孙明明 贺晓阳 邹念育* 张云翠 井上容子 宮本雅子 國嶋道子
(1.大连工业大学光子学研究所,辽宁大连 116034;2.日本奈良女子大学,奈良市 630-8506;3.日本滋贺县立大学,滋贺县 522-8533;4.日本京都女子大学,京都 630-8506)
照明能耗占全球总能耗的20%,照明节能无疑是实现节能减排的重要途径。对于住宅照明领域,随着人们生活水平的提高,对照明质量的要求也逐渐由传统的“需求型照明”向“设计型照明”过渡,越来越多的照明设计融入到住宅照明中,在满足使用者生活需求的前提下,实现绿色节能照明的最大化。同时,人们的对照明的认识度成为决定照明节能效果的重要因素。中国和日本是亚洲照明的引领者与消耗大国,承担着传播绿色照明、发展低碳照明的重要使命。因此,对中日两国的住宅照明展开研究,真实了解两国住宅照明现状对推动健康照明、节能减排及人与自然环境和谐发展等方面起到积极重要的作用[1~3]。
本文基于中日住宅照明联合调查项目,在两国居民的照明认识度、住宅的照明状态的主观评价及客观测试等方面进行调查,旨在分析两国居民对照明的认识度以及住宅照明的现状、差异以及住宅照明存在的改善空间。
此次调查,选取中日两国普通家庭住宅为调查对象,其中,中国共调查401户家庭,分别来自大连工业大学教师与大学生家庭。其中包括辽宁、大连200户,辽宁其他城市106户,浙江、河北、陕西、河南、内蒙古等省95户。日本以奈良女子大学、滋贺县立大学、京都女子大学教师与大学生家庭为调查对象,共调查了216户。其中,关西地区160户,中部30户,其他26户。
表1 中日两国被调查住宅的基本情况 (N中国=401,N日本=216)
表1为中日两国被调查住宅的基本情况,包括住宅的家族构成、建筑年份、建筑面积各情况比例。其中对于家族构成,中国和日本均主要以子女两代所占比例最多,分别占比例51.9%与67.2%,其次,中国以子孙三代与夫妇一代为主,约为19%,日本为子孙三代,占16.6%;住宅建筑年份,中国以近十年的住宅居多,达72.1%,90年代的住宅为21%,而日本以90年代住宅居多,占比例38.6%,其余年代分布比较平均;住宅的建筑面积,中国主要集中在中等户型70 m2~120 m2,占比例61.1%。日本对于四种面积分布比较平均。
对于住宅照明状态的客观测试,中日两国采用相同的测试对象、测试设备与测试方法。
1)测试对象:起居室;
2)测试设备:LX-1010B型便携式数字照度计;
3)测试方法:一般照度测试选用5点法,如图1所示,根据不同布灯情况选取测相应试点求平均值。对于行为照度选取看电视为例,测试该行为面照度及工作面照度。测试方式如图2所示。
图1 室内不同布灯情况的测试方法
照明认识度为居民对照明的意识与认知程度,包括居民对照明设计的参与度及满意度、对住宅实际照明状态的满意情况和改善要求以及对照明知识的了解程度。
图2 行为 (看电视)的照度测试方法
图3为中日两国居民对照明设计的参与度。如图3所示,中国居民在对住宅进行照明设计的时候,更多关注灯具外观的选择以及空间摆放位置,而日本则是以灯具外观及光源选择为主。从图中可看出,日本居民对灯具制造商的关注度较中国高,一定程度上可理解为对品牌的认识度。日本居民注重照明器具的品质性能,是否能适应自身需求。
在住宅照明设计时,中日两国居民均主要依靠住宅装修师、家庭成员、售楼处。而照明设计师参与度较小。说明两国普通居民对照明设计仍停留在传统家庭装饰的层面上,对照明设计的理解度不高。
图3 中日两国居民对照明设计的参与度
图4 中日两国居民对实际照明情况满意度及改善需求
图5 中日两国居民对照明知识的认识
图4为中日两国居民对实际照明情况满意度及改善需求,其中,中国对照明现状的满意度达75%,不需要改善的有55%,不满意占25%,其中需要改善的占总的20%。日本对照明满意率达到85%,不需要改善的有53%,不满意占15%,需要改善的占总的12%。日本对实际照明情况的满意度更高,对于不满意的情况,需要改善的家庭达到了80%。体现中日两国居民对住宅照明的重视度逐渐提高,两国均约3/4的家庭认为现有的照明情况较满意,而1/4的家庭觉得照明情况有待改善。
图5为中日两国居民对照明知识的认识,中国对光源及参数的了解普遍低于日本。两国在光源的了解上远高于对照明参数的了解。这表明居民现阶段对灯具期间及光源种类的认识度比较高,但是对于相关的单位参数及其含义、参数概念仍很模糊。
如图6所示,中日两国居民选择LED光源的主要原因是LED的低功耗、使用寿命长和长远利益。可见LED作为新一代光源逐渐被越来越多的家庭所接受。在对商店推荐选项中,中国的比率超过日本的20%,说明中国在LED市场宣传力度上比日本更大。
图6 使用LED的原因
图7 对照明现状需要改善的需求
在对照明现状需要改善的项目调查中,如图7所示,中国对照明现状需要改善的需求排在前四位依次为亮度需要调节、易清洁、亮度不适、功率消耗,日本则为光源的种类、亮度不适、功率消耗、容易清洁、亮度可调、对照明空间重新规划。中日两国有三项共同的需求问题为易清洁、亮度不适、功率消耗。不同点上,中国偏重亮度可调,日本则更注重光源种类的选择以及对空间规划的重要性[6]。
对起居室的实际照明状态评价分为三个部分,一般照度、行为照度的满意度以及人工照明的功率消耗。
图8是中日两国住宅起居室中三种最常见行为的照度测试曲线对比。可见中日两国在起居室完成阅读、看电视和聊天时所呈现的一般照度的趋势基本相同,但中国三种行为的一般照度均低于日本。其中。中国住宅对于阅读、看电视、聊天三种行为照明的平均值分别为53lx、83lx、71lx;而日本分别为161lx、164lx、160lx。可见我国的大部分住宅的照度水平偏低,仍处于1990年国家颁布的《民用建筑照明设计标准》(GBJ133-90),该标准中的住宅照明水平已经无法满足生活水平日益提高的居民对照明环境的舒适和功能要求。对于2004年颁布的《建筑照明设计标准》对住宅照明水平做了较大改善,适合现阶段我国住宅的照明水平[4,5]。因此,我国住宅的照度水平需要进一步提高。
图8 起居室的一般照度
对于中国及日本各自的三种行为进行比较,照度基本不变。说明中日两国的住宅并没有区分行为照度,没有根据居住者的作业需求来设定照明场景,即没有适应不同活动行为来调整合适的亮度[7]。
图9为看电视的工作面照度及面照度,图中日本对于住宅起居室的工作面照度与面照度普遍高于中国,这也是由看电视的一般照度所决定的。中国对于起居室的工作面照度、面照度有约10lx的偏差,而日本两个照度之间偏差较小。
图9 中日两国居民看电视时的行为照度
根据看电视这一最为普遍发生的行为,中日两国对居民进行了主观评价。评价满意程度共分为四个等级。如图10所示,纵坐标1,2,3,4分别代表很不满意、不满意、比较满意和很满意四种评价程度。整体可见中日两国75%的居民对看电视的照明环境为满意与很满意,约有25%的居民对亮度不满意和很不满意。尽管两国的照度水平差异较大,但两国居民对照明的满意度均较高。说明人们习惯了长期生活在自身的照明环境中,对照明质量的需求较低[8]。
图10 中日两国居民对看电视的照明场景的满意程度
在统计光源种类中,将常用的光源类型分为四类,分别是白炽灯、管型荧光灯、紧凑型荧光灯(节能灯)和LED。图11为中日两国住宅内起居室的光源种类使用情况,其中中国使用最多的是紧凑型荧光灯,约占47%,其次为荧光灯管35%。日本则是以荧光灯管居多,约61%,紧凑型荧光灯使用仅5%。对于家庭用白炽灯,中国使用占15%,日本为25%。随着两国的“淘汰白炽灯”相关政策的不断推进,白炽灯的使用量会进一步减少。对于LED新型光源在两国家庭的起居室中使用比例不到5%。
图11 起居室的光源种类
图12 起居室的照明功率
从图12中可直观看出,中国在起居室照明功率消耗方面整体低于日本,约70%的中国家庭功率消耗小于100W,而日本仅为30%。在功率消耗200W以内的统计中,中国家庭占到90%,而日本家庭只有65%。计算结果表明,中国起居室照明的平均能耗为86W,日本为183W,对比可见我国起居室的照明功率消耗平均低于日本约97W。其中功率消耗较大的主要原因是使用了卤钨灯和管型荧光灯作为光源。由于日本室内照度水平普遍高于中国,因此日本起居室的照明功率也较高。目前两国对LED光源的使用比例都较小,其主要原因是LED光源在起居室中多用于辅助照明,随着LED产业的快速发展及推广,更多应用于住宅中势必会大大减少照明功率。
通过对中日两国住宅照明的对比分析,可以归纳出以下结论:
(1)中日两国居民对照明的认识度均逐渐增强。中国居民注重灯具外观选择以及空间摆放位置,日本居民则更注重照明器具自身品质以及照明空间的整体规划。两国均有约80%的居民认为住宅照明现存的问题是非常有必要更改的。
(2)在中日两国住宅起居室的实际照明的客观状态对比中,中国实测平均值低于日本约100Lx,一定层面上反应中国居民目前对住宅照明的需求低于日本。而中日两国的起居室中三种常见行为:看电视、阅读、聊天的照明场景作业,基本可以满足功能性照明的要求,但是很少将照明设计引入其中。
(3)在中日两国居民对看电视行为时照度的满意度评价中,约75%以上的居民认为对现阶段的照明情况表示满意。
(4)在中日两国对住宅起居室照明功率的消耗上,中国的照明功率消耗平均低于日本约97W,这与照度低于日本相符。虽然中国的照明功率较低,但节能降耗的原则是要在满足人们正常的视觉需求即照明质量的前提下降低功耗,而不是以损失照明质量为代价体现节能。
[1]中国建筑科学研究院建筑物理研究所住宅光环境研究专题组.加强住宅光环境研究.百年建筑专题评论:20~21.
[2]李国会.居室照明光环境质量的研究综述.照明设计,2010,2(增刊):19~22.
[3]赵建平,肖辉乾.低碳照明标准及照明设计思考.建设科技,2010年第14期.
[4]建筑照明设计标准.GB50034-2004
[5]张绍纲.关于住宅照明标准的建议.专家论坛,2004,4:18~20.
[6]INOUE Youko,MIYAMOTO,KUNISHIMA.Actual state of residential lighting in Kansai region(Part 1),The spread of LED and the demand for living room lighting.Proceedings of Annual Conf.of IEIJ.2012.
[7]Masako Miyamoto, Michiko Kunishima, Yasuko Yagi.Effective use and comfortofdaylightand artificial illumination in living rooms(Part 4)-A survey on the actual conditions of artificial lighting,Proceeding of the Annual Conference of AIJ.569~570,2008.
[8]KUNISHIMA Michiko, MIYAMOTO Masako.ISHIDA Kyoko&INOUE Youko:Studies onlighting technique based on the actual conditions of the house lighting environment in the night time(Part 3)The illumination and brightness satisfaction in the living room,Proceedings of 2012 Annual Conference of AIJ.,D-1,pp.515~517(2012).