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  • 住宅中的環(huán)境光

  • 評論:0  瀏覽:3303  發(fā)布時間:2006/4/29
  • 住宅光環(huán)境的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
    住宅光環(huán)境的設(shè)計已引起人們,特別是住宅設(shè)計人員越來越重視,盡管專門為住宅光環(huán)境設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)目前尚未頒布,但在若干照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中均有論述,主要的有關(guān)住宅光環(huán)境設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有:
    a.民用建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
    b.民用建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
    c.住宅設(shè)計規(guī)范
    d.城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范
    e.老年人住宅設(shè)計規(guī)范
    中國地域遼闊,各省市為適應(yīng)地方特點也紛紛制訂了眾多的地方設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),如上海、北京、廣州等地均有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。
    住宅光環(huán)境設(shè)計方案
    2.1 天然光是人們最喜愛的光源,也是用之不盡的光資源,充分利用天然光已得到共識。住宅的天然光環(huán)境設(shè)計需要確定住宅的日照時數(shù)和采光系統(tǒng)。
    2.1.1 采光系數(shù)
    2.1.1.1 采光標(biāo)準(zhǔn)
    目前,我國已制定了《建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,對住宅的采光系數(shù)作了規(guī)定,見表1。
    表1 住宅采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值
    采光等級
    房間名稱
    側(cè)面采光
    采光系數(shù)
    最低值
    min(%)
    室內(nèi)天然光
    臨界照度
    (1x)
    N
    起居室(廳)、臥室、書房、廚房
    1
    50

    V
    衛(wèi)生間、過廳、樓梯間、餐廳
    0.5
    25
    注:表中的數(shù)值適用于Ⅲ類光氣候區(qū)。
    不同于Ⅲ類氣候區(qū)的住宅采光系數(shù)將作適當(dāng)修正,其修正系數(shù)K值列于表2。
    表2 光氣候系數(shù)K
    光氣候區(qū)






    K值
    0.85
    0.90
    1.00
    1.10
    1.20
    室外臨界照度EW(1x)
    6000
    5500
    5000
    4500
    4000
    1999年頒布的“住宅設(shè)計規(guī)范”中除采光系數(shù)作了規(guī)定外,還用窗地面積比來規(guī)定住宅中對采光的設(shè)計要求,表3為住宅室內(nèi)采光標(biāo)準(zhǔn)。
    表3 住宅室內(nèi)采光標(biāo)準(zhǔn)
    房間名稱
    采光系數(shù)最低值
    (%)
    窗地面積比值
    (Ac/Ad)
    臥室、起居室(廳)、廚房
    1
    1/7
    樓梯間
    0.5
    1/12
    注:本表適用于Ⅲ類氣候區(qū)。

    2.采光計算

    采光計算主要是指采光系數(shù)的計算。
    室內(nèi)某一點的采光系數(shù)計算公式為:
    C=EΝ/Ew×100%
    EΝ�在全陰天漫射光照射下,室內(nèi)給定平面上某一點由天空漫射光產(chǎn)生的照度(1x);
    Ew�同一時刻在室外無遮擋水平面上的照度(1x)。
    考慮到窗的因素,采光系數(shù)可寫成:
    Cmin= Cd.Kt.Kp.Kw.Kc
    Cmin�側(cè)面采光系數(shù)的最低值;
    Cd�窗洞口的采光系數(shù);
    Kt�總透射比;
    Kp�室內(nèi)反射光增量系數(shù);
    Kw�室外建筑物擋光折減系數(shù);
    Kc�窗寬修正系數(shù)。
    2.2人工光環(huán)境
    天然光環(huán)境隨太陽的位置和云層分布而頻繁變化,而人工光環(huán)境通過合理選用光源、燈具及燈位置不僅可以克服天然光環(huán)境一些缺點,而且可以在滿足視功能條件下創(chuàng)造使用者需要的氣氛,因此照明設(shè)計是取得良好光環(huán)境的重要因素。
    2.2.1 照明標(biāo)準(zhǔn)
    我國《民用建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了住宅建筑的照度標(biāo)準(zhǔn),見表4。
    表4 住宅建筑照度標(biāo)準(zhǔn)
    類別
    參考平面及其高度
    照度標(biāo)準(zhǔn)值(1x)



    起居室、臥室
    一般活動區(qū)
    0.75m水平面
    20
    30
    50
    書寫、閱讀
    0.75m水平面
    150
    200
    300
    起居室、臥室
    床頭閱讀
    0.75m水平面
    75
    100
    150
    精細作業(yè)
    0.75m水平面
    200
    300
    500
    餐廳或門廳、廚房
    0.75m水平面
    20
    30
    50
    衛(wèi) 生 間
    0.75m水平面
    10
    15
    20
    樓 梯 間
    地 面
    5
    10
    15
    2.2.2 光源選擇
    住宅內(nèi)所選用的光源應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)中的要求,如臥室中的光源顯色指數(shù)要大于80,相關(guān)色溫宜小于3300(K)。
    目前,根據(jù)綠色照明節(jié)能要求,光源的發(fā)光效率也是人們選擇的參數(shù)之一。住宅中廣泛采用的光源有:
    白熾燈
    白熾燈尺寸小,即開即亮,無須附件,很受歡迎,隨著人們對人工光環(huán)境的質(zhì)量提出更高的要求,透明白熾燈將逐步被造型優(yōu)美的磨砂泡等代替,以減少眩光,但由于白熾燈不節(jié)能,使用場所受到一些限制。
    管型熒光燈
    管型熒光燈由于高效,壽命較長,價格便宜,也是一種受到廣泛使用,并被大力推廣使用的家庭光源。目前,管型熒光燈的產(chǎn)量約為白熾燈的1/4,根據(jù)綠色照明和環(huán)境保護的要求,細管徑管型熒光燈將逐步代替普通熒光燈。
    緊湊型熒光燈
    緊湊型熒光燈因尺寸小,光效高,燈具配套靈活,配合室內(nèi)燈光裝飾,深受人們喜愛,也在住宅建筑中大量使用,但其壽命、工作可靠性、光色一致性等問題有待進一步提高。
    燈具
    燈具在住宅中不僅為光環(huán)境提供合理的配光,滿足人們視功能的要求,而且作為家庭裝飾物的組成之一,其作用越來越明顯,因此作為住宅內(nèi)的燈具也面臨著以下要求:
    燈具多樣化
    目前無論在城市或農(nóng)村,人們要求燈具的多樣性不僅表現(xiàn)在其配光合理,有直接配光,間接配光或半間接配光,眩光得到有效控制,而且也表現(xiàn)在造型上多樣化,現(xiàn)代化,藝術(shù)化。在造型上使人們有極大的選擇余地,簡式熒光燈具和普通白熾燈燈具將逐步淘汰。這是與家庭裝飾水平提高分不開的。
    燈具高效節(jié)能
    從節(jié)能的要求出發(fā),在光環(huán)境設(shè)計時室內(nèi)燈具的效率不宜低于70%,裝有格柵的燈具其效率不應(yīng)低于55%。因此燈具用的反射材料將有較高反射比。
    燈具易安裝維護
    由于城市中空氣凈化水平和光源質(zhì)量還有待提高,清塵和換燈泡的次數(shù)相應(yīng)增加,所以,住宅中燈具要求清洗、裝卸容易。
    照明計算
    在住宅光環(huán)境設(shè)計中照明計算是設(shè)計中的主要步驟之一,目前還沒有統(tǒng)一的、有效的方法進行計算,以下三種方法只是曾在照明設(shè)計中使用的方法:
    逐點計算法
    利用燈具制造廠商提供的“空間等照度曲線”及“平面相對等照度曲線”進行逐點照明計算。
    計算公式為:
    E=F.Σ .K/1000(適用空間等照度曲線)或E=F.Σ .K/1000h2(適用平面相對照度曲線)
    式中:F�光源總光通量(1m)
    Σ �光源對計算點產(chǎn)生的照度或相對照度總和(1x)
    H�燈的計算高度(m)
    K�維護系數(shù)
    流明法
    計算公式:E�F.N.U.K/S
    E�E.S/F.U.K
    式中:E�工作面的平均照度(1x);
    N�光源個數(shù);
    U�利用系數(shù);
    S�房間面積(m2);
    K�維護系數(shù)。
    單位面積功率法
    這種方法在照明設(shè)計中曾在電力供應(yīng)緊張時作為核算照明用電量的一種有效方法,但我國在各類照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中沒有該項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可循,掌握的難度較大。
    照明功率
    我國電力工業(yè)發(fā)展迅速,各種家用電器,包括照明器具大量進入家庭,一度使供電處于緊張狀態(tài)。目前,電力供應(yīng)已得到緩解,各大城市早已取消定時停電制度,有些地方還鼓勵居民用電。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測,到2005年,我國居民用電量將在2700億千瓦時,為1996年的2.4倍。但與發(fā)達國家相比差距仍很大,1995年美國人均用電量是我國的14.6倍,日本是我國的8.6倍。
    隨著電力代應(yīng)充足,住宅建筑不斷擴大,主要大城市相繼頒布住宅建筑中每戶用電標(biāo)準(zhǔn),表5為北京市頒布的《住宅電氣設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)》中用電標(biāo)準(zhǔn)。
    表5 每戶用電負荷
    居室類別
    戶型
    建筑面積
    (m2)
    每戶用電負荷
    (KW)
    電度表容量
    (A)

    1室
    40~50
    1.5
    5(20)

    2室
    60~65
    2
    5(20)

    3室
    75~80
    2.5
    5 (20)

    4室
    90~95
    3.5
    10(40)
    為了在本世紀(jì)未使我國人民居住標(biāo)準(zhǔn)達到小康水平,建設(shè)部提出目標(biāo)要求,并分為三個層次,即最低,一般和理想三個標(biāo)準(zhǔn),并推薦相應(yīng)的電氣負荷值,如表6所示。
    表6 住宅用電目標(biāo)推薦值
    最低目標(biāo)
    一般目標(biāo)
    理想目標(biāo)
    負荷(kW)
    1.56
    1.80
    4.00
    月用電量(kW.h/月)
    60
    72~80
    100~200
    電度表容量(A)
    5(20)
    10(40)
    10(40)
    預(yù)計本世紀(jì)未家庭用電負荷占總用量負荷的比例如表7所示。
    表7 各類負荷占總負荷的比例(%)
    家電類型
    甲類住宅
    乙類住宅
    丙類住宅
    丁類住宅
    普通電器
    20
    22.5
    45.5
    照明
    15.6
    3.5
    3
    4.5
    電炊具
    34.2
    34
    39.9
    15.9
    衛(wèi)生及空調(diào)
    47
    38.4
    29.7
    31.8
    其它
    2.9
    3.9
    4.6
    2.3
    表中:甲類��別墅式二層住宅 乙類��高級公寓
    丙類��80~120m2住宅 丁類��50~80m2住宅
    從用電負荷來看,北京市1996年頒布的標(biāo)準(zhǔn)(表5)仍低于90年代初香港地區(qū)的水平。表8為90年代初香港的用電水平。
    表8 香港地區(qū)住宅單位的最高負荷需求量
    住宅單位每戶面積(m2)
    最高負荷需求量(kV/A)
    20~50
    2.5
    51~90
    3.0
    91~160
    4.0
    160以上
    4.5
    以上數(shù)據(jù)表明,城市中的照明用電量隨著電力生產(chǎn)不斷提高,可以在不長時間內(nèi)達到相關(guān)水準(zhǔn),但要在全國住宅電力供應(yīng)達到小康標(biāo)準(zhǔn)仍需加大電力工業(yè)和生產(chǎn)能力。
    展望未來
    3.1 發(fā)展照明工業(yè)的高科技
    隨著高技術(shù)不斷發(fā)展,建筑向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢日益明朗。住宅作為建筑的一部分也將被高新技術(shù)武裝起來,通過計算機建立一套自動的能量均衡與調(diào)節(jié)系統(tǒng),使住宅光環(huán)境處于最佳運行狀態(tài);形態(tài)記憶合金用于百葉窗自動調(diào)節(jié)太陽光量以及通過高效長壽命的太陽能電池獲取照明所需的能源,使取之不竭、用之不盡的太陽能在住宅光環(huán)境中得到充分利用。隨著計算機的廣泛應(yīng)用,在計算機中可以貯存著成千上萬種的光環(huán)境方案。這種事先根據(jù)現(xiàn)行住宅的體量,家用光源與燈具以及家用陳設(shè)與飾布材料、色彩等各種形成光環(huán)境的基本因素而構(gòu)成的光環(huán)境效果在用戶進入住宅之前就可選擇,并根據(jù)自己的意愿進行修改,光環(huán)境的設(shè)計將做到隨心所欲。
    3.2 加強節(jié)能意識,推薦節(jié)能措施
    盡管住宅光環(huán)境用電量到本世紀(jì)末僅占住宅用電負荷的5%以下,與發(fā)達國家的英國5%以上相比仍處低下,但我國的住宅數(shù)量因人口增加將是英國的二、三倍,用電照明的基數(shù)相當(dāng)大。據(jù)不完全統(tǒng)計,如將全國1/5的白熾燈換成高效節(jié)能光源,一年節(jié)電相當(dāng)于葛洲壩電廠一年的發(fā)電量。近幾年來國家采取一系列的節(jié)能政策,廣泛宣傳綠色照明,與國際節(jié)能政策接軌,使照明節(jié)能意識不僅表現(xiàn)在設(shè)計者,也在使用者身上得到了體現(xiàn)。照明節(jié)能不僅節(jié)約能源,減少發(fā)電量,也為我們的生存空間減少污染,增加居民的身心健康有著十分重要意義。因為我國用煤發(fā)電居多,而英國則用重油發(fā)電。這些能源的轉(zhuǎn)換必將污染大氣,產(chǎn)生溫室效應(yīng),到頭來仍然作用在人類自身生活空間上。
    節(jié)能已成為我國的一項基本國策,各行各業(yè)必須貫徹執(zhí)行。住宅照明也不例外,住宅光環(huán)境的節(jié)能可從以下幾方面進行:
    制定住宅光環(huán)境的節(jié)能法規(guī),依法節(jié)能。一些發(fā)達的工業(yè)化國家,如美國,均有此類的節(jié)能法規(guī),使節(jié)能工作納入法制軌道。
    節(jié)能不等于降低住宅光環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn),用犧牲照明標(biāo)準(zhǔn)值來達到節(jié)能目的顯然不可取。因此,比較可行的辦法是采用高效節(jié)能光源,高效率的燈具和新穎的設(shè)計手段,來達到節(jié)能目的.
    制定保護民族工業(yè)政策,加速照明工業(yè)的技術(shù)改造,使照明產(chǎn)品質(zhì)量更上一層樓,而價格有大幅度下降。特別是照明工業(yè)生產(chǎn)的光源不僅在質(zhì)量上得到保證,而且在價格上使幾億中國家庭買得起,用得放心。不能像目前的電子鎮(zhèn)流器,誰都知道節(jié)能,但質(zhì)量好的價格太高,質(zhì)量差的不敢使用。
    (4)繼續(xù)加強綠色照明的宣傳,大力普及照明教育和照明知識,力求做到節(jié)能不僅省錢,也為創(chuàng)造優(yōu)良的生存環(huán)境,使為自身和子孫后代的身體健康造福的道理深入千家萬戶。




     








     
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