某绿色建筑室内照明设计案例分析

选取某拟申报绿色建筑三星级认证的办公建筑为研究对象，采用照明模拟技术，建立建筑三维模型，在对室内空间照明需求分析的基础上选取不同的灯具，对比计算各个功能分区的照度以选取最优的照明方案。研究结果表明合理的使用照明模拟技术在满足照明需求的同时也能够有效的降低照明的功率密度，从而降低建筑在运行阶段的照明能耗，并提高室内环境舒适度。

“十三五”建筑节能专项规划指出，我国要加强大型公共建筑的节能监管，在“十三五”期间，要实现“公共建筑单位面积能耗下降10%，其中大型公共建筑能耗降低15%”。照明能耗是建筑能耗的重要组成部分，占据建筑总能耗比例达到30%～40%，因此降低照明能耗成为了建筑节能的一项基本手段。现阶段实现照明节能的主要途径有以下几种：

(1)使用高效照明灯具，例如采用T5荧光灯及更加高效节能的LED灯具。在同等光通量的情况下T5荧光灯比T8荧光灯节能25%~40%以上，而高效LED灯具比T8荧光灯节能50%~60%以上[1-3]。

(2)使用合理的控制技术，如通过人体感应、照度检测、声控、智能化控制等手段可在满足照明需求的同时减少照明开启时间。在走廊、楼梯间、办公区域采用合理的照明控制技术与传统常亮对比照明能耗降低40%~80%[4-5]。

(3)在建筑设计阶段进行照明优化设计，通过选用合适的灯具并进行合理布局，降低照明功率密度，合理的照明设计能降低单灯的功率及安装的灯具数量，因此也可以降低的建筑灯具采购成本[6-7]。在以上3种实现照明节能降耗的途径中使用高效照明灯具及使用合理的控制技术已经是比较成熟的技术，在社会上有广泛使用。而在建筑设计阶段进行照明优化设计的技术手段并未进行大规模实施，现阶段照明设计计算还停留在用于满足相关设计标准的层面上。本文主要探讨如何在办公建筑的设计阶段使用照明模拟技术对室内各功能空间进行照明优化布局，达成在建筑运行阶段降低照明能耗的目的。

1项目介绍

本项目为典型大型办公建筑，地下1层，地上17层，总建筑面积2.3万m2，标准楼层占总建筑面积70%，达到1.5万m2。项目拟申报绿色建筑三星级认证及美国LEED铂金认证，力争将本项目打造成为华南地区最具代表意义的超低能耗建筑(图1)。项目采用了大面积玻璃幕墙，自然采光条件良好。建筑运行相对比较规律，节假日及夜间很少使用，主要是工作日(8:30~18:00)使用。为达成超低能耗的目标，本项目未设置过多装饰照明，主要采用高效LED作为照明光源，灯具以悬挂式平板灯或嵌入式筒灯为主。

2计算机模拟

2.1模拟软件介绍

本项目采用DIALux软件进行照明模拟，此软件可免费获得，是当今市场上最具功效的照明计算软件，它能满足目前所有照明设计及计算的要求。同时，DIALux一直在不断地更新发展，它所有的更新升级版都供每个用户免费使用。DIALux软件中灯具的输入参数具有固定的文件格式，世界上主流灯具厂家的的相关灯具文件都可以通过DIALux中的内置下载链接进行下载。用户也可根据灯具厂家提供的参数自定义灯具，DIALux提供可生成标准灯具文件格式的工具，用户只需输入相关参数，即可生成可供DIALux使用的该灯具的参数文件。

2.2模拟设置

(1)模拟参数。本项目室内表面做法及其反射系数。(2)建立模型。根据家具布置图，建立室内空间的三维模型。选取不同的灯具进行模拟，将灯具布置到合适的位置，灯具安装高度离地面2.7m。(3)灯具布置方案。本项目以位于建筑南侧和北侧的两块主要办公空间为例，共设计了3个灯光选型及布置方案，其中南侧办公空间面积为408m2，北侧办公空间面积为264m2。

3计算结果对比分析

(1)模拟结果。采用上节中的模拟设置对项目南北侧的办公区间进行模拟，模拟得到两侧各方案的点照度图所示：办公区1(南侧)(2)结果分析。对以上3个方案的模拟结果对分，方案二照度值标准较低，不符合标准要求，方案三平均照度值过高，会产生浪费，不符合本项目超低能耗的理念，而第一个方案平均照度与标准要求最为接近，故本项目采用第一种方案。因方案二计算照度不符合标准要求，因此仅对方案一及方案三进行对比分析。

方案三比方案一，功率密度高出0.77W/m2，两块主要功能分区合计面积为672m2，因此方案三比方案二多安装约518.88W，按照现阶段LED市场价15元/W的单价计算，灯具初投资增加了7783.2元，17层共额外增加投资132314.4元。按照建筑年运行250天，每天运行8小时，共计2000h，年运行能耗增加1038kWh，电价按照0.98元/kWh，折合1017.24元。

4结语

利用照明模拟技术是优化照明设计的有效途径，通过模拟，优化灯具选型及布置方案，可合理布置灯具密度，在满足相关标注对室内舒适度的要求的同时尽可能的降低照明功率密度的要求，减少初投资费用及运行费用。