智慧建筑新风向——绿色智慧照明(前篇)

来源: Knight-Z BIMBANK

案例概述

案例为1200㎡的办公场景整体格局为传统写字楼布局,中间核心筒(电梯、机房、走道、卫生间等)、四周为办公场所,建筑外立面的大部分面积为玻璃幕墙,本次照明设计本着以人为本、绿色生态的宗旨,既要满足国家规范节能的要求,还要为员工的身体健康考虑。

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▲ 照度数据化分析

办公照明要求

对一个上班族而言,一天中的绝大部分时间是在室内度过的,而在人生的历程中有超过三分之二的时间在室内度过。假如说室内照明与人的健康有必要的联系,那么照明就显得尤为重要。
灯具-人工照明

采用可变换色温的彩色光(光谱色光)是可以模拟和激发由光造成的人类的新陈代谢。在工作和生活中,我们在人工光照射下度过人生中超过一半的时间。所以这些都表明,光和它所含有的色彩,不仅使我们看见了物体和已被承认的美学价值以外,对人的幸福感和健康还有更多的作用。

光源色温的选择与照度水平之间存在着一定关系。高色温会创造一种洁净、清醒、活泼、略带紧张的气氛、而低色温(暧色光)和光线柔和的照明则会促成一种放松的气氛,会构成宁静、安逸、洁净、温馨舒适的生活氛围。

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在初步评估既有建筑后,照明设计必须广泛分析下列因素以决定特定的照明需求并确保整个设计流程:

设计流程

➤ 1、环境空间分析、人性化因素及人体机能需求;

➤  2、照明系统成效标准;

➤  3、既有建筑、设备限制;

➤  4、系统的弹性;

➤  5、能源消耗;

➤ 6、维护;

➤  7、成本 。

另外不同年龄阶段对空间照明质量和需求有所不同,研究显示照度增加工作满意度随之提高,但到达某一照度后,照度增加则满意度开始降低。过犹不及的照度标准不仅影响工作效率也危害视力健康、减损对环境的满意度。研究显示人体对适中的环境照度(300~350Lx)最为满意。

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此外,照度值的选取应根据所从事的工作及工作者的年龄,照度不足使涉及辨识细部的能力减弱;且年长者明显比年轻人需要更多的光量。

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办公室照明设计思路

良好的办公照明不仅能够使办公室更加美观,还将直接影响到员工的工作效率及整个公司的生产力;充足的照明,会让每个员工感觉更加舒适,同时降低出错率及缓解用眼疲劳。同时,它具有在待客的过程中创造出良好印象的力量,照明能够对企业形象起到一个关键的作用。

理想的办公照明方案应该满足四个基本要求。

四个基本要求

照明质量:提供可靠的、高质量的照明。

舒适性:营造舒适的照明环境,并能够烘托出特别的氛围来迎合您特别的心情与风格。

成本:理想的照明方案一定要为您有效节省成本,包括初始成本,安装费用和运营成本。

维护:高质量和可靠性可以保证您最低限度的降低由于维护带来的不便。

下图是一间采光和照明都看着还可以的办公室,我们用照度仪进行实测后会发现,白天临近窗户的工位照度充足,但夜晚就低于规范水平;中间工位白天开灯状态下仅比夜晚高了100Lx。

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事实证明

1.该房间的人工照明设置看似足够多(3具LED灯盘),但实测并不能不满足规范要求(夜间无法达到300Lx);

2.窗户的采光在白天对于工位的采光影响较大,前期设计阶段应尽可能的利用自然光(减少能耗,提高人体舒适度)。

智慧建筑新风向——绿色智慧照明(前篇)-BIMBANK
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另外,我们还分析了多人开敞办公空间,由于空间足够大灯具采用了矩阵式布置且间距符合光源配光曲线的覆盖范围,夜间实测照度均能满足规范要求。

因此,本次办公室改造我们将灯具的选型进行了前置分析,利用BIM软件在设计阶段采取正向设计的方式,在方案设计阶段就将选用的灯具及布置方式确定了下来。

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▲ 办公室装饰BIM模型

首先,我们将装饰BIM模型导入分析软件,根据照明设计流程将方案阶段确定的灯具及光源文件逐个布置到模型中,如下图。最终形成用于灯光分析的模型,将模型进行分析计算得出整个空间各个区域的空间照度分布情况。

智慧建筑新风向——绿色智慧照明(前篇)-BIMBANK
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由于公司员工基本以电脑和纸质图纸为工具,且员工平均年龄在28~35之间,因此考虑平均照度300以上,局部中心区域设置到400。在选择光源方面,选用的是配光曲线C0、C90差异较小的LED光源,配光曲线接近球形、可以很好的应对办公桌日后排不上的调整,而不影响桌面受光效果。采用6000K色温的光源,考虑的我们是一家创业型科技公司,相对高的色温可以创造一种洁净、清醒、活泼、略带紧张的气氛。

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▲ 灯具配光曲线可视化

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计算结果:

房间面积76.3㎡,采用的是31盏16W/1250lm/6000K的LED支架灯,功率密度为6.5W/㎡、小于规范要求的目标值8W/㎡,导出桌面(0.8m高度处)分析结果如下:

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再如,走道及茶水间设计意向及分析结果:

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照明的经济性

成本:理想的照明方案一定能为你有效节约成本,包括初始成本、安装费用和运营;

维护:它的高质量和可靠性可以保证您最低限度的降低由于维护带来的不便。

提到节能就必定会想起绿色照明。绿色照明工程的宗旨是:通过科学、合理的设计方法,积极采用高效照明光源、灯具和电器附件,以达到节约能源,保护环境,建立优质高效、经济舒适、安全可靠,提高人们生活质量和工作效率、保护身心健康的照明环境。

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随着电气技术和电光源技术的发展,室内的工作环境越来越脱离使用天然光了。这种采用人工光源照明的趋势致使我们偏离了本身已有的以24小时为周期的自然生物钟,并且由于这种现象已经很好地融入到我们的日常生活中,使得我们忘记了以前每天的生活循环的方式。但是,尽管存在大量的技术创新和发展,天然光还是优于人工光。

办公室工作人员长时间在灯光下工作,会降低人体对钙的吸收;或引起其它生理上的变化。无论成人或幼童,每人每日平均应接受1小时左右的自然光照,才能保证身体的正常需要。

所以,我们除了在设计阶段选用节能的灯具和合理的布置方式外,日常使用过程中的智慧照明控制方式,也是衡量照明经济性的一个非常重要的因素。

下期预告:绿色智慧照明的控制

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