LEED標準在城市夜景照明設計中的應用

陳宣平

(上海易照景觀設計有限公司，上海 201101)

經過2008年北京奧運會、2010年上海世博會，以及2011年廣州亞運會等多項盛世項目的推進，我國夜景照明行業得到了極大的發展.但我國城市夜景照明設計的整體水平依然不高，其中存在的一些問題卻越來越突出.例如，由于城市夜景照明設計規劃的缺失，導致局部和整體設計未達到和諧統一;為展示地方經濟的發達和繁榮，城市夜景設計過亮，導致能耗偏高，光污染嚴重;不少從事夜景設計的公司廠商無視建筑結構特點、功能特征和規劃定位，只重視光源的銷售量;從業人員水平參差不齊，建筑彩色及動態光應用太過等.目前，更為普遍的情況是大量城市夜景照明項目設計方案極大地忽略了節能概念，嚴重浪費了我國本已十分緊缺的電力資源，勢必影響我國城市夜景照明建設的可持續發展.

因此，我們應積極借鑒引進國際節能標準，建立我國城市夜景照明規范，以引導我國城市夜景照明的可持續發展.

1 夜景照明工程及能耗

1.1 夜景照明工程

夜景照明工程通常被人們稱為“亮化工程”或“泛光照明”工程.單從字面而言，已在我國造成了某種誤區，即夜景照明就是讓城市亮起來，就是讓夜晚變亮的工程.其實城市夜景照明設計絕不是城市日景的再現，除滿足常規城市功能性照明外，還要通過光影手法，體現城市個性，優化夜間形象，滿足人們對更深層次美的追求和渴望［1，2］.

1.2 夜景照明能耗

據建設部統計，目前城市夜景照明的年用電量約占中國總發電量的4% ～5%，照明用電占社會總電能消耗的比重越來越突出，從設計、管理、運行等多方面對夜景照明設施實行節能控制，減小城市夜景照明設計耗電量，具有現實意義.現在好多夜景項目的設計功率動輒為400～500 kW，有的很小的建筑單體其功率也設計為300 kW，以筆者多年來從事夜景照明設計的實踐經驗來看，當前的照明設計現狀，不是燈光做少了，而是做的太多了.以往工程實際案例的耗電數據見表1.

表1 以往建筑夜景照明設計案例的工程實際能耗數據 kW

夜景照明工程，應追求創意，將無限表現為有限，百里之勢濃縮于咫尺之間.一個良好的建筑立面照明設計，絕不是還原一個建筑白天的形象.如何抓住建筑的本質特征，結束片面的亮化浪費，對當前倡導節能減排，建設低碳經濟社會具有現實意義.

1.3 照明節能

關于照明節能，目前主要著眼于以下5種技術:一是選用光效高的節能光源，如金鹵燈、節能燈、高壓鈉燈，以及LED光源;二是選用配光合理、效率高的燈具;三是采用高效電器，如電子鎮流器、節能電感等;四是進行就地功率因數補償實現節能;五是針對一定的照明效果選擇特定合適的照明光源.

當前的照明節能技術對產品的節能和局部設計層面都作了充分考慮，也取得了一定節能效果.

然而，如果從照明方案設計階段就通盤考慮整個城市夜景照明項目的節能，相比于純粹的節能產品，節能更加有效.

2 LEED標準對夜景照明設計的分級指導

2.1 LEED標準介紹

國際領先能源與環境設計建筑評估體系(Leadership in Energy＆ Environmental Design Building Rating System，LEED)［3］，由美國綠色建筑協會建立并推行，是目前在世界各國的各類建筑環保評估、綠色建筑評估，以及建筑可持續評估標準中最完善、最有影響力的評估標準.其中有關照明的行文主要集中在以“最小化建筑和場址中燈光外泄、減少天空眩光、提高天空可見度和透視率、改善夜空環境、減少對夜行環境的影響”為基本目的，保護環境和節約能源，達到綠色建筑的基本要求.

LEED與室外照明相關的內容也比較少，僅在章節《SS C8:減少光污染;EQ C6.1:系統可控性:照明》中加以分類說明.而且雖然LEED-NC評估體系只適用于新的商業建筑和重大的改建工程，但對整個城市夜景照明節能設計仍具有一定的參考價值和指導意義.

2.2 LEED標準對室外照明的基本分區

LEED［3］對室外照明進行了基本分區，根據標準IESNA RP-33規定，所有工程應分為以下4區類，并遵守相關區類的要求:

(1)LZ1——黑暗區 (公園和農村設置);

(2)LZ2——低照明區 (住宅區);

(3)LZ3——低亮度照明區 (商業/工業、高密度住宅);

(4)LZ4——高亮度照明 (城市主中心、娛樂區).

以上劃分的每個區類的環境生態和環境光亮度都是完全不同的，在滿足人們照明舒適性的同時，有區別的分類設計有利于保護環境.

同樣，我國行業標準JGJ/T 163－2008城市夜景照明設計規范中［4］，也根據城市規模和環境區域，劃分為E1，E2，E3，E4共4個等級來確定建筑物夜景照明的照度和亮度標準.

2.3 LEED標準對室外照明的指導實踐

筆者在實際案例中涉及的城郊生態濕地公園，環境亮度通常不到1 Lx;而城市邊緣別墅區、市內高檔住宅區，環境亮度也就不過幾個勒克斯;但一到商業地帶，普通商業區環境亮度就能達到20～30 Lx.某高檔商業中心，在刺激消費商業旗幟下，局部區域環境亮度甚至達到60～100 Lx，如此大的環境照明亮度，不但會浪費大量電力，也會使前期建設投資成倍增長，對環境也造成極大傷害.而且會使得同樣功率的照明燈具，安裝在不同環境亮度的區域內，取得的照明效果是完全不同的.

這一點可以通過以下兩個案例進行對比說明.武漢漢街，位于武漢中央文化旅游區，屬于典型的高檔商業中心，環境光照度實測為60～80 Lx，屬于LZ4(高亮度照明區)，70 W金鹵燈明裝投射建筑物墻面，投影效果見圖1.

圖1 高亮度照明區投影效果

無錫大劇院，位于無錫城郊太湖新城，環境照度實測不到1 Lx，屬于 LZ1(黑暗區)，同樣的70 W金鹵燈，采用地埋投射，效果如圖2所示.

圖2 黑暗區照明投影效果

對比圖1和圖2可發現，同樣功率的照明，黑暗區比高亮度照明效果更好.當前有很大部分項目設計概念不清，也可能是在“喜歡亮”的各股合力推動下，被迫提高環境亮度后，為維持足夠的亮度對比度，只能繼續加大重點照明的功率，這樣導致的結果是投資和運行費用的雙重浪費.

因此，夜景照明設計應借鑒LEED標準中分區類的思路來進行，嚴格遵守區類的環境亮度指標來實施夜景照明設計和規劃，不得隨意提高環境亮度.這是城市夜景照明設計的基礎，尤其對一個大的城市進行夜景規劃時，這種節能效果更加顯著.

3 LEED標準對夜景照明節能設計的指導

3.1 兼顧夜景照明的多重功能

LEED《SS C8:減少光污染》章節指出:“室外照明僅對需要保安和舒適的區域照明.”事實上夜景照明的目的在于以人為本，為人創造一種舒適、安全、有情趣的光環境空間.然而現在許多夜景照明設計師考慮項目設計時，往往過多考慮的是建筑外立面照明或地面景觀照明，對人最需要的功能性照明考慮較少.圖3和圖4是無錫大劇院案例中的兩片區域，該區域沒有刻意設計絢麗燈光小品、定制景觀燈具，在實現功能性照明的同時也有了一定的景觀性，風格簡潔淡雅、舒適寧靜，且節能效果較好.

因此，在對公園、廣場、橋梁等夜景進行照明設計時，對功能性照明和景觀照明應統籌考慮，即在設計功能性照明的同時，也應兼顧景觀照明元素，而在設計景觀照明時，也要考慮功能性照明.這樣有助于降低功率密度，減少光污染，并提高節能效果.

圖3 無錫大劇院臨湖人行道夜景

圖4 無錫大劇院東廣場坡地景觀夜景

3.2 降低建筑外立面照明的功率密度值

LEED標準中《SS C8:減少光污染》章節規定，“室外照明功率密度不超過需要的80%，并且室外建筑立面和景觀的照明功率密度值(LPD)不得超過文中所附標準 ASHRAE/IESEA 90.1——2007室外照明LPD的50%”.

在城市夜景照明設計中，建筑外立面的設計占很大比例，對表達城市形象的影響也是舉足輕重的.建筑外立面照明表達方式，常用的有泛光照明、輪廓照明、內透光照明、局部重點照明、LED點屏、LED條形燈屏、LED陣列點燈，以及燈光元素創作等.每一種照明方案有自己的表現形態和獨特的燈光內涵表達，當然也有不同的電能消耗，其表現為照明功率密度值.

在設計過程中，通過對項目進行環境分析、載體分析和照明分析，針對不同的設計主題提供不同的照明設計方案.由于設計者過分關注照明方案的創意和效果表現，因此目前大量建筑立面照明設計的能耗指標相對偏高，大大超過了LEED標準規定的限值，產生了較多的光污染.

筆者針對不同的照明表達方式，對建筑外立面照明的實際消耗LPD值進行了驗算，獲得了一定結果，見表2.

表2 建筑立面各種不同照明方式實際能耗LPD的對比 W·m－2

圖5 無錫靈山梵宮夜景

圖6 無錫大劇院屋頂夜景

LEED標準中對建筑立面的LPD指標是“1.1 W/m2或8.2 W/m”.由表1的統計數據可知，很難達到LEED標準中的LPD指標.由此也能看出當前城市夜景照明的節能設計現狀與LEED標準差距甚遠.

真正優秀和專業的照明設計師應該把對節能設計的關注度放在與照明創意設計、效果表現同等重要的位置.由于LEED標準對室外照明的LPD值、尤其是建筑立面的LPD值控制得非常嚴格，因此要求設計師不得不轉變設計思路，即不僅對需要保安和舒適的區域進行照明，還應盡可能多地采用能耗低的照明表達方式.

圖7 昆鋼科技大廈夜景

圖8 上海凱賓斯基酒店夜景

3.3 提高燈光控制水平

LEED《EQ C6.1:系統可控性:照明》章節提出“為單個用戶或多用戶空間(如教室、會議室)中的團體提供高水平的照明系統控制，以促進工作效率、健康和舒適度”.

雖然LEED只對于室內照明提出這樣的燈光控制要求，但我們可以延伸應用到城市夜景照明的任何角落.提供高水平、靈活的控制系統，對每一種燈具都實施控制，使其調節達到運行需要的燈光場景模式，并減少項目的整體能耗.

就燈具控光而言，精確的配光，包括配光光束角度、燈具投射瞄準點等，對光效有著至關重要的影響.嚴格控制燈具參數，對其進行合理的截光處理和嚴格的眩光控制，可以大幅減少天空眩光.

目前，城市夜景照明設計控制系統按功能主要分為兩大類:一類是開關燈及照明監控系統(智能照明控制系統)，主要用于一年365天燈光按預設的任何場景模式自動開關，系統運行時實施照明監控管理，先進一點的還可以配電箱為單位進行各種電力參數檢測，包括電能的自動計量等;另一類則是LED燈光控制系統，配套LED燈具開發的專用控制系統，主要用于LED燈光旋律表演、動態或變色變化等.

這兩種系統除展示平日模式、節日模式、重大節日模式、深夜節能模式等多種不同時段不同夜景的景象外，在節能方面起了很大的作用.因此燈光控制系統對整個城市夜景照明規劃和設計都是非常重要的.可以利用先進的智能控制技術，通過自動管理，消除不必要的照明電能浪費.

4 結語

由于LEED更符合環境保護和可持續發展的綠色理念，以它的國際化和先進性，我們認為應用LEED的高標準來指導城市夜景照明設計思路，有助于在照明質量得到保障的情況下實現更嚴格的節能和可持續發展目標.目前，直接把LEED的LPD指標作為控制城市夜景照明設計階段和驗收階段的節能指標，實施上還有很大的困難.但我們可以把LEED標準的LPD指標作為我們城市夜景照明節能設計的努力方向，在實踐中逐步發展和完善.

［1］李農.光改變城市:照明規劃設計的探索與實踐［M］.北京:科學出版社，2010:10-12.

［2］李農.景觀照明設計與實例詳解［M］.北京:人民郵電出版社，2011:78-82.

［3］美國自然資源保護委員會.LEED-NC綠色建筑評估體系［M］.靳瑞冬，譯.［2012 －05 －30］.Http://www.a-green.cn/document/LEED-NC 中文版.PDF.

［4］中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ/T163－2008城市夜景照明設計規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2008:17-21.