LEED标准在城市夜景照明设计中的应用

陈宣平

(上海易照景观设计有限公司，上海 201101)

经过2008年北京奥运会、2010年上海世博会，以及2011年广州亚运会等多项盛世项目的推进，我国夜景照明行业得到了极大的发展.但我国城市夜景照明设计的整体水平依然不高，其中存在的一些问题却越来越突出.例如，由于城市夜景照明设计规划的缺失，导致局部和整体设计未达到和谐统一;为展示地方经济的发达和繁荣，城市夜景设计过亮，导致能耗偏高，光污染严重;不少从事夜景设计的公司厂商无视建筑结构特点、功能特征和规划定位，只重视光源的销售量;从业人员水平参差不齐，建筑彩色及动态光应用太过等.目前，更为普遍的情况是大量城市夜景照明项目设计方案极大地忽略了节能概念，严重浪费了我国本已十分紧缺的电力资源，势必影响我国城市夜景照明建设的可持续发展.

因此，我们应积极借鉴引进国际节能标准，建立我国城市夜景照明规范，以引导我国城市夜景照明的可持续发展.

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们称为“亮化工程”或“泛光照明”工程.单从字面而言，已在我国造成了某种误区，即夜景照明就是让城市亮起来，就是让夜晚变亮的工程.其实城市夜景照明设计绝不是城市日景的再现，除满足常规城市功能性照明外，还要通过光影手法，体现城市个性，优化夜间形象，满足人们对更深层次美的追求和渴望［1，2］.

1.2 夜景照明能耗

据建设部统计，目前城市夜景照明的年用电量约占中国总发电量的4% ～5%，照明用电占社会总电能消耗的比重越来越突出，从设计、管理、运行等多方面对夜景照明设施实行节能控制，减小城市夜景照明设计耗电量，具有现实意义.现在好多夜景项目的设计功率动辄为400～500 kW，有的很小的建筑单体其功率也设计为300 kW，以笔者多年来从事夜景照明设计的实践经验来看，当前的照明设计现状，不是灯光做少了，而是做的太多了.以往工程实际案例的耗电数据见表1.

表1 以往建筑夜景照明设计案例的工程实际能耗数据 kW

夜景照明工程，应追求创意，将无限表现为有限，百里之势浓缩于咫尺之间.一个良好的建筑立面照明设计，绝不是还原一个建筑白天的形象.如何抓住建筑的本质特征，结束片面的亮化浪费，对当前倡导节能减排，建设低碳经济社会具有现实意义.

1.3 照明节能

关于照明节能，目前主要着眼于以下5种技术:一是选用光效高的节能光源，如金卤灯、节能灯、高压钠灯，以及LED光源;二是选用配光合理、效率高的灯具;三是采用高效电器，如电子镇流器、节能电感等;四是进行就地功率因数补偿实现节能;五是针对一定的照明效果选择特定合适的照明光源.

当前的照明节能技术对产品的节能和局部设计层面都作了充分考虑，也取得了一定节能效果.

然而，如果从照明方案设计阶段就通盘考虑整个城市夜景照明项目的节能，相比于纯粹的节能产品，节能更加有效.

2 LEED标准对夜景照明设计的分级指导

2.1 LEED标准介绍

国际领先能源与环境设计建筑评估体系(Leadership in Energy＆ Environmental Design Building Rating System，LEED)［3］，由美国绿色建筑协会建立并推行，是目前在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估，以及建筑可持续评估标准中最完善、最有影响力的评估标准.其中有关照明的行文主要集中在以“最小化建筑和场址中灯光外泄、减少天空眩光、提高天空可见度和透视率、改善夜空环境、减少对夜行环境的影响”为基本目的，保护环境和节约能源，达到绿色建筑的基本要求.

LEED与室外照明相关的内容也比较少，仅在章节《SS C8:减少光污染;EQ C6.1:系统可控性:照明》中加以分类说明.而且虽然LEED-NC评估体系只适用于新的商业建筑和重大的改建工程，但对整个城市夜景照明节能设计仍具有一定的参考价值和指导意义.

2.2 LEED标准对室外照明的基本分区

LEED［3］对室外照明进行了基本分区，根据标准IESNA RP-33规定，所有工程应分为以下4区类，并遵守相关区类的要求:

(1)LZ1——黑暗区 (公园和农村设置);

(2)LZ2——低照明区 (住宅区);

(3)LZ3——低亮度照明区 (商业/工业、高密度住宅);

(4)LZ4——高亮度照明 (城市主中心、娱乐区).

以上划分的每个区类的环境生态和环境光亮度都是完全不同的，在满足人们照明舒适性的同时，有区别的分类设计有利于保护环境.

同样，我国行业标准JGJ/T 163－2008城市夜景照明设计规范中［4］，也根据城市规模和环境区域，划分为E1，E2，E3，E4共4个等级来确定建筑物夜景照明的照度和亮度标准.

2.3 LEED标准对室外照明的指导实践

笔者在实际案例中涉及的城郊生态湿地公园，环境亮度通常不到1 Lx;而城市边缘别墅区、市内高档住宅区，环境亮度也就不过几个勒克斯;但一到商业地带，普通商业区环境亮度就能达到20～30 Lx.某高档商业中心，在刺激消费商业旗帜下，局部区域环境亮度甚至达到60～100 Lx，如此大的环境照明亮度，不但会浪费大量电力，也会使前期建设投资成倍增长，对环境也造成极大伤害.而且会使得同样功率的照明灯具，安装在不同环境亮度的区域内，取得的照明效果是完全不同的.

这一点可以通过以下两个案例进行对比说明.武汉汉街，位于武汉中央文化旅游区，属于典型的高档商业中心，环境光照度实测为60～80 Lx，属于LZ4(高亮度照明区)，70 W金卤灯明装投射建筑物墙面，投影效果见图1.

图1 高亮度照明区投影效果

无锡大剧院，位于无锡城郊太湖新城，环境照度实测不到1 Lx，属于 LZ1(黑暗区)，同样的70 W金卤灯，采用地埋投射，效果如图2所示.

图2 黑暗区照明投影效果

对比图1和图2可发现，同样功率的照明，黑暗区比高亮度照明效果更好.当前有很大部分项目设计概念不清，也可能是在“喜欢亮”的各股合力推动下，被迫提高环境亮度后，为维持足够的亮度对比度，只能继续加大重点照明的功率，这样导致的结果是投资和运行费用的双重浪费.

因此，夜景照明设计应借鉴LEED标准中分区类的思路来进行，严格遵守区类的环境亮度指标来实施夜景照明设计和规划，不得随意提高环境亮度.这是城市夜景照明设计的基础，尤其对一个大的城市进行夜景规划时，这种节能效果更加显著.

3 LEED标准对夜景照明节能设计的指导

3.1 兼顾夜景照明的多重功能

LEED《SS C8:减少光污染》章节指出:“室外照明仅对需要保安和舒适的区域照明.”事实上夜景照明的目的在于以人为本，为人创造一种舒适、安全、有情趣的光环境空间.然而现在许多夜景照明设计师考虑项目设计时，往往过多考虑的是建筑外立面照明或地面景观照明，对人最需要的功能性照明考虑较少.图3和图4是无锡大剧院案例中的两片区域，该区域没有刻意设计绚丽灯光小品、定制景观灯具，在实现功能性照明的同时也有了一定的景观性，风格简洁淡雅、舒适宁静，且节能效果较好.

因此，在对公园、广场、桥梁等夜景进行照明设计时，对功能性照明和景观照明应统筹考虑，即在设计功能性照明的同时，也应兼顾景观照明元素，而在设计景观照明时，也要考虑功能性照明.这样有助于降低功率密度，减少光污染，并提高节能效果.

图3 无锡大剧院临湖人行道夜景

图4 无锡大剧院东广场坡地景观夜景

3.2 降低建筑外立面照明的功率密度值

LEED标准中《SS C8:减少光污染》章节规定，“室外照明功率密度不超过需要的80%，并且室外建筑立面和景观的照明功率密度值(LPD)不得超过文中所附标准 ASHRAE/IESEA 90.1——2007室外照明LPD的50%”.

在城市夜景照明设计中，建筑外立面的设计占很大比例，对表达城市形象的影响也是举足轻重的.建筑外立面照明表达方式，常用的有泛光照明、轮廓照明、内透光照明、局部重点照明、LED点屏、LED条形灯屏、LED阵列点灯，以及灯光元素创作等.每一种照明方案有自己的表现形态和独特的灯光内涵表达，当然也有不同的电能消耗，其表现为照明功率密度值.

在设计过程中，通过对项目进行环境分析、载体分析和照明分析，针对不同的设计主题提供不同的照明设计方案.由于设计者过分关注照明方案的创意和效果表现，因此目前大量建筑立面照明设计的能耗指标相对偏高，大大超过了LEED标准规定的限值，产生了较多的光污染.

笔者针对不同的照明表达方式，对建筑外立面照明的实际消耗LPD值进行了验算，获得了一定结果，见表2.

表2 建筑立面各种不同照明方式实际能耗LPD的对比 W·m－2

图5 无锡灵山梵宫夜景

图6 无锡大剧院屋顶夜景

LEED标准中对建筑立面的LPD指标是“1.1 W/m2或8.2 W/m”.由表1的统计数据可知，很难达到LEED标准中的LPD指标.由此也能看出当前城市夜景照明的节能设计现状与LEED标准差距甚远.

真正优秀和专业的照明设计师应该把对节能设计的关注度放在与照明创意设计、效果表现同等重要的位置.由于LEED标准对室外照明的LPD值、尤其是建筑立面的LPD值控制得非常严格，因此要求设计师不得不转变设计思路，即不仅对需要保安和舒适的区域进行照明，还应尽可能多地采用能耗低的照明表达方式.

图7 昆钢科技大厦夜景

图8 上海凯宾斯基酒店夜景

3.3 提高灯光控制水平

LEED《EQ C6.1:系统可控性:照明》章节提出“为单个用户或多用户空间(如教室、会议室)中的团体提供高水平的照明系统控制，以促进工作效率、健康和舒适度”.

虽然LEED只对于室内照明提出这样的灯光控制要求，但我们可以延伸应用到城市夜景照明的任何角落.提供高水平、灵活的控制系统，对每一种灯具都实施控制，使其调节达到运行需要的灯光场景模式，并减少项目的整体能耗.

就灯具控光而言，精确的配光，包括配光光束角度、灯具投射瞄准点等，对光效有着至关重要的影响.严格控制灯具参数，对其进行合理的截光处理和严格的眩光控制，可以大幅减少天空眩光.

目前，城市夜景照明设计控制系统按功能主要分为两大类:一类是开关灯及照明监控系统(智能照明控制系统)，主要用于一年365天灯光按预设的任何场景模式自动开关，系统运行时实施照明监控管理，先进一点的还可以配电箱为单位进行各种电力参数检测，包括电能的自动计量等;另一类则是LED灯光控制系统，配套LED灯具开发的专用控制系统，主要用于LED灯光旋律表演、动态或变色变化等.

这两种系统除展示平日模式、节日模式、重大节日模式、深夜节能模式等多种不同时段不同夜景的景象外，在节能方面起了很大的作用.因此灯光控制系统对整个城市夜景照明规划和设计都是非常重要的.可以利用先进的智能控制技术，通过自动管理，消除不必要的照明电能浪费.

4 结语

由于LEED更符合环境保护和可持续发展的绿色理念，以它的国际化和先进性，我们认为应用LEED的高标准来指导城市夜景照明设计思路，有助于在照明质量得到保障的情况下实现更严格的节能和可持续发展目标.目前，直接把LEED的LPD指标作为控制城市夜景照明设计阶段和验收阶段的节能指标，实施上还有很大的困难.但我们可以把LEED标准的LPD指标作为我们城市夜景照明节能设计的努力方向，在实践中逐步发展和完善.

［1］李农.光改变城市:照明规划设计的探索与实践［M］.北京:科学出版社，2010:10-12.

［2］李农.景观照明设计与实例详解［M］.北京:人民邮电出版社，2011:78-82.

［3］美国自然资源保护委员会.LEED-NC绿色建筑评估体系［M］.靳瑞冬，译.［2012 －05 －30］.Http://www.a-green.cn/document/LEED-NC 中文版.PDF.

［4］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T163－2008城市夜景照明设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2008:17-21.