一步说明：“我国的路灯造型是最多的，每个委托方都希望自己的产品有标新立异的地方，而国外基本上只有几种经典款在沿用。国外设计的垄断也制约了创造的速度，一旦我们进入到世界的创造潮流中去，相信会给全球创造的结构带来很大变化――中国的制造速度很快，创造也会这样，只是现在人们还不敢做。”

郑见伟同时指出，文化趋同性太强会产生很多问题。

“经济危机就是因为金融垄断，这时候引入新的文化思想对整个设计发展有很多好处。中国文化的积累完全可以发挥出来，因为我们的审美和哲学思想有很多与众不同的特点。家具和灯具都是传统的行业，并不需要多少高科技，需要的只是思维转换――我们有能力做出很好的灯具。”

当问起郑见伟这次获得IES奖的体会时，他坦言，得奖对团队自身也是很大的触动。IES奖始于1973年，与电影界的奥斯卡同样都是学院学会奖，是由最高学术机构颁发的，也是最早的国际奖项。“这次得奖意义在于我们不能再跟着别人跑了。北京奥运中心区7号院夜景就是一个古建，通过灯光的设计表达出一种新意，外国人看了也觉得有意思。第一次看到亚洲面孔来领奖，他们也希望我们常参与、多交流。其实，他们的设计发展也到了瓶颈期，面临很大压力，需要新的理念。这对我们来说，恰恰是一个契机，我们完全可以自信地拿出概念来。”

这次入围的还有LAN会所、“鸟巢”和韩美林艺术馆。郑见伟指出，奖项评选很专业，评委不是只看名气，而敢于把最高奖颁给最不起眼的“7号院”。他说：“7号院项目在建的时候就有过争议，因为中心区基本上都是现代建筑，而亭子和牌楼完全是古建。但是，我们特别有把握，因为人们在奥运中心区里往往无法区别自己到底身处哪个城市，所以亭子和牌楼就成了提示文化背景的地标。我们采用最新的照明手段装点传统建筑，使已经‘死’了的建筑形式焕发出不朽的生命力，所表达的美感令国外同行耳目一新，所反映出的设计探索对他们有一定的启迪作用。”

在2009年1月揭晓的第五届“中国设计业十大杰出青年”的奖项中，郑见伟填补了设计产业的一项空白，此次由中国光华科技基金会携手国内多家行业协会共同发起的评选，是中国设计界最高奖项之一：每届“十杰”的获奖者都是各设计专业领域内最具代表性的人物，也是中国设计产业发展的中流砥柱。郑见伟的获奖，一方面扩展了“中国设计业十大杰出青年”的评选范围；另一方面也必将对中国照明设计专业领域产生积极的推动作用。借用郑见伟在IES获奖感言里的一句话，北京市建筑设计研究院灯光工作室作为少有的院属独立工作室，必将引领中国同行们用原创之光照亮更绚烂的世界舞台。

作者：郑恬辛，《建筑创作》杂志社记者

摄影：郑见伟，北京市建筑设计研究院灯光工作室主任

帕特丽夏，贝利，法国摄影师

灯光照明工程设计篇5

（天津市交通建筑设计院，天津300381）

（TianjinCommunicationArchitectureDesignInstitute，Tianjin300381，China）

摘要：结合学校、网球场工程项目，简要阐述公共建筑电气设计中，照明系统、照明灯具布置方案的设计要点。

Abstract:Accordingtotheschoolandtenniscourseproject,thispaperbrieflyexpoundsthedesignofelectricaldesignofpublicbuildings,thedesignofthelightingsystemandthelayoutschemeofthelightinglamps.

关键词 ：学校；网球场；照明系统；照明灯具

Keywords:school；tenniscourse；lightingsystem；lightinglamps

中图分类号：TU113.6文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0192-02

0引言

随着人们生活水平的不断提高，公共建筑的使用功能呈现多元化，对室内各种场所的照明质量提出更高要求。优良的室内照明质量包括：适当的照度水平、舒适的亮度分布、宜人的光色和良好的显色性、没有眩光干扰、正确的投光方向与完美的造型立体感。

本文着眼于建筑电气设计中对照明节能的探讨，力求照明系统、照明灯具布置、照明光源选择更加合理，在充分满足使用功能的前提下，最大限度节能。下面，以两个案例来说明室内不同场所的照明布置方案。

1案例一，学校

1.1工程概况

本工程为中学教学楼，框架结构，地上五层，属公共建筑。建筑面积为7000平方米，总高度20米。

1.2负荷估算及变电所位置的确定

本工程初步设计时，选用1台400KVA变压器，为照明及其它动力负荷供电。

施工图阶段，由水暖专业提供具体设备容量，详细核对计算，选用此组变压器满足供电要求。由于公共建筑的用电量较大，在确定变电所（箱式变电站）位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。本工程设置箱式变电站，距离单体配电间约为80米，其设置位置满足供电半径要求。

1.3供配电系统

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16－2008）规定，本工程消火栓泵、消防稳压泵、应急照明等用电负荷为二级负荷，其余用电负荷为三级负荷。选定了如下供电方案。

由区域变电站引来一路10kV电源，作为主用电源，另一路电源引自柴油发电机，作为备用电源。正常工作时，主用电源供电。当主用电源断电时，备用电源投入使用。在最末一级配电箱处设置双电源互投装置，满足二级负荷供电要求。无功补偿采用低压侧集中补偿方式，功率因数按规定补偿到0.9－0.95。电源进线采用电缆进线。

低压干线的配电方式：各楼层照明用电、重要负荷（如消防泵房、水泵房）用电采用放射式，各楼层分别设置电源切断装置。电热水器配电采用树干式。各楼层设置层间强、弱电井。

计费方式，照明用电和动力用电设总配电装置和总电能计量装置，并装设分项计费电能表。

本建筑配电电压为交流220/380V，联结形式采用TN－C－S系统。

1.4照明系统

为了减少动力设备用电对照明线路电压波动的影响，照明用电与动力用电线路尽量分开供给。本楼设有一般照明和应急照明。

一般照明设计包括教室、办公室照明，符合《建筑照明设计标准》要求，按照照度标准值（300lx）来设计，要求利用天然采光与人工照明相结合的方法，并限制眩光，满足照明的照度、色温、显色指数，以及照明功率密度值标准值的要求，从而达到了节能效果。

1.4.1教室一般照明

根据《照明设计手册》要求，普通教室不宜采用无罩的直射灯具及盒式荧光灯，宜选用有一定保护角、效率不低于75%的开启式配照型灯具。

为减少眩光区和光幕反射区，荧光灯具宜纵向布置，即灯具的长轴平行于学生的主视线，并与黑板垂直。教室照明的控制宜平行外窗方向顺序设置开关。

根据《中小学校设计规范》GB50099-2011规定，教室灯具悬挂高度距桌面的距离不应低于1.7米。本工程教室灯具安装方式采用吸顶安装。

教室黑板应设专用黑板照明灯具，其最低维持平均照明应为500lx，黑板灯具不得对学生和教师产生直接眩光，黑板照明开关应单独装设。

根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013规定，教室的照明标准值为300lx（到课桌面）。其中6.3.7规定，教室照明功率密度现行值不大于9W/m2，目标值不大于8W/m2。相较于《建筑照明设计标准》GB50034-2004，教室照明功率密度现行值不大于11W/m2，目标值不大于9W/m2，降低了不少。教室照明灯具布置如图1。

1.4.2应急照明

楼梯间、设备房（消防泵房、配电间等）及主要出入口等场所设置应急照明，包括备用照明及疏散照明。备用照明，自带蓄电池，要求应急供电时间不少于180分钟。应急疏散通道照明及疏散指示标志，均自带蓄电池，要求应急供电时间不少于30分钟。

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16－2008）13.9.12第4款规定，备用照明和疏散照明，不应由同一分支回路供电。故消防水泵房、配电间内的备用照明由应急照明箱单独引出回路，与走道、楼梯间等处的疏散照明回路严格分开。

2案例二，网球场

2.1工程概况

本工程为网球场，钢结构，地上一层，局部二层，属公共建筑。建筑面积为4200平方米，总高度13.5米。

2.2负荷估算及配电柜位置的确定

本工程设置配电间，内设配电柜，为照明及其它动力负荷供电。网球场内主要用电设备为照明灯具、空调设施及电热水器等。故照明选用节能型LED灯具对于电气节能有很重要的意义。

2.3供配电系统

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16－2008）规定，本工程一般照明、动力及应急照明等用电负荷为三级负荷。选定了如下供电方案。

本工程配电电压为交流220／380V，电源进线采用电缆进线。联结形式采用TN－C－S系统。低压干线的配电方式采用放射和树干混合式。计费方式，低压侧，装设分项计费电能表。

2.4照明系统

2.4.1一般照明

本工程一般照明包括网球场、会客室等照明，符合《建筑照明设计标准》要求，网球场性质为训练和娱乐，按照照度标准值（300lx）来设计，要求利用天然采光与人工照明相结合的方法，并限制眩光，满足照明的照度、色温、显色指数，以及照明功率密度值标准值的要求，从而达到了节能效果。

标准网球场占地尺寸：（36.6*18.3）米，双打（标准）有效尺寸：（23.77*10.97）米。网球场地根据《照明设计手册》要求：灯具设在球场两侧上方照明为好，空间照度也要均匀。灯具的最低安装高度业余为8米，为使运动员不受眩光干扰，应在灯具上加装格栅和挡板，以及采用其他挡光方法。

本工程网球场照明设计方案为：采用沿场地长边均匀布置，灯具间距4米，每侧布置8盏灯具，两侧共16盏，灯具采用球场专用LED灯，功率168W，安装高度8米。经计算，照度符合规范要求照度标准值。教室照明灯具布置如图2。

2.4.2应急照明

疏散通道及主要出入口等场所设置应急疏散照明。应急疏散通道照明及疏散指示标志，均自带蓄电池，要求应急供电时间不少于30分钟。

3结束语

当今，资源日益匮乏，绿色节能让资源得以合理有效利用，保障环境可持续发展。提倡绿色照明，既节约能源、保护环境，又有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康。建筑照明电气设计的重要性，就在于此。

本文通过对案例中学校、网球场建筑照明电气设计方案进行讨论，提供此类工程的设计参考。通过合理的照明设计系统，完善的灯具布置方案，优质的照明灯具及光源选择，三个方面综合考虑，最终实现最佳节能效果。

参考文献：

[1]王亮，宋镇江.大中型公共建筑电气照明设计[J].工程建设与设计，2010（08）.

[2]李浪.浅谈建筑电气照明节能[J].价值工程，2014（34）.

灯光照明工程设计篇6

节能—科技先行

上世纪90年代中期，我国著名光学照明灯具设计专家、哈尔滨工业大学教授赵恒谦教授就敏锐地认识到要实现节能节电，提高灯具光效是一条可行之路。

公司自创办之初，赵恒谦教授就将其定位为实现集约化技术创新转型的高新技术企业，一直与哈尔滨工业大学应用技术研究所以产学研充分合作模式，对配置各类高效光源（金卤灯、钠灯、无极灯、节能灯、LED灯）的灯具反射器进行了长期系统研发。公司已完成的第一代创新项目，高效节能照明灯具广泛应用于体育场馆、工矿企业、道路照明、高杆灯等方面；并于2005年完成了第二代高效节能照明灯具反射器的研制和开发，获得部级科技型中小企业创新基金项目的重点支持（专利号：ZL03260447.5），该项目于2005年8月29日通过科技部验收。第二代高效节能灯具的光效较第一代提高10%，是目前国内乃至国际领先产品。产品广泛用于黑龙江省、辽宁省以及全国冶金系统和铁路系统等各个领域。产品已通过GB/T19001-2000-ISO9001：2000质量管理体系和3C认证。

长期从事科研工作的赵恒谦教授明白科技创新的重要意义，因此，作为公司总经理他领衔构建了现代灯具技术及反射器数据库，以大幅提升灯具光效为目标，根据各类光源功能特性及配光要求，依托高端软件进行反射器结构、三维面形优化设计，研发出镀膜新配方、新工艺，生产高性能灯具反射器。其中，主导产品高效节能灯具反射器光效已达88.8%和86.7%，居国内顶尖和国际领先水平，其中包括各类照明灯具反射器并配套设计、生产，年产高效灯具反射器可达10～20万只，灯具2～3万台套。哈尔滨世光光电技术开发有限公司董事长刘兆民谈到，该产品的主要创新点是以反射器为核心部件通过光学优化设计和新材料、新膜系、新工艺的集成创新实现大幅提升灯具光效。反射器采用的新结构（钻石面特殊角度设计）可大幅提高光效，使光的利用率达到最大化，节电50%以上；新膜系是指表面保护膜耐酸、盐、碱，抗腐蚀性强，并具有防水和防灰尘附着性能，具有自清洁作用，无需经常清洁和维护；新材料耐高温，具有良好的机械性能，抗冲击性能良好；新工艺是指灯具优选配光曲线，数控模压成形，质量优秀，通过亮化光学膜处理，实现光反射的高效率和高品质；光学膜灯胆是由上千个凸钻面组成，实现光输出的最大化；专业凸面设计可有效控制眩光量（轴向光弧效应）。轴向光弧可有效分解视觉眩光70%，光线柔和、均匀、舒适。

运用高效节能灯具反射器后优势明显，首先是低瓦数、高亮度，并已实施了成功案例。高光效150W灯具可替代普通250W灯具，适用于12米以下，照度均匀度可调；高光效250W灯具可替代普通400W灯具，适用于12～20米，照度均匀度可调；高光效400W灯具可替代普通1000W灯具，适用于20～30米，照度均匀度可调。其次，通过灯具的光距调节机构，可提高作业面亮度，减少高空光损耗，使光的利用率最大化，明显改善照明环境。第三，从投资回报来看，选用“世光”牌高光效厂矿灯具，数量和工程造价可比原设计方案减少约12%～20%，采购灯具及工程成本差价综合对比基本持平，同时可节约用电50%以上；公司为灯具配置的国际品牌欧司朗、飞利浦、美国通用所生产的光源、电器，品质优良，可有效降低使用单位的维护成本，使用户真正实现投资回报快、运营成本低的目标。

目前公司开发的高效节能环保照明系列产品均采用了独家纳米材料技术、专利光学设计工艺，产品广泛应用于路灯照明、厂矿车间、体育场馆、广播电视、宾馆酒店、图书馆、广告牌、办公楼等，具有超高节能（等能耗超高亮度）、超长使用寿命、低眩光、抗氧化等特点。

经营—管理先行

2009 年5月，中国建筑工程质量监督检验所出具了一家科技型小微企业的一份GT1—J150w金卤灯灯具有关灯具光效、配光曲线、光强分布、等照度曲线等的检测报告，其检测的核心数据是灯具反射器的光效即灯具反射光源能量的效率，最后得出了一份高达86.7%的数据。这一光效数据即便是国际名家灯具也不多见，这家科技型小微企业就是哈尔滨世光光电技术开发有限公司。

这家只有13人的小微企业历经多年的努力，已完成了技术创新的集约化转型。曾经作为清华大学高级访问学者的刘兆民先生还告诉记者，2011年公司销售收入虽然仅200余万元，但人均实现税负却超过了1万元。同大多数科技型小微企业一样，实现这种技术创新集约化转变，是相当不容易的。

为对发达国家先进灯具的新知识、新技术、新方法、新材料及新功能系统及时了解和深入研讨，公司还专门构建了国内外先进灯具数据库。因充分认识到电脑软件设计已处于相当高层位的发达阶段，甚至可以说任何成功的产品都离不开设计软件，公司组织工程技术人员系统学习和掌握了国际高级光学设计软件包，并在系列反射器研发、产品及工程设计实践中形成了企业技术创新的精英团队，实现了新技术工程和新产品的优化设计。

由于坚持诚信经营与自主创新，公司获得了国家中小企业创新基金和高新开发区创业中心的支持，同时结合自身可支撑的经济实力和技术操作的可行性，按研发规划坚持开展了系统性的实验性研发工作，积累了大量科学数据，建立了相关数据的分析模式，相继取得技术创新成果，为实现集约化转型奠定了基础。2011年完成了纳米级反射材料喷涂技术的实验研究；对中国北京天文台地区光污染进行了检测并提出了治理工程项目的初步设计；在完成了关键性实验的基础上，企业申报了发明专利—“一种光反射装置及路灯反射器”，并已进入实质性审查阶段。

灯光照明工程设计篇7

关键词：建筑照明；夜景照明；电气节能设计；电气设备

在现代化社会发展过程中，城市建筑夜景照明工程得到了人们的高度重视。在夜幕降临之后，城市建筑夜景可以为人们带来良好的观赏效果，城市夜景不仅是城市风貌特征的重要体现，也是呈现城市整体形象的重要平台。城市建筑夜景照明要想获得良好的观赏效果，就必须开展合理的施工设计。在施工设计过程中以道路照明设计为主，需要营造综合点、线、面等的夜间景观，之后再对整个照明系统进行智能化管理。为了推动建筑行业的长远发展，需要在城市建筑夜景设计和电气设备优化过程中，将节能减排作为主要发展目标，以此满足当前我国建筑行业的可持续发展要求。

1建筑夜景照明电气节能设计概述

开展建筑夜景照明节能设计，实际上就是结合建筑结构的不同形态与建筑材料的使用要求，在满足建设单位基本需求的基础上，开展建筑夜景设计。通过分析建筑夜景照明设计的主要内容，做好电气节能设计工作，从而满足夜景照明电力能源供应条件，使建筑工程具备节能特征。在建筑夜景照明电气节能设计中，设计单位通常会采取多样化的节能技术，在建筑夜景照明设计的主体上完成电气节能设计[1]。

2建筑夜景照明电气节能设计优化策略

2.1照明电气设备优化

2.1.1采用新型照明材质和能源建筑夜景照明电气设备使用的合理性直接影响电力能源的消耗程度。为确保城市建筑夜景照明电气节能设计够稳定进行，必须选择合适的照明材质，提高照明设备的使用寿命与运行质量。通常，照明电气设备暴露在外界空气环境中，很容易发生腐蚀和损坏，必须选择能够适应多种环境条件的材质。在建筑夜景照明设计中，采用高效、长寿的灯具，能够保证城市建筑夜景照明系统的长期、稳定运行，从而获得更多的经济效益。目前，在建筑夜景照明电气节能设计过程中，可以采用新型材质和能源。例如，使用太阳能发电照明材质可以有效节省电力能源。白天，电气设备可以收集太阳能，将其以电能的方式储存起来，夜间为照明设备提供电源，从而获得良好的照明效果[2]。除此之外，在设计环节中应用节能灯具，可以减少电力能源的使用量。常用光源的技术指标如表1所示。2.1.2选取最优施工方案在施工过程，甲方关注的重点主要集中在以下几个方面。（1）幕墙外立面管线、电线及灯具不影响建筑白天的视觉观感效果。与龙骨无缝搭配组合可以解决灯具隐蔽问题；关于管线布置，灯具与灯具之间可以通过灯具自带的防水电缆接头连接，如图1所示；220V的线管由主电源引出开关电源，再由开关电源引出低压24V直流线管，通过幕墙设计公司预留的管洞与灯具连接，这样既方便更换开关电源，也方便更换灯具。（2）灯具接地安全。LED洗墙灯灯具型材外壳为铝型材，切面与建筑外玻璃幕墙龙骨相啮合，灯具金属外壳与楼体接地干线直接连接，可以确保灯具接地安全。（3）地面、楼顶景观泛光照明。因顶层有玻璃装饰墙，对于楼顶和地面景观的泛光照明，可以采用金卤灯或LED洗墙灯。通过对比两种灯具的成本、美观度、安装工序、能耗情况等，决定采用哪种灯具。安装效果对比：地面上装金卤灯，还需安装混凝土底座，再以30～45°的角度投射墙面，无论车辆还是行人，都容易被灯光刺眼，影响视觉效果；使用金卤灯需要另外装设焊接角铁架来固定金卤灯，角铁架易生锈，换成不锈钢支架不仅额外增加施工成本，安装时也会影响建筑美观。考虑到施工安全及后续更换拆卸安装方便，将LED洗墙灯安装于玻璃装饰墙内侧，因该玻璃装饰墙是不透明的毛玻璃，LED洗墙灯灯光投射上去会形成层次分明的暖色温内透效果。如果LED洗墙灯照度和光效达不到要求，需要更换成金卤灯。能耗对比：以顶层为例（顶层和底层工程量类似），顶层金卤灯方案共需安装78盏50W金卤灯，或者安装186盏LED洗墙灯。金卤灯安装功率为78×50=3.9kW，LED洗墙灯的安装功率为186×12=2.2kW。由此可知，LED灯具更节能。因为金卤灯能耗大，可以仅在建筑四角安装高压钠灯，用于投射大理石建筑立柱，其他部位均采用LED洗墙灯。根据以上分析，提出以下两种施工方案。方案1：某大楼泛光照明选用50W金卤灯，采取支架焊接固定安装，顶层玻璃装饰墙采用210W金卤灯。方案2：某大楼泛光照明选用12WLED洗墙灯，直接利用玻璃幕墙龙骨原有结构，顶层玻璃装饰墙采用12WLED洗墙灯。施工人员需要根据工程成本和照明节能效果选择最终的施工方案。工程成本分为主材成本与辅材成本两部分。其中，灯具主材成本，方案1＜方案2；工程辅材施工成本，方案1＞方案2。在照明能耗方面，方案1的能耗为方案2的三倍；中后期需要进行安装和维护，方案2的安装和维护效果优于方案1。最终决定选用方案2。2.1.3选取合适的安装方式（1）LED洗墙灯的安装。玻璃幕墙立面龙骨如图2所示，施工人员需要在玻璃幕墙龙骨架结构中原有的空隙位置安装灯具。灯具为大功率LED灯，色温为3000K，光通量为3250lm，单灯功率为12W，光效为270lm/W，灯具密封防护等级为IP65。斜面为2.5mmPC盖板，橡胶垫的主要作用是密封和防水，雨水会顺斜面向下流淌，从外观测观看不到灯具。光源利用反射原理投射在玻璃幕墙上，不会引起眩光，不会造成光污染[3]。LED洗墙灯电源安装于室内，由24V/220V专用直流、交流整流恒压器供电。开关电源功率因数为0.95，灯具金属外壳与楼体接地干线联结。LED洗墙灯安装剖面如图3所示。（2）开关电源的安装。用户防触电开关的额定漏电动作电流为30mA，额定漏电不动作电流为15mA。大部分室外泛光照明工程开关电源都用防水盒安装在室外，这样做的弊端是防水盒设计有散热通道，开关电源工作时的热量需要通过散热通道散热，如遇强对流天气不利于室外开关电源防潮，会加大开关电源腐表1常用光源的技术指标光源类型光效/（lm·W-1）显色指数（Ra）色温/K平均寿命/h应用场合LED＞100白光60～802700～6500白光或彩色＞25000应用范围广泛蚀损耗。将开关电源安装于室内，能有效解决这个问题，且便于更换维护。开关电源安装示意图如图4所示。

2.2配电箱位置优化

在建筑夜景照明电气设计中，必须精准设定配电箱的位置。为了降低线路阻抗，要注意以下方面。（1）考虑到导线截面积和线路阻抗之间的负相关16mm图2玻璃幕墙立面龙骨（未安装灯具剖面）（单位：mm）1.5mm2.5mm4mm图3LED洗墙灯安装剖面图关系，要重点分析导向长度这一要素，缩短导线实际供电距离。在配电系统设计环节中，要避免电路回供[4]。如果建筑夜景照明线路较长，必须加强保护措施，适当增加截流量，可挑选截面积较大的导线，减少线路抗阻带来的不利影响[5]。（2）考虑到电阻率和线路阻抗之间呈现正相关关系，要尽可能地选择电阻率较小的线路[6]。

2.3电能计量方式优化

在建筑夜景照明设计中，电能计量精准程度直接影响照明工程的经济效益，必须选择科学合理的电能计量管理系统进行管理[7]。电能计量管理系统的优势是能够智能化管理照明电能表和人员信息，还可以实现电能表在线监测，确保电能表的正常运行。同时，不同系统用户拥有不同的使用权限，可以有效保证系统运行的安全性。通常，施工设计人员会在建筑内部设置电能计量管理系统，然后精准打印电力应用统计报表，查询相关数据，从而远程监控电能表，确保电力用户管理和操作活动的顺利进行，以信息化的方式管理照明区域的电能表[8]。

3结束语

综上所述，开展建筑夜景照明设计优化不仅可以改善城市外在景观，还可以为人们提供更加便利的生活条件。将节能环保理念融入城市夜景照明设计时，必须重点落实电气节能设计，在具体设计中重点优化电气节能设计方案、照明电气控制系统、电能计量方式及配电箱位置等，以保证城市建筑夜景照明的稳定性。

参考文献

[1]李增勇,萧倩美,何秀娟.建筑夜景照明电气节能设计优化[J].机电工程技术,2021,50(8):257-259,318.

[2]唐明.建筑夜景照明的艺术营造方法研究[J].广西城镇建设,2021(5):29-31.

[3]黄彦,周波.LED在建筑玻璃幕墙夜景照明中的应用方法探讨[J].灯与照明,2020,44(4):47-51.

[4]陈龙.建筑夜景照明电气节能设计优化[J].江苏科技信息,2020,37(5):33-35.

[5]殷文荣,颜宏勇.浅析民用建筑夜景照明系统设计[J].现代建筑电气,2019,10(10):41-45,50.

[6]张文力,严永红.转型期中国城市夜景照明的空间生产过程与机制:以重庆市为例[J].资源开发与市场,2021,37(6):692-697.

[7]刘晨宇,孙颖,孙璐,等.基于城市文化的巩义市老城区街景改造研究[J].工业建筑,2019,49(12):69-74.

[8]张文力,严永红.地方政府企业化背景下的城市夜景照明思考[J].现代城市研究,2021(1):102-108

灯光照明工程设计篇8

关键词：路灯系统节能照度电容补偿

1引言

近年来，道路照明设施随着各地经济和交通的发展，其规模及数量越来越大，道路照明耗电在迅速上升。

以深圳市为例。2002年统计的四区(罗湖、福田、南山、盐田)路灯系统光源安装总功率为10294KW，镇流器损耗按光源安装总功率18%计算，照明线路损耗按5%考虑，路灯每年亮灯小时数按4000小时计，则：

路灯系统电气安装总容量为10294X（0.18+0.05）=12661千瓦。

路灯系统每年耗电为12661X4000X10-4=5064.4万度。

年耗电5064.4万度是什么概念呢？大亚湾核电站年发电能力约为140亿度，5064.4万度占其0.36%。

由上可见，路灯系统的耗电相当可观。正因为此，道路照明节电已成为日益受到重视的话题。近年来很多地区发生的日益严重的电荒，更使许多部门认识到这一当务之急。

本文站在技术角度，分别从路灯布置方式、配电系统、灯具配件等方面，就如何以科学、合理的方式，实现道路照明系统节能，阐述个人的一点体会。

2合适的照度

合适的照度，是我们在道路照明节电工作中首先需要重视的问题。它包括两个方面。其一是为所设计的道路选择合适的照度标准；其次，是采用适当的计算及设计方式，实现合适的照度。我们不难观察到，国内不少城市道路照度偏高，既增加了路灯照明的耗电，也削弱了道路两侧景观照明的效果。

现行有效的标准《城市道路照明设计标准》还是早在94年制定的。不可否认，相对于我国沿海一些近年来交通发展较快、经济较发达城市，由于其出行时间延长、交通量大、交通情况复杂，其中的照度标准要求偏低。但我们也不应过分的选择较大的照度。根据正在修订的《城市道路照明设计标准(征求意见稿)》以及我们工程中的实践，推荐按表1的标准选择照度。具体工程中,可视道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。

表1

照

明

等

级

国家行业标准

推荐做法

适用道路

平均照度Eav(lx)

照度均匀度Emin/Eav

平均照度Eav(lx)

照度均匀度Emin/Eav

一级

20

0.4

20∽30

0.5

快速干道

二级

15

0.35

20∽25

0.4

主干道

三级

8

0.35

10∽15

0.35

次干道

四级

5

0.30

8∽10

0.30

支路

五级

5

0.20

住宅区机动车道

六级

2∽3

0.1

住宅区人行道或非机动车道

照度标准确定后，如何进行照度计算,是设计师们头疼的问题。常规的利用系数法计算粗糙，且无法确定均匀度。手工逐点计算法计算精度虽高，但需要收集大量的灯具资料，计算工作量也很大。以上两种计算方式在工程实践中均不适用。笔者建议,目前已有多家国内外灯具厂家编制了照明计算软件，计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算，但对于路灯系统设计还是有相当的参考意义。建议在设计中选择一到两家的软件对照度进行计算，从而快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量，实现合适的照度，避免或减少路灯系统设计的盲目性。

3电容补偿

路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿，还是在灯具处分散补偿。目前国内城市路灯系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长，道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源---高压钠灯的配套建议按表2选择，补偿后单灯功率因数将不小于0.85。

表2

70W

100W

150W

250W

400W

10∽12μF

13∽15μF

20∽22μF

34∽36μF

53∽55μF

4关闭半数光源

显然，关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著，节电运行时段节电达50%，总体约在30%左右。在电力紧张的背景下，政府出台了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，关闭部分光源。笔者认为，这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为，“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度，同时区别于不同的灯杆布置方式，照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中，日本曾在道路上进行间隔点灯的试验，结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆，也增加了建设投资。

因此，应区别于不同的灯杆布置方式，谨慎采用关闭半数光源的方式。

常规灯杆布灯时，往往采用车道侧单光源灯具。灯杆布置有单侧布置、交错布置、对称布置。

单侧布置时，若选用这一方式，则后半夜车道明暗悬殊，照度均匀度远低于道路照明设计标准的要求。如某单侧布灯的工程，前半夜全亮时均匀度高达0.53，采用”亮一隔一”后均匀度则下降至0.07。我们不应顾此失彼，单侧布灯时,不宜推广关闭半数光源的方式。

交错布置、对称布置时，采用这一方式，虽然均匀度稍差，但若选择配光合适的灯具，均匀度还是可以达到或略低于道路照明设计标准的要求。工程实践中，可根据车道宽度、道路交通量、周边人流量等，有选择性的使用这种方式。

在照度要求高、机动车道较宽的快速路、主干路上，常规灯杆布灯时，可考虑采用车道侧同杆双光源灯具方案，两个光源可等功率或不等功率。采用这种布灯方案时，上半夜两个光源全亮，后半夜关闭其中一个光源。这种方式，对照度均匀度基本没有影响，单侧布置、交错布置、对称布置时，均可采用这一方案。

5环形电感镇流器

采用气体放电灯的路灯照明系统中，除光源自身的功耗外，与气体放电灯配套的电感镇流器也要消耗一部分电能。电感镇流器的工作效率高低、节能与否，对路灯照明系统的电力消耗有一定的影响。相对于传统的电感镇流器而言，环形电感镇流器，由于其采用圆环形铁芯和线圈，使环形铁芯卷片的几何形状与磁力线回路和曲线更加适应，磁路分布更趋合理，进一步改善了磁通，降低了铁损，减少了总的电力消耗。可广泛适用于高压钠灯、汞灯和金属卤化物灯。需要注意的是，这种方式仅仅是减少了镇流器的损耗，对路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗并没有减少。钠灯用环形电感镇流器与传统型电感镇流器电能损耗比较详表3。

表3

镇流器功率损耗

镇流器功率损耗占光源功率的百分比(%)

钠灯光源功率

普通传统型

环形

普通传统型

环形

150W

23∽30W

≤17.6W

15∽20

<11

250W

30∽45W

≤25W

12∽18

<10

400W

48∽72W

≤35W

12∽18

<9

6智能光源降压一稳压一调光技术

智能光源降压一稳压一调光技术，是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜控制路灯回路为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少时，进一步降低电压。它的节电原理有二，其一是高压钠灯的亮灯维持电压低于220V，因此，降低回路电压光源不会熄灭；其二是由于后半夜电网用户少，负荷低，电网电压高于220V，而过压将额外消耗部分电能，采用该装置则避免了这部分的浪费。根据工程实践，它的节电效果在15％左右。采用这种装置，不仅节约了电能，不影响照度均匀度，而且能够避免光源过压运行，延长了路灯寿命。需要注意的是，这种方式是对配电回路降压，回路内所有灯具都将在低电压运行，对下述问题应予注意：①，随着使用时间的增加，光源端电压及电流等电气参数发生变化，同时光源本身质量上又具有离散性，降电压运行时就可能出现同一回路中一些灯具灭灯的现象；②路灯配电回路供电半径长达800米，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；③路灯系统中往往会外接公交站台广告灯箱、电话亭照明，而这些照明由于功率小，一般采用直管型荧光灯、紧凑型荧光灯，低于正常工频电压时，这些光源不能正常工作。④回路中接有电动升降式高杆灯时，由于电动装置为感性起动特性，起动电流大，与这种装置过载电气特性不匹配。

7可变功率镇流器

可变功率镇流器，利用气体放电灯在工作电流适当减少时，仍能正常运行的原理，通过后半夜增加镇流器电抗，从而降低光源电流，减少路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗，达到路灯系统整体节能的目的。

7.1降功率控制原理

可变功率镇流器工作原理见图。

图右边的虚线框为标准的路灯设备电路图，左边虚线框为节能型单灯控制器框图。其中电子开关用来控制路灯降功率投入。其工作过程如下：1）正常情况下，LCU控制电路控制电子开关闭合（短路），外部电压直接通过电子开关加到路灯电路上，使路灯工作在额定功率状态。2）降功率控制情况下，控制电路控制电子开关打开（开路），控制外部电压只能通过降功率电感加到路灯电路上。此时，路灯电路感性负载增加，路灯工作电流降低，从而使路灯功率下降，耗能降低，达到节能的效果。3）当电网电压偏低或光源状况不佳，降功率运行将可能出线闪烁时，即使在降功率运行时间段，控制电路也将自动控制电子开关在闭合状态，避免路灯熄灭。

7．2节能控制方案设计及节能效果分析

不同的节能控制程序会产生不同的节能控制效果，按每天照明11小时，前5小时处于正常照明状态，后6小时处于节能照明状态。各功率光源节电效果如表4。

表4

150W高压钠灯

250W高压钠灯

2400W高压钠灯

普通运行每天耗电

1837WH

3058WH

4807WH

变功率运行每天耗电

1465WH

2260WHr

3715WH

每天节电量

372WH

798WH

1092WH

节电率

20%

26%

23%

这种方式由于是在灯具处安装，因此，适用于各种路灯布置方式和光源组合方式。

对于原有道路照明工程，可采用附加型变功率镇流器进行改造，其特点是，对原灯具配套的镇流器不予更换，既方便改造施工，又降低系统改造造价。

可变功率镇流器方式，具有智能光源降压一稳压一调光技术的优点，也避免了智能光源降压一稳压一调光技术的缺点，值得推广。

8小结