我國辦公建筑的照明節(jié)能評價(jià)方法的探索

王飛翔，趙建平，林若慈

(中國建筑科學(xué)研究院，北京 100013)

引言

建筑節(jié)能與生態(tài)環(huán)境、溫室氣體排放有密切的聯(lián)系，日益引起廣泛關(guān)注。全球每年花費(fèi)在照明能耗上的成本為2 300億美元,但是1 000～1 350億是在現(xiàn)有技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)的節(jié)能潛力[1]。在美國，照明用電占總用電量的18%，另外還有4%～5%的照明用電以熱損失的形式消耗。其中，辦公建筑每平方英尺年均消耗電能17kWh和天然氣32ft3(每平米182.92kWh和9.75m3)，而照明、供熱和制冷能耗通常占據(jù)了大約65%(見圖1)[2]。對于美國這樣的能耗大國而言，建筑照明節(jié)能的技術(shù)潛力是巨大的[3]。這種技術(shù)潛力的實(shí)現(xiàn)，需要合理的控制和天然采光的利用。大型辦公類建筑中，照明與設(shè)備能耗一般可占到總能耗的20%～40%。由此可見，研究照明、設(shè)備的能耗計(jì)算模型對于探究建筑整體能耗至關(guān)重要[4]。在過去的30多年，公共建筑的照明設(shè)計(jì)日新月異，而30多年前的很多人員行為模式在目前可能并不適用。因此了解當(dāng)前我國辦公人員的行為模式對照明用電的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。建筑實(shí)際的照明能耗往往會比設(shè)計(jì)階段預(yù)計(jì)的能耗更糟糕[5]。

圖1 辦公建筑能耗狀況的常見分布Fig.1 Energy consumption data of offices

1 節(jié)能潛力

建筑照明節(jié)能作為建筑節(jié)能不可或缺的一環(huán)，會同時(shí)受到內(nèi)在和外在因素的作用。內(nèi)在主要指人的行為模式，而外在主要指建筑自身、周圍環(huán)境、天然光條件等方面的影響。建筑節(jié)能往往是利用采光系數(shù)了解室內(nèi)獲得的天然采光照度、相應(yīng)的控制裝置來實(shí)現(xiàn)的[6]。

目前有越來越多的照明節(jié)能方法得到實(shí)踐，大致可分為兩個階段考慮：

(1)設(shè)計(jì)階段

①燈具角度：高效光源、鎮(zhèn)流器，合理的設(shè)計(jì)照度；

②天然采光角度：合理的朝向、開窗面積，防止因人工照明給室內(nèi)帶來過多的熱負(fù)荷；

③控制系統(tǒng)角度：充分利用天然光，結(jié)合人員行為模式。

(2)運(yùn)行階段

①天然采光、人員行為模式和控制系統(tǒng)的結(jié)合：可按需設(shè)定工作日和非工作日的照明模式；

②人員使用：培養(yǎng)節(jié)能意識，離開時(shí)關(guān)燈，減少有良好的室內(nèi)天然光環(huán)境仍然習(xí)慣性的打開照明；

③維護(hù)與清潔：定期進(jìn)行燈具擦洗。

單位面積照明用電可用簡化的計(jì)算公式W=P·t表示。式中，W為單位面積照明能耗；P為照明運(yùn)行功率；t為運(yùn)行時(shí)間。

單位面積照明用電的兩大因素：運(yùn)行功率和運(yùn)行時(shí)間。因此，照明節(jié)能的最終實(shí)現(xiàn)是要體現(xiàn)在照明運(yùn)行功率的降低和運(yùn)行時(shí)間的縮短。當(dāng)然前提是不以犧牲場所的照明質(zhì)量為代價(jià)。

綜合考慮上述兩個階段的節(jié)能措施，可調(diào)光控制、光感控制、人員感應(yīng)裝置亦或是恒定照度控制，可歸結(jié)為兩個方面，降低照明運(yùn)行功率，以及縮短照明運(yùn)行時(shí)間，僅是在實(shí)現(xiàn)方法上有所差異。然而，僅僅依靠人員感應(yīng)裝置不大可能獲得重大的節(jié)能效果，一個很簡單的原因，有充足的天然采光時(shí)人工照明仍然在運(yùn)行。照明節(jié)能方法的合理運(yùn)用，能夠最大程度挖掘節(jié)能的潛力。智能控制的照明系統(tǒng)，裝有人員感應(yīng)裝置和恒定照度控制，可節(jié)能20%甚至更多[7](見表1)。

表1 主要的照明控制策略Table 1 Major lighting control strategy

美國loga州的Des Moines小鎮(zhèn)附近的能源資源所(Energy Resource Station)曾在2005年開展過一個天然采光、控制系統(tǒng)對照明和HVAC能耗影響的實(shí)驗(yàn)[8]。在夏秋冬三個不同季節(jié)對四個基準(zhǔn)房間和四個測試房間的進(jìn)行照明能耗測試，兩類各四個房間的朝向分別是東、西、南、北的。最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：測試房間相比基準(zhǔn)房間的照明節(jié)能大約為32%。并且，夏季的平均照明節(jié)電效果是最高的，主要是因?yàn)橄募景滋燧^長，控制系統(tǒng)縮短了房間的照明運(yùn)行時(shí)間。而且夏季當(dāng)中又以朝南的房間節(jié)電率最高，南向的采光效果相比其他三個方向都要更好。由此可知，天然采光外加合理的控制系統(tǒng)對照明能耗會產(chǎn)生不小的影響。很多時(shí)候，人們會利用更高效的照明系統(tǒng)來減小照明用電。根據(jù)美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)的觀點(diǎn)，控制系統(tǒng)會比單純的提高能效的節(jié)能效果更可觀[3]。

2 照明能耗計(jì)算模型

2.1 歐盟關(guān)于建筑能效的指令

歐盟委員會關(guān)于建筑能效的指令旨在新的能效要求下提高建筑的節(jié)能水平。根據(jù)歐盟2002年第91號文件，歐盟的每棟建筑都必須在建造、出售或出租階段有建筑能效方面的檢測。該指令要求各國政府有相應(yīng)的能效計(jì)算方法，有詳細(xì)的照明能耗計(jì)算步驟，并確定能耗限值。

2.2 照明能耗指標(biāo)(LENI)

照明能耗數(shù)值指標(biāo)(LENI)是在EN 15193首次被提出，指的是單位面積消耗的電能，反映了照明運(yùn)行的整個過程中的用電量，單位為kWh/m2×year[9]。

(1)

式中：W為年度總照明能耗，單位為kWh×year；A為建筑總使用面積，單位為m2。

2.3 照明節(jié)能計(jì)算方法

照明能耗的計(jì)算方法應(yīng)與其遵守的建筑照明能耗標(biāo)準(zhǔn)相符，即方法中參數(shù)的確定必須與照明標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系。比如，根據(jù)不同的照度分級，提出相適應(yīng)的計(jì)算參數(shù)。

2003年歐盟多數(shù)國家的建筑能效法規(guī)均未提出關(guān)于鼓勵照明節(jié)能的措施。其中只有四個國家(希臘、法國、荷蘭、比利時(shí))的法規(guī)有一套詳細(xì)的建筑照明能耗計(jì)算方法，估算的建筑照明能耗可直接計(jì)入總的建筑照明能耗。這幾個國家的計(jì)算方法都是對建筑進(jìn)行分區(qū)，天然采光區(qū)和人工照明區(qū)，然后確定不同分區(qū)的各方面對建筑照明能耗的影響系數(shù)。事實(shí)上，由前述可知：每個區(qū)域的照明能耗都可以簡單地歸結(jié)為功率、面積和運(yùn)行時(shí)間的乘積。而歐盟在2007年制訂的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 15193中提出了一套建筑照明能耗計(jì)算方法，旨在促進(jìn)建筑能效指令的盡快實(shí)施。

2.3.1 比利時(shí)的計(jì)算方法

比利時(shí)計(jì)算方法把照明控制裝置的傳感器的能耗也考慮在內(nèi)，而其他國家的方法沒有把該因素考慮進(jìn)去。此外，幾種方法對于房間天然采光考慮方法也是有差異的。盡管四個國家都把采光計(jì)算在內(nèi)，但荷蘭只是簡單的用 “采光分區(qū)(daylight zone)”的概念對室內(nèi)采光情況進(jìn)行劃分。而法國則在此基礎(chǔ)上加入“光氣候區(qū)(climate zone)”。相比較而言，比利時(shí)照明能耗計(jì)算方法考慮采光對照明的運(yùn)行會更加的詳細(xì)。

該計(jì)算方法將室內(nèi)分為天然采光區(qū)域(daylight area)和人工照明區(qū)域(artificial light area)，照明能耗等于兩者消耗的電能，加上全部控制系統(tǒng)可能消耗的電能。

(1)人工照明區(qū)域照明能耗計(jì)算公式如下：

式中：W_dl為r房間有天然采光區(qū)域年耗電量，單位為kWh;Plgt_r為r房間總照明功率，單位為kW；Af,r_dlgt為r房間內(nèi)可采光區(qū)域的面積，單位為m2；Af,r為r房間總面積，單位為m2；fsw為開關(guān)控制系統(tǒng)系數(shù)；fm_dl為天然采光區(qū)域預(yù)設(shè)控制系統(tǒng)系數(shù)；fm_ar為人工照明區(qū)域預(yù)設(shè)控制系統(tǒng)系數(shù)；Td為年度照明日運(yùn)行小時(shí)數(shù)，單位為h;Tn為年度照明夜運(yùn)行小時(shí)數(shù)，單位為h。

(2)人工照明區(qū)域照明能耗計(jì)算公式如下：

式中：W_ar為r房間人工照明區(qū)域年耗電量，單位為kWh；Af,r_art為r房間內(nèi)天然采光區(qū)的面積。

3)控制系統(tǒng)年耗電量計(jì)算公式：

W_ctr=[Pctr_on×fsw×(Td+Tn)]+Pctr_out×[8760-fsw×(Td+Tn)]

(4)

式中：W_ctr為r房間控制系統(tǒng)和傳感器的年耗電量，單位為kWh;Pctr_on為照明運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)功率，控制器、鎮(zhèn)流器、傳感器等的默認(rèn)為5W；Pctr_out為照明不運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)功率，控制器、鎮(zhèn)流器、傳感器等的默認(rèn)為5W。

天然采光區(qū)域和人工照明區(qū)域之和即為房間總面積。Td和Tn根據(jù)房間的使用情況確定。辦公室照明運(yùn)行時(shí)間的基準(zhǔn)值一般為一年50周，每周5天，一天9小時(shí)。開關(guān)控制系統(tǒng)系數(shù)fsw參考比利時(shí)的相關(guān)規(guī)范，若房間采用手動開關(guān)，且無人員傳感器，則fsw=1，若有自動開關(guān)，且有人員傳感器，則fsw=0.8。若房間照明不可調(diào)光，則fm_dl和fm_ar均取1。若可調(diào)光，則用fm_dl和fm_ar分別用以下公式計(jì)算：

(5)

2.3.2 歐洲EN 15193標(biāo)準(zhǔn)法

EN 15193標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定年度照明總能耗等于每年照明用基本能耗加上照明控制和應(yīng)急照明消耗的電能。與比利時(shí)方法一樣，歐洲標(biāo)準(zhǔn)照明能耗計(jì)算方法不僅考慮了照明自身帶來的能耗，同時(shí)還詳細(xì)地把天然采光和人員傳感控制計(jì)算在內(nèi)。盡管兩種方法都要對室內(nèi)進(jìn)行分區(qū)，但還是存在細(xì)微差別，比利時(shí)的計(jì)算方法要求在計(jì)算前先確定天然采光區(qū)域(daylight zone)和人工照明區(qū)域(artificial light area)，之后將兩個區(qū)域的照明能耗相加；而后者是在確定天然采光依附系數(shù)對室內(nèi)也進(jìn)行相應(yīng)的可采光和不可采光的分區(qū)(根據(jù)房間、窗戶幾何尺寸，室外遮擋等因素來確定)，最后直接在照明用基本能耗上直接體現(xiàn)。下述方法適用于月度和年度照明能耗的計(jì)算。

(1)照明用基本能耗

式中：WL,t為滿足照明用耗電量，單位為kWh;Pn為房間總照明安裝功率，單位為W；Fc為恒定照度系數(shù)；Fo為人員使用依附系數(shù)；FD為天然采光依附系數(shù)；tD為年度白天照明運(yùn)行小時(shí)數(shù)，單位為h；tN為年度夜間照明運(yùn)行小時(shí)數(shù)，單位為h。

(2)寄生能耗(照明控制系統(tǒng)待機(jī)能耗和應(yīng)急照明充電能耗)

(7)

式中：WP,t為照明控制系統(tǒng)的耗電量，單位為kWh;Ppc為房間控制系統(tǒng)的總功率，單位為W；ty為標(biāo)準(zhǔn)年小時(shí)數(shù)，即8760h；Pem為房間應(yīng)急照明總功率，單位為W；tem為年度應(yīng)急照明電池的充電時(shí)間，單位為h。

人員使用依附系數(shù)(occupancy dependency)Fo取值取決于房間尺寸、人員控制系統(tǒng)類型，空間使用時(shí)間等因素。比較比利時(shí)法和EN 15193的計(jì)算方法后不難發(fā)現(xiàn)，EN 15193標(biāo)準(zhǔn)對天然采光依附系數(shù)的計(jì)算考慮得更為詳細(xì)，引入的參考因素也更多。該標(biāo)準(zhǔn)不僅提出了上述較綜合性的計(jì)算方法，還給出了另一種較快捷的照明能耗計(jì)算方法。

2.4 計(jì)算方法精度

芬蘭赫爾辛基科技大學(xué)電力通信工程學(xué)院曾對一棟四層的照明實(shí)驗(yàn)樓辦公室開展過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行上述兩種計(jì)算方法能耗計(jì)算結(jié)果可靠性和精度測試，把兩者的能耗計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果做比較，并論證計(jì)算參數(shù)的可適用性。各結(jié)果的對比見表2。

實(shí)驗(yàn)條件的基本信息為：全部房間裝有T5熒光燈(35W和28W)，相關(guān)色溫CCT=3000K，一般顯色指數(shù)CRI>80。本次實(shí)驗(yàn)針對照明能耗測量的時(shí)間跨度為8周，其中每個季度兩周。

表2 辦公室測量和計(jì)算結(jié)果的比較Table 2 Results of measurements and calculations

從表2不難發(fā)現(xiàn)，兩種計(jì)算方法得到結(jié)果非常接近。盡管兩種方法計(jì)算得到的各房間最終加權(quán)照明能耗值與實(shí)測值偏差很小(0%和3.7%)，但在個別房間(G438、G439)實(shí)測值和計(jì)算值之間存在較大偏差。產(chǎn)生的原因可能是：

1)這些房間實(shí)測值使用的人員實(shí)際工作時(shí)間與計(jì)算假定的時(shí)間存在較大出入(計(jì)算預(yù)設(shè)時(shí)間對照明能耗計(jì)算精度的重要性)；

2)這些房間存在一些偶然因素，導(dǎo)致實(shí)際照明運(yùn)行功率和時(shí)間與計(jì)算預(yù)設(shè)值有較大差別。

針對兩種方法每個房間確實(shí)存在偏差較大的情況(比利時(shí)偏差最大為54.2%，EN 15193偏差最大為45.8%)，而且很可能是由于計(jì)算時(shí)間和實(shí)測時(shí)間的較大差別引起的，解決辦法是否從兩個角度考慮：

1)計(jì)算某一建筑照明能耗是否可按時(shí)間分類計(jì)算，也就是有工作日時(shí)間(不考慮加班)參數(shù)、工作日+工作日加班時(shí)間參數(shù)，工作日+周末加班時(shí)間參數(shù)、工作日+工作日加班+周末加班時(shí)間參數(shù)，這樣可以了解建筑在多種使用情況下的照明能耗。

2)直接在給定的照明時(shí)間進(jìn)行時(shí)間修正。如：原來假定設(shè)計(jì)的建筑全年照明運(yùn)行時(shí)間為2 250小時(shí)(未考慮加班時(shí)間)，分類提出幾種運(yùn)行時(shí)間修正參數(shù)后分類計(jì)算該建筑的照明能耗。

3 《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》簡述

我國GB 50033—2013《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)合當(dāng)前建筑節(jié)能的需求，考慮到充分利用天然采光利于照明節(jié)能的特點(diǎn)，提出一種在建筑設(shè)計(jì)階段評價(jià)采光節(jié)能的方法，用可節(jié)省的照明用電量來表示，計(jì)算公式如下：

(8)

(9)

該計(jì)算方法的天然采光時(shí)數(shù)是基于我國光氣候條件下獲得的，不過目前還在完善階段，還存在一些需要做進(jìn)一步研究：

2)全部利用天然采光時(shí)段也會存在房間部分照明運(yùn)行的情況，比如：進(jìn)深大的房間離窗遠(yuǎn)的時(shí)候在傳感器控制下會自動打開，即計(jì)算節(jié)能用的功率P是需要修正的；

3)全部利用采光時(shí)的采光影響系數(shù)取1，有失偏頗，會使節(jié)能量與實(shí)際有較大偏差。比如辦公室全部利用天然采光的時(shí)數(shù)為2 250h，F(xiàn)D=1，這與實(shí)際節(jié)能情況不符。FD的取值可根據(jù)光氣候區(qū)、建筑位置、周圍環(huán)境、窗戶朝向、控制類型等因素分類討論確定；

4 計(jì)算參數(shù)

4.1 天然采光依附系數(shù)FD

(1)計(jì)算FD,S方法大致可分為以下5步，計(jì)算流程圖見圖2：

①確定房間內(nèi)哪部分是有采光區(qū)，哪部分是無采光區(qū)；

②根據(jù)房間、窗口尺寸、室外遮擋等參數(shù)對室內(nèi)天然采光(daylight penetration)的影響，確定采光系數(shù)；

③根據(jù)參考面維持照度、天然采光情況，計(jì)算天然采光獲取量系數(shù)FD,S(daylight supply)；

④根據(jù)光感控制系統(tǒng)，確定光感控制系數(shù)見FD,C；

⑤若是月度能耗，還要用月度天然采光再分布系數(shù)cD,S。

(2)根據(jù)照明能耗的計(jì)算周期，F(xiàn)分兩種情況確定：

①計(jì)算年度照明能耗，需確定兩個參數(shù)分別別為采光獲取量FD,S和光感控制系統(tǒng)依附系數(shù)FD,C，計(jì)算公式如下：

注：天然光年平均總照度(klx) ①Eq≥45, ②40≤Eq<45, ③35≤Eq<40, ④30≤Eq<35, ⑤Eq<30。

FD=1-(FD,S×FD,C)

(10)

式中：FD,S為天然采光獲取量系數(shù)；FD,C為光感控制系統(tǒng)系數(shù)，見表3。

表3 光感控制系統(tǒng)系數(shù)FD,CTable 1 Daylight dependent artificial lighting control FD,C

②計(jì)算月度照明能耗(考慮各季度光氣候差異)，除需確定上述兩個參數(shù)外，還要考慮另外一個參數(shù)cD,S。計(jì)算公式如下：

FD=1-(FD,S×FD,C×cD,S)

(11)

式中：FD,S,FD,C同式(10)；cD,S為月度天然采光再分布系數(shù)。

根據(jù)上述計(jì)算步驟，劃分好采光區(qū)和非采光區(qū)后，重要的是要確定天然采光的情況(daylight penetration)，對此，EN 15193標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)采光系數(shù)，把室內(nèi)天然采光的情況分為強(qiáng)、中、弱、無四個等級， 具體分級見表4。

(3)采光系數(shù)分級

1)采光系數(shù)分級取決于建筑幾何邊界條件對室內(nèi)天然采光的影響，用遮擋指數(shù)IO、透光指數(shù)IT、進(jìn)深指數(shù)ID。

2)遮擋指數(shù)IO

表4 根據(jù)采光系數(shù)確定對室內(nèi)采光情況進(jìn)行分級Table 4 Daylight penetration as function of the daylight factor

計(jì)算遮擋指數(shù)IO主要考慮來自四種遮擋因素的影響：

①周邊建筑或物體(樹木或山體)的遮擋；

②建筑自身(院子、中庭)；

③水平或垂直遮陽裝置(考慮引入遮陽百葉對遮擋指數(shù)IO的影響)；

④雙層玻璃。

計(jì)算公式為：

IO=IO,OB×IO,OV×IO,VF×IO,CA×IO,GDF

(12)

式中：IO為遮擋指數(shù)；IO,OB為室外建筑遮擋指數(shù)；IO,OV為水平遮陽遮擋指數(shù)；IO,VF為垂直遮陽遮擋指數(shù)；IO,CA為院子或中庭遮擋指數(shù)；IO,GDF為雙層玻璃遮擋指數(shù)。

3)透光指數(shù)IT

計(jì)算透光指數(shù)IT公式：

(13)

式中：IT為透光指數(shù)；AC為采光洞口面積；AD為水平工作面采光區(qū)的面積。

4)進(jìn)深指數(shù)ID

計(jì)算透光指數(shù)ID的公式為：

(14)

式中：ID為進(jìn)深指數(shù)；aD為采光區(qū)的進(jìn)深；hLi為窗上沿距樓地面高度；hTa為參考面的高度。

上述數(shù)據(jù)是基于歐洲自身的光氣候數(shù)據(jù)的天然采光情況，并不一定適用于我國的光氣候特點(diǎn)。結(jié)合我國的地區(qū)特點(diǎn)，光氣候資源比較豐富，應(yīng)該結(jié)合我國的光氣候數(shù)據(jù)，獲得相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)。

在我國的建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，曾對辦公室的26個場所進(jìn)行了采光情況的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前辦公室采光效果好者采光系數(shù)平均值多為3%，而且開窗面積均較大。可采集一些我國不同光氣候區(qū)的辦公建筑為樣本，對他們進(jìn)行實(shí)地采光情況測試，分析得到采光系數(shù)，作采光系數(shù)分級的歸納統(tǒng)計(jì)，查看統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果與歐盟的EN 15193標(biāo)準(zhǔn)提出的模型的符合性，目的是要在辦公室的天然采光情況上也提出一套方便設(shè)計(jì)師參考的數(shù)據(jù)模型。此外，考慮到我國最新的建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 50033—2013已將采光系數(shù)平均值作為采光評價(jià)的參數(shù)，因此，計(jì)算照明能耗時(shí)，在考慮室內(nèi)采光系數(shù)時(shí)，相應(yīng)的應(yīng)該將采光系數(shù)平均值Cav引入。

4.2 人員使用依附系數(shù)FO

根據(jù)控制類型的不同，人員使用依附系數(shù)FO的取值也就不同。

當(dāng)采用以下控制系統(tǒng)時(shí)，F(xiàn)O=1：

1)用集中式控制開啟，即一次控制多個房間的情況。例如，單一自動控制系統(tǒng)(帶有定時(shí)或手動開關(guān))可控制整棟建筑、整層樓或全部走廊。照明關(guān)閉控制類型可以是任意的(自動、手動、集中式或單一式等)；

2)集中式控制的燈具的照明面積超過30m2(會議室不適用于30m2)，也就是單個控制的面積不宜過大。

當(dāng)采用以下控制系統(tǒng)時(shí)，F(xiàn)O<1：

1)會議室(一個開關(guān)或一個傳感器或兩者兼有)，只要會議室的燈具不是集中式開啟，而是與其他房間一起開啟；

2)其他類型的房間(同一或不同房間)，面積不超過30m2，有集中式控制的一個或多個燈具(自動或手動控制均可)，此外，若系統(tǒng)有人員使用傳感器，則傳感器的感應(yīng)面積應(yīng)該與傳感器控制的燈具的照射面積接近。

除了上述兩個條件外，還應(yīng)滿足以下要求，否則FO=1：

當(dāng)0.0≤FA<0.2時(shí)，

(15)

當(dāng)0.2≤FA≤0.9時(shí)，

FO=FOC+0.2-FA

(16)

當(dāng)0.9≤FA≤1.0時(shí)，

FO=[7-(10×FOC)]×(FA-1)

(17)

式中：FA為無人使用的時(shí)間比，EN 15193給出參考值，基于我國的辦公室使用情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研；FOC為根據(jù)照明控制類型確定，見表5。

表5 不同照明控制類型對應(yīng)的FOC值Table 5 FOCvalue

5 結(jié)論

之前普遍應(yīng)用于節(jié)能評價(jià)的LPD不能直觀、定量的反映建筑或房間的實(shí)際節(jié)能狀況，同時(shí)LPD的合理限定并不一定實(shí)現(xiàn)節(jié)能，因?yàn)檎彰饔秒姵丝紤]功率這一參數(shù)外，更應(yīng)該要了解建筑實(shí)際的運(yùn)行時(shí)間。只有高效的燈具結(jié)合合理的控制裝置，才能實(shí)現(xiàn)實(shí)際的照明節(jié)能。基于EN 15193的照明能耗計(jì)算方法，提出了一套適用于我國辦公建筑照明節(jié)能效果的評價(jià)方案。了解天然采光、控制系統(tǒng)對建筑實(shí)際照明能耗實(shí)際的影響情況，結(jié)合我國自身的光氣候特點(diǎn)，以及我國辦公人員的行為特點(diǎn)，提出了一套簡單、易用、定量化的數(shù)學(xué)模型，使設(shè)計(jì)人員在確定采光形式、照明和控制系統(tǒng)方案就能知道建筑的照明能耗狀況。同時(shí)，這套量化的數(shù)學(xué)模型還可供評價(jià)人員對辦公建筑的節(jié)能效果進(jìn)行橫向的比較，最終通過節(jié)能率來反映。

另外，該項(xiàng)研究還有待進(jìn)一步的延伸，可以是縱向的，也可以是橫向的：

(1)辦公建筑僅是其中一類建筑，對此，可以考慮將該研究應(yīng)用到商業(yè)、教育、體育建筑，針對這一系列建筑類型提出一整套的節(jié)能評價(jià)方法；

(2)建筑耗能是多方面因素(照明、采暖、制冷、通風(fēng)、設(shè)備等)引起的，這些因素之間在能耗上就會存在一些聯(lián)系，比如過多的天然采光，尤其是夏季進(jìn)入室內(nèi)的直射光會增加制冷負(fù)荷，因此除了縱向延伸外，引入有效采光照度(useful daylight illuminance)也是必要的。節(jié)能是一方面，保證對室內(nèi)人員有更好的視覺舒適度也是一方面。

致謝:感謝我的指導(dǎo)老師趙建平老師和林若慈老師寶貴的指導(dǎo)和建議，從題目的立意、構(gòu)思和思路的擴(kuò)展，兩位老師給予了無私的幫助。再次真誠地表示感謝和誠摯的謝意。此外，同事羅濤、王書曉也提供了許多巧妙的點(diǎn)撥，在此一并表示誠摯的謝意。

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