今天是 2019年02月16日 周六
  • 明星企业
  • 生产经销

  • 规划设计

  • 市政工程

  • betway必威体育app官网|首页人才
  • 会员单位
  • 理事长单位

  • 副理事长单位

  • 常务理事单位

  • 理事单位

  • 案例展示
  • 夜景betway必威体育app官网|首页

  • 道路betway必威体育app官网|首页

  • 办公betway必威体育app官网|首页

  • 家居betway必威体育app官网|首页

  • 商业betway必威体育app官网|首页

  • 公共betway必威体育app官网|首页

  • 工业betway必威体育app官网|首页

  • 体育betway必威体育app官网|首页

  • 娱乐betway必威体育app官网|首页

  • 酒店betway必威体育app官网|首页

  • 学会会刊
  • 联系方式
  • 当前位置:首页->学术论坛

    新版《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》的主要技术特点

    发布日期:2016-05-24 点击次数:1135

    新版《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》的主要技术特点

    The main technical characteristics of

     new version of <Standard for lighting design of building>

    中国建筑科学研究院  赵建平

     

    摘  要:《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》(GB 50034)是betway必威体育app官网|首页应用非常重要的一本通用标准,新版标准对其内容作了重大修订。本文主要论述了新版标准相对于旧版标准的主要修订内容,并阐述了修订的依据和原则。

    关键词:betway必威体育app官网|首页设计标准、修订

    Abstract: The new version of <Standard for lighting design of building> (GB 50034) has been revised significantly, which has very important influence on lighting application. This paper makes an introduction on the main revised contents of the new version standard, including their references and principles.

    Keyword: standard for lighting design, Revision

    本标准系根据住房和城乡建设部建标[2011]17号文《关于印发2011年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》,由中国建筑科学研究院会同有关单位在原标准《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》(GB 50034—2004)的基础上进行修订完成的。其中betway必威体育app官网|首页节能部分是由国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司组织主编单位完成的。

    《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》GB 50034-2004自颁布执行以来,提高了照度水平和betway必威体育app官网|首页质量,改善了视觉工作条件;推动betway必威体育app官网|首页领域的科技进步,对betway必威体育app官网|首页电器产业的产品更新换代,促进高效优质电光源和灯具的生产推广和应用具有强大的推动作用;对betway必威体育app官网|首页功率密度值的强制性规定,有利于提高betway必威体育app官网|首页能效,推进绿色betway必威体育app官网|首页的实施。本标准执行已有近8年时间,随着betway必威体育app官网|首页技术的不断发展以及新光源的不断涌现,在某些指标上已有落后,如规定的betway必威体育app官网|首页功率密度值已有调整的余地;对于光源、灯具的选择方面还应该更具体或更完善一些,便于设计选择等;社会的发展对betway必威体育app官网|首页提出了更高的要求,对节能更加强烈更加;发光二极管(LED)betway必威体育app官网|首页技术的快速发展与应用;智能化betway必威体育app官网|首页控制的应用等,迫切需要对该标准进行修订。本标准自2011年住建部正式立项,2012年12月底完成报批稿,住建部2013年11月29日发布公告批准,2014年6月1日正式实施。

    本标准修订的主要内容:

    1. 更严格地限制了白炽灯的使用范围

    原标准规定一般情况下,室内外betway必威体育app官网|首页不应采用普通betway必威体育app官网|首页白炽灯;在特殊情况下需采用时,其额定功率不应超过100W。以及在要求瞬时启动和连续调光的场所,使用其他光源技术经济不合理时;对防止电磁干扰要求严格的场所;开关灯频繁的场所;照度要求不高,且betway必威体育app官网|首页时间较短的场所;对装饰有特殊要求的场所可采用白炽灯。新标准明确要求betway必威体育app官网|首页设计不应采用普通betway必威体育app官网|首页白炽灯,对电磁干扰有严格要求,且其他光源无法满足的特殊场所除外。

    这些规定符合国家的相关法规和政策,国家发展和改革委员会等五部门2011年发布了“中国逐步淘汰白炽灯路线图”,要求:2011年11月1日至2012年9月30日为过渡期,2012年10月1日起禁止进口和销售100W及以上普通betway必威体育app官网|首页白炽灯,2014年10月1日起禁止进口和销售60W及以上普通betway必威体育app官网|首页白炽灯,2015年10月1日至2016年9月30日为中期评估期,2016年10月1日起禁止进口和销售15W及以上普通betway必威体育app官网|首页白炽灯,或视中期评估结果进行调整。通过实施路线图,将有力促进中国betway必威体育app官网|首页电器行业健康发展,取得良好的节能减排效果

    2. 照度均匀度的要求更加结合实际

    照度均匀度在某种程度上关系到betway必威体育app官网|首页的节能,在不影响视觉需求的前提下,对照度均匀度比原标准的规定有所降低,强调工作区域和作业区域内的均匀度,而不要求整个房间的均匀度。本标准一般betway必威体育app官网|首页照度均匀度是参照欧洲《室内工作场所betway必威体育app官网|首页》EN 12464-1(2011)制订的。这种调整应该更加有利于设计师的设计和betway必威体育app官网|首页节能。

    3. 降低了原标准规定的betway必威体育app官网|首页功率密度限值

    标准6.3.1 ~6.3.13条的 LPD是betway必威体育app官网|首页节能的重要评价指标,目前国际上采用LPD作为节能评价指标的国家和地区有美国、日本、新加坡以及中国香港等。在我国2004版的建筑betway必威体育app官网|首页设计标准中,依据大量的betway必威体育app官网|首页重点实测调查和普查的数据结果,经过论证和综合经济分析后制定了LPD限值的标准,并根据betway必威体育app官网|首页产品和技术的发展趋势,同时给出了目标值。本次修订是在2004版的基础上降低了betway必威体育app官网|首页功率密度限制。

    经过多年的工程实践,调查验证认为实行目标值的时机已经成熟,因此在新标准中,以2004版标准中的目标值作为基础,结合对各类建筑场所进行广泛和大量的调查,同时参考国外相关标准,以及对现有betway必威体育app官网|首页产品性能分析,确定新标准中的LPD限值。

    从对比结果来看,新标准中的LPD限值比现行标准有显著的降低,民用建筑的LPD限值降低了14.3%32.5%(平均值约为19.2%),工业建筑的各类场所平均降低约7.3%。如表1所示:

    表1  新旧标准的LPD限值对比

    建筑类型

    LPD降低比例

    范围

    平均值

    居住

    14.3%

    14.3%

    办公

    15.4%~18.2%

    17.1%

    商店

    15.0%~16.7%

    15.7%

    旅馆

    16.7%~53.3%

    32.5%

    医疗

    16.7%~25.0%

    19.1%

    教育

    16.7%~18.2%

    17.8%

    工业

    0%~11.1%

    7.3%

    通用房间

    12.5%~25.0%

    18.1%

     

    参照国外的经验,以美国为例,其betway必威体育app官网|首页节能标准是ANSI/ASHRAE/IES 90.1Energy Standard for Buildings Except Low-rise Residential Buildings),该标准在近10年来经过了两次修订,每次修订其LPD限值平均约降低20%。而从这些年来betway必威体育app官网|首页产品性能的发展来看,光源光效均有不同程度的提高(以直管形荧光灯为例,其光效平均提高约12%)。同时,相应的灯具效率和镇流器效率也都有所提高,如镇流器的能效提高了约4%8%。因此,betway必威体育app官网|首页产品性能的提高也为降低LPD限值提供了可能性。

    在标准的修订过程中,主编单位组织各大设计院对13类建筑共510个实际工程案例进行了统计分析,这些案例选择了近年来的新建建筑,反映了当前的betway必威体育app官网|首页产品性能和betway必威体育app官网|首页设计水平。对这些建筑在新旧标准中的情况达标情况进行了统计分析,如表2所示:

    表2  LPD计算校核

    建筑类型

    13版标准下的达标比例

    04版标准下的达标比例

    修正前

    修正后

    图书馆

    87.5%

    87.5%

    /

    办公

    69.2%

    70.2%

    91.3%

    商店

    84.2%

    94.7%

    100%

    旅馆

    78.6%

    78.6%

    92.9%

    医疗

    67.7%

    79.0%

    91.9%

    教育

    78.7%

    80.8%

    97.9%

    会展

    100%

    100%

    /

    金融

    100%

    100%

    /

    交通

    88.4%

    90.7%

    /

    工业

    91.5%

    93.6%

    93.6%

    通用房间

    82.9%

    86.5%

    96.4%

     

    可以看到,通过合理设计及采用高效betway必威体育app官网|首页器具,各类场所在多数情况下都能够满足新标准中LPD限值的要求。而如果考虑对室形指数较小的房间进行修正后,达标率更高,多数都能在80%以上。因此,从调研结果来看,新标准中的LPD指标也是合理,切实可行的。

    在原标准中,办公、商店、旅馆、医疗、教育、工业和通用房间建筑的LPD限值要求已经是强制性标准,这次拟增加的会展、金融和交通建筑从实际调研统计结果来看,达标率均超过了85%,是完全能够满足要求的。考虑到上述的这10类场所量大面广,节能潜力大,节能效益显著,因此将这10类建筑中重点场所列入相应表中定为强条。

    需要特殊说明的是对于其他类型建筑中具有办公用途的场所很多,其量大面广,节能潜力大,因此也列入betway必威体育app官网|首页节能考核的范畴。教育建筑中betway必威体育app官网|首页功率密度限制的考核不包括专门为黑板提供betway必威体育app官网|首页的专用黑板灯的负荷。在有爆炸危险的工业建筑及其通用房间或场所需要采用特殊的灯具,而且这部分的场所也比较少,因此不考核betway必威体育app官网|首页功率密度限制。

    需要重点引起注意的是房间室形指数对betway必威体育app官网|首页功率密度限制的影响。 LPD的主要应用是流明法概算室内平均照度。早在1916年,Harrison和Anderson提出了影响平均水平照度的四个因素是:房间的比例、表面反射比、灯具位置和灯具配光。流明法可用下式表示:

         (1)

    式中:

    因此,LPD可用下式表示:

                 (2)

    对于某种类型的房间,其维护系数和维持平均照度标准是给定的。而对于给定的灯具,灯具效率和光效是一定的, LPD与利用系数呈现反比的关系。

    从(2)式来看,LPD关键在于利用系数,而灯具的利用系数与室形指数是密切相关的,图1给出了来自于不同厂商的34种常用灯具的室形指数与利用系数的关系。

     

     

    1 利用系数与室形指数之间的关系

    可以看到,随着室形指数的增加,利用系数也在增加。经分析,当室形指数为10时,其利用系数与室形指数为0.3时差异很大。这里用U10/U0.3来表示两者之间的比例关系,其中,U10代表室形指数为10时的利用系数,U0.3代表室形指数为0.3时的利用系数。比值最小为4.03,最大则达到了6.73。在不同的室形指数条件下,利用系数有着较大的差异。

    由此可见,灯具的利用系数与房间的室形指数密切相关,不同室形指数的房间,满足LPD要求的难易度也不相同。当各类房间或场所的面积很小,或灯具安装高度大,而导致利用系数过低时,LPD限值的要求确实不易达到。因此,当室形指数RI低于一定值时,应考虑根据其室形指数对LPD限值进行修正。为此,编制组从LPD的基本公式出发,结合大量的计算分析,对LPD限值的修正方法进行了研究。该条文与04版标准的基本一致。考虑到在实际工作中,为了便于审图机构和设计院进行统一和协调,因此当房间或场所的室形指数值等于或小于1时,其betway必威体育app官网|首页功率密度限值应允许增加,但增加值不应超过限制的20%。

    4. 补充了图书馆、博览等公共建筑的betway必威体育app官网|首页功率密度限值

    补充增加了图书馆美术馆科技馆博物馆、会展、交通、金融建筑及公共和工业建筑通用房间或场所betway必威体育app官网|首页功率密度限值,使得betway必威体育app官网|首页功率密度限制要求由04版的7类建筑86个场所,增加到13版共15类建筑133个场所,强条也有04版的6类建筑81个场所调整到13版的10类建筑108个场所。

    5. 增加了发光二极管灯应用于室内betway必威体育app官网|首页的技术要求

    发光二极管灯(LED)用于室内betway必威体育app官网|首页具有很多特点和优势,在未来将有更大的发展。但目前发光二极管灯在性能的稳定性、一致性方面还存在一定的缺陷,相信随着betway必威体育app官网|首页技术的不断发展,产品将更加成熟。为了确保室内betway必威体育app官网|首页环境的质量,对应用于室内betway必威体育app官网|首页的发光二极管灯规定了相应的技术要求。

    要求之一:选用同类光源的色容差不应大于5SDCM。

    色容差是表征一批光源中各光源与光源额定色品的偏离,用颜色匹配标准偏差SDCM表示。相同光源间存在较大色差势必影响视觉环境的质量。在室内betway必威体育app官网|首页应用中应控制光源间的颜色偏差,以达到最佳betway必威体育app官网|首页效果。参考美国国家标准研究院(ANSI) C78.376《荧光灯的色度要求》要求的荧光灯的色容差小于4 SDCM, 美国能源部(DOE)紧凑型荧光灯(CFL)能源之星要求的荧光灯的色容差小于7 SDCM,而国际电工委员会(IEC)《一般betway必威体育app官网|首页用LED模块性能要求》IEC/PAS 62717同样利用色容差来评价LED模块的颜色一致性,仅有美国国家标准研究院(ANSI) C38.377《固态betway必威体育app官网|首页产品的色度要求》定义了不同标准色温的四边形对LED 一致性进行规定。 而在我国现行国家标准《单端荧光灯 性能要求》GB/T 17262及《双端荧光灯 性能要求》GB/T10682等均要求荧光灯光源色容差小于5 SDCM。根据国内已经完成的发光二极管灯betway必威体育app官网|首页项目的使用情况,7 SDCM 的产品仍然可以被轻易觉察出颜色偏差,同时为了统一与传统光源一致性的评价标准,在本标准中规定不应大于5 SDCM。

    要求之二:长期工作或停留的房间或场所,色温不宜高于4000K,特殊显色指数R9应大于零。

    根据IEC 62788《IEC62471方法应用于评价光源和灯具的蓝光危害》文件中指出单位光通的蓝光危害效应与光源色温具有较强的相关性,而与光源种类无关。然而LED具有体积小,发光亮度高等特点,因此LED蓝光危害仍然是一个需要考虑的重要因素。在本标准编制过程中,广泛征求意见普遍认为4000K以下色温光源的蓝光危害在可以接受范围内,而对于色温大于4000K的LED仍存在一定争议,因此本标准推荐在长期工作或停留的房间或场所使用色温不宜高于4000K的。同时由于目前产生白光LED的主流方案是在蓝光GaN基半导体芯片上涂敷传统的黄色荧光粉,发射光谱主要为黄绿光,红光成分较少,造成LED的R9多为负数。而如果光谱中红色部分较为缺乏,会导致光源复现的色域大大减小,也会导致betway必威体育app官网|首页场景呆板、枯燥,从而影响betway必威体育app官网|首页环境质量,如果不加限制势必会影响室内光环境质量。美国对于用于室内betway必威体育app官网|首页的LED也限定其一般显色指数Ra不低于80,特殊显色指数R9应为正数。

    要求之三:在寿命期内发光二极管灯的色品坐标与初始值的偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定的CIE 1976均匀色度标尺图中,不应超过0.007。

    由于随着输入电流的增大,半导体芯片将散发一定热量,进而导致半导体芯片及涂覆其上的荧光粉温度上升,造成YAG荧光粉容易发黄和衰减。该问题成为制约LEDbetway必威体育app官网|首页产品在建筑betway必威体育app官网|首页应用的推广的重要技术问题。为了更好规范LEDbetway必威体育app官网|首页产品在建筑betway必威体育app官网|首页领域的应用和推广,创造良好室内光环境,本标准对LED光源的色漂移做出了规定。根据国家标准《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定,在视觉上CIE 1976均匀色度标尺图比CIE 1931色品图颜色空间更均匀,为控制和衡量发光二极管灯在寿命期内的颜色漂移和变化,参考美国能源部(DOE)《LED灯具能源之星认证的技术要求》的规定,要求LED光源寿命期内的色偏差应在CIE 1976均匀色度标尺图的0.007以内。目前寿命周期暂按照点燃6000小时考核,随着半导体betway必威体育app官网|首页产品性能的不断发展或有所不同。

    要求之四:发光二极管灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定的CIE 1976均匀色度标尺图中,不应超过0.004。

    目前产生白光半导体的主流方案是在蓝光GaN基半导体芯片上涂敷传统的黄色荧光粉,由于涂覆层在各个方向上的厚度很难有效控制,因此合成的白光在各个方向的颜色会有所差异(光谱不同),这也对室内视觉环境质量具有重要影响,因此需要加以限制。为控制和衡量LED在空间的颜色一致性,参考美国能源部(DOE)《LED灯具能源之星认证的技术要求》的规定。

    6. 补充和完善了眩光评价的方法和范围

    眩光是一种产生不舒适感, 或降低观看主要目标的能力的不良视觉感受, 或两者兼有。由视野中不适宜的亮度分布、悬殊的亮度差, 或在空间中或时间上极端的对比引起。根据对视觉影响的不同, 分为不舒适眩光和失能眩光。不舒适眩光是betway必威体育app官网|首页设计中的一个重要指标,04版标准中根据CIE 新的技术文件利用统一眩光值(UGR)方法对一般室内空间不舒适眩光进行评价。

    然而04版标准中的统一眩光值仅限于发光部分面积为1.5㎡>S>0.005㎡时有效, UGR 评价小光源发光部分面积 <0.005m2 ) 时其评价的结果往往太严重,而对于大的光源发光部分面积 >1.5m2 ) 又是太宽松。针对统一眩光值存在的以上问题, CIE147号文件《小光源、特大光源及复杂光源的眩光》,就这些问题提出了相应的解决方法。关于小光源眩光评价方法,由于当前筒灯等betway必威体育app官网|首页产品在室内betway必威体育app官网|首页中广泛应用(特别是LED筒灯大量应用于室内),而传统统一眩光值计算方法对于小光源的计算不准确,从而导致无法对此类光源所产生的不舒适眩光进行判定。CIE147文件中关于小光源的界定基本覆盖此种光源,填补了这一空白,因此本标准中补充了此公式,从而保证了标准体系的完整性;

    7. 补充和完善了betway必威体育app官网|首页节能的控制技术要求

    betway必威体育app官网|首页控制 是betway必威体育app官网|首页装置betway必威体育app官网|首页系统的工作特性所进行的调节或操作。可实现点亮、熄灭、亮度和色调的控制等。betway必威体育app官网|首页控制能够降低不必要的能源消耗、保护视觉健康、保证视觉功效、营造光环境氛围、提高系统管理水平、提高系统的可靠性等诸多优点。

    betway必威体育app官网|首页控制方式分为手动betway必威体育app官网|首页控制、半自动betway必威体育app官网|首页控制和自动betway必威体育app官网|首页控制。自动betway必威体育app官网|首页控制在引入数字技术后,发展成为智能化控制。新一代智能化betway必威体育app官网|首页控制系统具有以下特点:

    1)系统集成性。是集计算机技术、计算机网络通信技术、自动控制技术、微电子技术、数据库技术和系统集成技术于一体的现代控制系统。

    2)智能化。具有信息采集、传输、逻辑分析、智能分析推理及反馈控制等智能特征的控制系统。

    3)网络化。传统的betway必威体育app官网|首页控制系统大都是独立的、本地的、局部的系统,不需要利用专门的网络进行连接,而智能betway必威体育app官网|首页控制系统可以是大范围的控制系统,需要包括硬件技术和软件技术的计算机网络通信技术支持,以进行必要的控制信息交换和通信。

    4)使用方便。由于各种控制信息可以以图形化的形式显示,所以控制方便,显示直观,并可以利用编程的方法灵活改变betway必威体育app官网|首页效果。

    传统光源由于受到的发光方式、启动运行特性和单体功率等因素的影响,实现betway必威体育app官网|首页节能是受到很大限制的。而在这个方面,LED却存在很大的优势,LEDbetway必威体育app官网|首页的最大特点是易于控制,但在实际应用中并没有得到足够重视。随着建筑功能的日益复杂,需要营造不同的场景,与天然采光和周围环境进行协调,实现光色的灵活变化等,LEDbetway必威体育app官网|首页比传统betway必威体育app官网|首页具有更大的优势。另一方面,LEDbetway必威体育app官网|首页更易实现“按需betway必威体育app官网|首页”的理念,通过与光感、红外和移动等传感器的结合,在走廊、楼梯间等人员不长期停留的场所,在“部分时间”和“部分空间”提供“适宜的betway必威体育app官网|首页”,具有巨大的节能潜力。因此,无论是在家居、商业、办公等不同的空间领域,与智能控制系统的无缝衔接都是未来半导体betway必威体育app官网|首页发展的重点。betway必威体育app官网|首页节能控制技术的补充和完善更加有利于LED在室内的应用和降低betway必威体育app官网|首页能耗,达到betway必威体育app官网|首页节能的目的。

    8. 增加了部分灯具的最低效率(能)限制

    本标准规定了荧光灯灯具、高强度气体放电灯和发光二极管灯灯具的最低效率或效能值,以利于节能,这些规定仅是最低允许值。传统的荧光灯灯具、高强度气体放电灯能够单独检测出光源和整个灯具所发出的总光通量,这样可以计算出灯具的效率;但发光二极管灯不能单独检测出发光体发出的光通量,只能计算出整个灯具所发出的总光通量,因此总光通量除以系统消耗的功率就得到了效能,这些值是根据我国现有灯具效率或效能水平制订的。

    9. 补充了科技馆、美术馆、金融、公寓等场所的betway必威体育app官网|首页标准值

    根据需要新标准补充了,补充了科技馆、美术馆、金融、公寓等建筑,商店建筑中的室内商业街、仓储式超市、专卖店营业厅以及办公建筑中的视频会议室、服务大厅等场所的betway必威体育app官网|首页标准值,同时对部分建筑的betway必威体育app官网|首页场所有所删减。

    10. 对公共建筑的名称进行了规范统一

    根据国家相关规定,对公共建筑的名称进行了规范和统一,如商业建筑改为商店建筑、影剧院建筑               改为观演建筑、医院建筑改为医疗建筑、学校建筑改为教育建筑等。

     

    本标准对各类建筑的betway必威体育app官网|首页光环境的数量和质量指标进行了明确规定,有利于保证人员身心健康,创造良好的光环境以及提高视觉功效;结合当前技术的发展,进一步降低了LPD限值,并新增了六类建筑的LPD限值,并完善了节能控制的要求,对当前开展低碳经济和实施绿色betway必威体育app官网|首页将起到巨大促进作用;同时,标准中还给出了各类betway必威体育app官网|首页产品包括发光二极管用于室内的技术要求,对于引导行业健康发展有着积极的作用。本标准的实施,在改善光环境的同时还将实现节约能源的目标,有着显著的经济和社会效益。从对比结果来看,经过此次修订,节能指标有了显著的提高,公共建筑建筑的LPD限值降低了14.3%~32.5%(平均值约为19.2%),这意味着新标准的实施将在老标准的基础上再节能19%,为实现进一步的betway必威体育app官网|首页节能奠定了良好的基础。

     

    参考文献

    【1】 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》(GB50034—2013).北京:中国建筑工业出版社,2014.

    【2】 标准编制组.《建筑betway必威体育app官网|首页设计标准》(GB50034—2013)实施指南.北京:中国建筑工业出版社,2014.

     

    上一条吉林油田采油机具试验站betway必威体育app官网|首页设计分析
    下一条江北活动中心智能betway必威体育app官网|首页控制应用