北京地下空間照明調研綜述*

馬欣 張昕 王穎超

(1.北方工業大學建筑工程學院，北京 100144;2.清華大學建筑學院，北京 100084)

引言

近年來，北京市地下空間的建設量大幅增加，建成的地下空間面積已達4000萬平方米，目前，每年新增的地下空間建筑面積約為300萬平方米。大量開發地下空間已經成為北京市城市開發中的重要發展方向之一。地下空間的開發具有節約用地、提高城市綠化率、緩解交通壓力等多方面的好處。但是，地下空間由于建筑條件的限制，很難采用自然采光，大多采用人工照明方式，所以，地下空間的照明問題對于保障地下空間得以高效利用具有重要意義。本文對北京市部分地下空間的照明與使用的基本情況進行調查研究，得出總體照明狀況與能耗的基本概況。

1 北京市地下空間的使用概況

按照建筑學通用的標準，地下室是指房間地平面低于室外地平面高度超過房間凈高的1/2的空間。按照使用與采光照明情況的標準，地下空間也可以定義為:主要使用功能位于室外地平面以下，而無法正常開設側窗的空間。因此，地下空間既包括建筑主體的地下部分，也包括室外廣場、綠化等場地的地下使用空間。從照明方式來看，地下空間主要是人工照明，也可以通過高側窗或窗井進行自然采光。

北京新建的高層建筑以及新建的居住區、商務區的廣場綠化等區域均大量使用了地下空間。按照使用功能的不同，北京地下空間的使用大體分為如下五大類。第一類為居住類，主要位于高層住宅樓的地下室，這一類多為半地下室空間，設有局部高側窗或窗井，該類空間主要以出租使用為主;第二類為停車場類，這是地下空間最主要的使用方式，這類地下空間單一空間面積較大，通常為全地下室，無自然采光;第三類為辦公類，這類使用功能分布也十分廣泛，在大型辦公樓、居住小區住宅樓、大型企事業單位等的地下空間均有這樣的功能。這類地下室的采光方式因所屬建筑設計差別而差異很大，有高側窗采光、窗井采光、無自然采光等多種方式;第四類為商業、餐飲及活動類，這一類往往和地上的商業建筑結合，其設計與使用均有特殊性，常常以滿足藝術性要求為主，因而以藝術性照明為主，遠超過基本的功能照明要求。第五類為地下車站等，這一類地下空間的數量由于北京地鐵的大量建設而迅速增加，該類空間由于距地面較深而完全采用人工照明。

以上5類基本概括了北京市地下空間的實際使用情況，除此之外，還有一部分人防地下室由于空間設計的限制而使用率極低。根據實際使用情況的調研，按照照明情況來看，第一、二、三類地下空間主要以功能性照明為主，第四類以裝飾性照明為主，而第五類則是兩者兼而有之，主要取決于地鐵站在城市中所處的區位。

2 地下空間照明狀況的調研與分析

2.1 調研測試范圍與測試標準

根據地下空間的使用功能不同，由于地鐵車站使用的特殊性，研究者選取以上前4類空間類別進行調研，分別對不同類別的地下空間選取2～3例進行較為詳細的測試與訪談等主觀評價，同時選取一些其他建筑進行一般測試。由于考慮到新建地下空間使用時間較短，還未形成較為穩定的使用方式，因而選取詳細測試的各類地下空間建成時間主要在2000年至2005年。裝飾性照明具有很強的隨機性，而且目前沒有統一的裝飾照明的最低標準，所以測試以功能性照明為主。研究采用這樣的范圍進行測試主要目的是通過日常使用的有代表性的樣本空間得出地下空間照明的基本情況，并使測試具有可實施性;測試結果具有一定的可比性。

測試按照國家標準《照明測量方法》 (GB/T 5700—2008)和《采光測量方法》 (GB/T 5699—2008)進行。

2.2 各類地下空間的照明基本情況

不同地下空間具有不同的使用功能，其采光、照明方式也不相同。但各類空間在使用上具有的共性就是簡化與混合。地下空間由于不同于地上可直接采光通風的房間，在使用上絕大多數內部裝修簡單，功能簡化，不同功能混合于同一空間內。所以，在照明方式上，具有自然采光條件的半地下室也采用混合照明方式，即在真正使用中，人工照明處于完全開啟的狀態。而全地下室基本全部采用一般照明方式而不進行局部照明。

居住類功能的地下空間一般較為狹窄，使用面積較為局促，各功能沒有分區。設有高側窗的地下室，高側窗主要在臥室 (含起居室)。高側窗的窗地面積比一般在1∶12左右，而設有窗井的盡管窗的面積比較大，如按照實際可采光的開口面積計算，窗地面積比一般也不大于1∶10，不能滿足采光需要，所以，主要采用人工照明方式。由實測數據可知，主要空間的照度平均值基本能夠滿足標準要求，但是，其最低值則遠低于標準，照度的均勻度很差，這主要是由于住戶為滿足空間使用要求，刻意增加主要空間的照明。而對于廚房、衛生間等輔助空間則十分忽略，但由于輔助空間小，照度均勻度反而較高。基本照明情況數據如表1(表中數據為詳細測試樣本的結果的平均值，并參考了一般測試樣本的結果，對于明顯偏差的數據不予考慮，表中照度均勻度計算采用最低照度與平均照度的比值，下同)。

停車場類的地下空間主要是為滿足機動車停放而設計的，其平面一般比較開闊。在照明設置上，調查的車庫基本上都是完全人工照明，僅有大約不到10%的車庫設有天窗采光。地下車庫在使用中往往由物業部門統一管理，其照明的開啟與關閉均與使用者無關，由于管理部門節電的考慮，大部分車庫的燈具僅有1/2～1/3的可以正常工作，其余燈具均被拆卸了光源。實際數據也證明，該類地下空間的照度整體情況低于標準，而且照度的均勻度十分差。測試數據情況如表2。

表1 居住類地下空間照明情況實測值

表2 停車場類地下空間照明情況實測值

辦公類的地下空間根據所屬的建筑主體不同而具有很大差別。大部分這一類的地下使用空間面積都比較小，且大多采用窗井采光的方式，按照實際可采光的開口面積計算，窗地面積比一般在1/10～1/20之間，實測采光系數約在0.2%～0.9%之間，不能滿足采光要求。所以，使用中往往也全天開啟人工照明。一般情況下，整個房間的照度平均值較低，但這類辦公室由于使用人員較少，辦公桌的位置大多在近窗處，實測發現，在不開燈的情況桌面的實際照度值大約100lx左右，而在開燈下已經達到了300lx以上，工作面照度值滿足了現行照明標準。但照度均勻度較差，照度最低值僅為50lx左右。測試數據情況如表3。

表3 辦公類地下空間照明情況實測值

大多數的商業、餐飲及活動類的地下空間均與地上的商業建筑結合進行設計，實際使用的該類地下空間多數采用中庭的方式與地上空間結合取得自然采光，另一部分結合室外下沉廣場進行自然采光，還有一部分則是完全沒有自然采光，利用人工照明滿足使用要求。在實際測量中發現，凡是有自然采光的商業類建筑，其照明狀況均較好。因此，對完全人工照明的空間進行了詳細測試，其基本照度值一般都能滿足國家標準中的照度標準值，而且照明均勻度較好。這主要是由于為了營造商業或文化娛樂氣氛，照明燈具布置均比較密，而且選擇光源的光通量也比較大而產生的結果。部分測試數據情況如表4。

表4 商業、餐飲及活動類地下空間照明情況實測值

2.3 各類地下空間照明滿意程度的主觀評價

各類地下空間盡管實際的照度值大部分都低于國家現行標準，但是，在實際使用中，其使用的滿意程度的主觀評價卻不都是負面的。根據調研訪談發現，其滿意程度最具差異的是住宅類地下空間，受訪者大多認為整體照明情況很差，但是，有高側窗或窗井的房間盡管實際照度值并未提高，滿意程度卻有所增加。停車場類地下空間的照明整體滿意程度也不高，大部分受訪者認為目前照明情況對于駕駛車輛并無障礙，但對于停車后步行離開有一定影響，也有受訪者對開敞區域的照明情況比較滿意，但對位置比較偏僻的車位十分不滿，認為應該增加照度，避免有人藏匿等不安全因素。辦公類的地下空間由于使用者較少，因而大部分受訪者對于照明現狀都持無所謂的態度。商業、餐飲及活動類的地下空間的滿意程度最高，甚至大部分受訪者并未感覺到自己身處地下空間。

使用者的主觀評價與數據之間存在一定差異性，究其原因主要有如下3個方面。第一，國家現行標準的改變。國家現行的《建筑照明設計標準》是2004年12月開始實施的，這一標準比1990年和1992年的原有標準有所提高，其中部分區域提高較多，由于實測的樣本大多是在2004年之前完成設計的，所以，盡管未滿足現行規范，但是，大部分使用者依然停留在較低標準的照明滿意程度中。很多人對于未達到標準的照度仍然感到比較滿意。第二，使用者的心理因素。人們在生活中具有與外界交流的心理需求，所以，人們會因為覺得地下空間封閉而產生心理上的不滿意與不安全，這一點與照明情況的好壞關系不大。第三，天空光與人工照明的差別。天空光具有隨時間、天氣變化而變化的特點，這符合人們的對自然界認識經驗，而人工照明具有單一性的特點，空間印象沒有隨時間變化而變化，燈具也有污染與損耗，所以，有自然采光的空間的滿意程度普遍高于完全人工照明的空間，這一點也與照度值關系不大。

3 地下空間照明能耗狀況的分析

各類地下空間采用的照明光源與燈具各不相同，因而，其能耗狀況也不相同。在國家標準中對照明節能的評價指標之一就是照明功率密度值。按照實際使用的情況對各類地下空間進行測算 (表5)，住宅、辦公類的地下空間，照明功率密度值一般均低于規范中的現行值，停車類地下空間由于實際使用中常常關閉了一部分人工照明，其照明功率密度值很低，而在商業類的地下空間中，該值一般都高于規范值。

表5 各類空間的照明功率密度值W/m2

從使用的光源和燈具來看，住宅中使用緊湊型熒光燈的比例很高，辦公類與停車類空間中大部分采用的是T8型熒光燈，但也有一部分仍采用T12型熒光燈等非節能的光源，在地下車庫等未經裝修的空間，燈具也常用無反光罩的光管支架，未充分利用光通量。商業類地下空間內的一般照明基本上全部采用了緊湊型熒光燈，而不同建筑的裝飾性照明的差別很大。從控制方式來看各類地下空間的照明控制基本上全部為手動控制，分區設置開關，但是在實際使用中，不論是否有天然采光，仍然未進行分區開閉，未實現節能控制。

照明節能的另一個途徑是充分利用自然光。目前在住宅辦公等類型的空間大部分較為充分的利用了高側窗和窗井采光。而絕大多數大面積的地下空間基本沒有自然采光。實際上，在地面是綠化或廣場的地下停車、商業類的地下空間是具備條件開設天窗進行采光的，這應該是地下空間照明節能的重要改善途徑。例如在北京奧林匹克中心區的地下車庫利用導光管方式充分利用自然光提供地下照明，全陰天采光系數的平均值約為0.38%左右，按標準換算室內照度平均值約為75lx左右 (對應室外照度20000lx)，在不開啟人工照明的基礎上已經完全滿足了現行規范要求，比起完全采用人工照明全年約可節省24472度電。

由此可見，地下空間的整體照明燈具與光源的節能狀況還有需要改善和提高的地方，這既取決于設計者的精心設計與著力推廣，也取決于實際管理者的認識水平。

4 結論

改善地下空間的照明合理高效的使用地下空間具有積極意義。綜上所述，正在使用的北京地下空間的照明情況因使用功能不同具有差異，但整體照明數據大部分低于國家現行標準，而且使用者滿意程度也較低。同時還存在一部分地下空間使用率低的現象，這部分空間大多是人防工程，其照明從設計上就標準較低，對合理利用造成制約。因此，合理的提高地下空間照明水平，合理充分利用自然光是今后地下空間照明的發展趨勢之一。

［1］中華人民共和國國家標準．建筑照明設計標準 (GB 50034—2004)．中國建筑工業出版社．2004

［2］中華人民共和國國家標準．采光測量方法 (GB/T 5699—2008)．中國標準出版社．2008

［3］中華人民共和國國家標準．照明測量方法 (GB/T 5700—2008)．中國標準出版社．2008

［4］中華工程建設標準化協會標準．地下建筑照明設計標準 (CECS 45—92)．中國建筑工業出版社．1992

［5］邊宇，馬源．地下空間采光設計的量化研究．節能技術，2006(2)

［6］段旺等．奧運中心區地下車庫導光管系統．照明工程學報，19(3)，2008.9