海口經濟學院圖書館藏書空間的照明設計與實現

麥篤彪，溫小明

(海口經濟學院，海南 海口 571127)

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海口經濟學院圖書館藏書空間的照明設計與實現

麥篤彪，溫小明

(海口經濟學院，海南 海口 571127)

通過對圖書館藏書空間照明系統特殊性的分析，結合圖書館基礎建設、內部裝修及書架布局的實際情況，堅持書架光路“無遮擋”的原則，提出照明燈具與書架間距相統一的設計方案。以海口經濟學院圖書館為實例，簡介設計思路與實施方案，并通過實際應用及測量，驗證藏書空間照明設計的科學性及參考價值。

圖書館；藏書空間；節能；照明設計；燈具；LED

引言

高校圖書館作為大學生和教師科研人員學習閱讀最集中的場所，對其建筑室內的照明環境要求是比較高的。它既要符合建筑標準中所規定的照度，避免因朝向、窗戶、照明系統布局及燈具設施不科學、不合理而造成的照度不足、照度不均等問題，又應該履行綠色、節能、環保的義務和責任。

圖書館因功能復雜，對各個區域、各種場景下的照明要求是多樣化的。許多圖書館在規劃設計時也給予了充分的考慮和兼顧。以海口經濟學院圖書館為例，在總體照明系統中，除嚴格按照新版《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)中涉及圖書館的主要技術指標[1]，以及《圖書館建筑設計規范》進行規劃布局外，還對全館主要藏書空間照明進行了專門設計，實現書架間距(架中距)與燈具中心距的相統一，保證了光路在每一排書架的行道上，既滿足照度，又達到節能的目的。

海口經濟學院圖書館藏書空間照明系統的設計思路及具體實施方案或可作為參考。

1 圖書館藏書空間照明的特殊性

數以百萬計的藏書是圖書館為讀者服務最主要的物質基礎。對這樣巨量的藏書需要有足夠的空間來存儲，也需要有相應配套的家具以及充足的照明燈光以滿足存放和利用。在書架與書架之間相對狹窄的空間中，足夠的照度、舒適的光環境對讀者查閱圖書具有非常重要的作用。它不僅可以提供讀者查找圖書的便利，提高查閱的效率，而且可減少讀者的用眼損耗，保障讀者的視力健康。因此對藏書空間照明系統的科學合理設計，是一項重要而值得研究和改善的人性化舉措。

現代化圖書館已實現了開放式、自助式、人性化的服務與管理。建筑結構和布局也以“三統一”，大開間，藏、閱、查、檢一體化的格局為主，圖書的開架式服務管理蔚然成風。為方便讀者查找和閱覽圖書，書架的行道通常設定為800～900 mm，甚至可達到1 300 mm[2]。

圖書館藏書空間的照明燈具布置，常見的有三種方式：①燈具按柱間均勻布置而未考慮書架的排列，②燈具與書架行道配合布置，③燈具置于書架上方。目前國內大多數圖書館都采用方式①，但這樣的照明設計對藏書空間是不合適的。如果燈具下方正好是書架，光路被書架遮擋，就會出現“燈下黑”的情況，照度必然受到影響，讀者查找和閱覽圖書對視力的損傷是顯而易見的。這既違背了圖書館舒適性的要求，同時對有效光源也是一種浪費。

2 圖書館藏書空間照明系統設計思路

現代化圖書館是用電大戶，不僅基礎照明需要大量的電能，而且很多現代化的設備設施又成為新的耗電源。特別是安裝中央空調的圖書館，既需要有充足的電源，又要處理好照明燈具安裝位置及空調出風之間的相互制約關系，同時還應達到節省能源的效果。因此，如何保障圖書館內各個不同功能區科學合理的光學照明，在遵照國標要求的同時，還參考IESNA90.1標準的綠色照明設計理念[3]。此外，充分利用自然光源既提供足夠照度，又節約能源的光環境，也是圖書館建筑內部布局面臨的共同話題[4]。由于自然采光已在基建充分考慮，而在書架上安裝燈具的成本高及控制難度大，因此總體的設計思路采用燈光與書架行道配合布置的方式最佳。

實現藏書空間的科學照明，達到目標，需要解決一些相關的問題，主要包括：

1)制定需求任務書。圖書館作為使用方，全過程參與提供項目需求任務書時，應該就藏書空間照明提出明確的設計要求和意見，如：柱網、架間距、藏書空間照度、參照標準等相關參數。

2)建筑整體功能布局。圖書館建筑整體功能布局是各項工作的基礎和統領，必須優先統籌規劃。只有在確定出各個功能區域之后，才能根據不同的區域進行照明設計。

3)藏書空間布局。雖然現代化圖書館的空間需要具有一定的靈活性，但相對于藏書百萬的大型圖書館來說，主要藏書空間的位置應該是相對固定的，不宜也不可能經常調整。因此，應首先對藏書空間進行規劃和布局，然后將一批閱覽桌椅布局在藏書空間周邊。

4)書架布局。實踐證明，保證藏書空間合理照明的關鍵條件是實現“架距燈距相統一”，即書架的間距與燈具吊頂組合規格為同一尺寸。為此在藏書空間總布局的基礎上對書架分布進行精確測算，首先將書架排列的間距確定下來。

5)藏書空間照明設計要求。藏書空間照明視覺主要在垂直面書脊上。海口經濟學院圖書館藏書空間均為全開放式，因此書架書脊處的垂直照度擬設計為50～200 lx[5]，并對發光單元與投射目標照度損耗進行了測算，以確保各個傾角投射照度符合要求，光路“無遮擋”。書架行道照明宜采用專用燈具，應設單獨開關控制，即“跳格”電路控制設計。此外，由于中央空調的輸氣管比較粗大，占用了很大的頂部空間，因此須對中央空調的布局進行統籌規劃和設計，最大限度地保證層高，并利于天花吊頂和燈具的安裝。

3 圖書館藏書空間照明系統方案的實施

海口經濟學院圖書館作為需求方，雖然在任務書中提出了功能需求，但由于多方面的原因，任務書中關于藏書空間的照明問題未能解決好，建筑工程進入施工期。

節能環保是國家當前積極倡導推行的方略，圖書館有責任和義務在盡可能的范圍內推動“綠色建筑”的理念。為此，圖書館、施工方、設計師相關負責人前往內地等多家圖書館進行現場考察，之后對方案進行調整。新方案涉及到天花吊頂、照明布局、燈具式樣、電量負載、中央空調風管協調以及統籌閱覽區照明、公共照明等諸多因素。為此，額外付出了數十萬元的改造成本以實現之。

海口經濟學院圖書館主要藏書空間照明具體實施方案如下：

1)藏書空間總體布局。圖書館建筑采用“三統一”、大開間、藏閱一體化、“回”字型結構設計，柱網中心距8 100 mm，共七層，其中四至七層主要空間設定為藏書及閱覽區。藏書空間布局主要參考總藏書量、學科圖書藏量及擴展趨勢因素，以及聚類和利用優先等原則。根據圖書館大開間的建筑結構，各樓層的主體中部設置為藏書空間，書架排向與窗戶垂直，藏書空間周邊布置閱覽桌椅。不論是書庫還是閱覽，均可充分利用自然光源采光，達到了節約能源的目的。

2)藏書空間書架布局。根據8 100 mm柱網、排列6排雙面書架的格局，將各個藏書空間的架中距固定為1 350 mm，即書架深度450 mm，行道統一為900 mm，每一排8架。書架分別為四層、五層、六層，高1 200～2 000 mm。單組書架寬1 000 mm，深(雙面)450 mm。每層樓藏書空間分布均勻，書架布局相對規整(見圖1)。

圖1 藏書空間平面布局圖Fig.1 The layout chart of library collection space

3)藏書空間燈具布局。根據統一的1 350 mm架中距，藏書空間人工照明的燈具布置與架中距相統一。吊頂在層凈高3 000 mm的基礎上，選用帶網眼可通風的鋁材扣板。考慮書架連排牢固性及便利性，藏書空間中部留有主通道，主通道燈具選用節能燈泡，藏書區域及閱覽區燈具選用LED燈。如圖2所示，以一個柱網跨度面積約64 m2的藏書空間A為例，按行排則每行交錯分布3、4個燈具，按列排則每列呈奇偶交錯分布3個燈具，7列共21個，以此有效解決光路遮擋及光源均勻分布。

圖2 藏書空間燈具布局圖Fig.2 The lamp layout chart of library collection space

4)藏書空間燈槽與天花吊頂組合模塊設計。根據書架行道中心位置確定燈槽安裝位置，按1 350 mm架中距計算，燈槽及裝飾條寬為350 mm，剩余的1 000 mm即為天花吊頂的長度。考慮到藏書空間面積大及吊頂龍骨的布局與承重，故采用兩塊規格均為1 000 mm×600 mm的沖孔鋁板與燈槽組成吊頂的一個單元模塊，燈槽總長1 200 mm(見圖3)。

圖3 藏書空間吊頂組合模塊平面圖Fig.3 The ceiling combination module plan of library collection space

5)照明燈具選擇及安裝。圖書館燈具及光源配置應符合綠色節能的原則。鑒于鹵粉T8熒光燈光源光效低[6]，且開放式藏書空間讀者一般只是短時間查閱資料，如從節能考慮，根據筆者對同一品牌兩種類型燈具的參數對比，在照明效果大致相同情況下后者比前者要減少一倍以上能耗,而在實際應用中，通過田向偉等人的實驗，在同樣大小的辦公室中，選用15W LED和40W熒光燈,在照明效果幾乎一樣的情況下,選用LED一年可以節能65.2%以上[7]。因此，本例藏書空間選用T8 16W LED燈。而過道、休閑區等小面積區域的燈具采用低功率節能燈，閱覽區選用T8 9W LED燈，照明器具使用效率為75%～85%的格柵高效燈具[8]。當然，燈具的安裝因天花吊頂而異，在圖4所列的四種方式中，所有藏書空間均采用圖中(b)方式。

圖4 燈具安裝示意圖[9]Fig.4 The schematic diagram of lamp installation

由于銳截光型燈具照在書架上部會產生陰影，因此藏書空間不宜選用。也不宜采用無罩的直射燈具和鏡面反射燈具，因為它能引起光亮書頁或光亮印刷字跡的反射，干擾視覺。此外，書架采用8連排的排列方式，書架過道長度達到8 000 mm，故選用單槽雙燈組成一個照明單元，便于“跳格”控制及擴展備用，而反光片采用亞光面，避免反射傷害讀者視力。

4 使用效果測評

為檢驗上述實施方案是否達到提高功效、節約能源的效果，筆者采用FLUK照度測量儀對抽樣區域藏書空間A及相關區域的照明情況進行了測量。主要觀測點及結果見表1。

表1 藏書空間A夜間照度測量統計(每個燈槽2支LED燈)Table 1 The night illumination measurement statistics of the A area of library collection space(Which has two LED lights in the each lamp chamfer)

注：表中“最亮”指單個燈具中間對應參考平面及高度所測得的照度；“最暗”為同一行道兩個并排燈具之間中心光照最弱的位置測得的照度

通過測試結果得知，如果燈槽內的燈具全亮，則最暗到最亮照明區間的照度為357～791 lx，已大大超出設計目標值，且照明功率密度值LPD也達10.5 W/m2。雖然現行《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)沒有明確規定圖書館藏書空間(書庫)的照明功率密度限值，但據相關研究[10]：采用LED照明的藏書空間，開架書庫LPD在4～6 W/m2，閉架書庫LPD在6～8 W/m2。對照此研究值，顯然沒有達到預期效果，存在浪費現象。為進一步節約能源，對藏書空間的照明進行必要的調整。在每個燈槽兩支LED燈的情況下采取“跳格”控制的方式，照度亦可達到83.8～719 lx，LPD為6 W/m2，但照度還是比現行標準偏高，尚可優化。繼而每個燈槽減少一支LED燈(可獨立控制)，從表2可知，全亮后照度仍可達到164.2～444 lx，LPD為5.25 W/m2；在此基礎上采用“跳格”控制后，照度為51～268 lx，LPD為3 W/m2。優化后的方案既實際應用照明方案，不同的照明控制方式可以根據圖書館實際需要靈活運用。

5 結語

實踐證明，海口經濟學院圖書館藏書空間采用的“架距燈距相統一”的設計和實踐，實現了書架間光路“無遮擋”的效果，更加符合圖書館舒適性、人性化的服務原則。燈具選擇及照明控制也達到節省能源、綠色環保的目的。對高校新建圖書館的藏書空間照明規劃與設計具有一定的參考價值和借鑒意義。

表2 藏書空間A夜間照度測量統計(每個燈槽1支LED燈)Table 2 The night illumination measurement statistics of the A area of library collection space(Which has one LED lights in the each lamp chamfer)

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簡 訊

★2017年 4月8日，廈門市照明學會成立大會暨第一次會員代表大會在廈門召開。中國照明學會秘書長竇林平、廈門市民政局蔡智仙調研員出席并致辭;廈門市建設局、市政園林局、公路局、市政工程管理處等有關單位領導，及會員企業代表共200多人出席大會。

★2017年6月9日，記者從第八屆清潔能源部長級會議邊會——全球照明挑戰論壇獲悉，在全球照明挑戰計劃啟動兩周年之際，包括木林森股份有限公司在內的12家中國半導體照明公司自愿提交了一份承諾：在未來兩年內共計銷售32.9億支LED燈具和577萬支LED路燈。

這意味著，如果用6 W的LED燈取代40 W的緊湊型熒光燈，用70 W的LED路燈取代150 W的高壓鈉燈，以每天分別工作4小時和10小時來算，2017至2018年累計節能總量將超450億kW·h(千瓦時)，大致相當于三峽水電站年發電量(2016年為935億kW·h)的一半，節能量可使二氧化碳排放量減少4 050萬噸。

Design and Implementation of the Library Collection Space Lighting System of Haikou College of Economics

MAI Dubiao, WEN Xiaoming

(Haikou College of Economics, Haikou 571127,China)

This paper analyzes the particularity of the Library Collection Space Lighting System, and discusses the actual situation of library infrastructure, interior decoration and bookshelf layout. Then, we propose an energy-efficient and harmonious solution which adheres to the design principle of no blocking of light path. With the case of the library of Haikou College of Economics, the paper introduces the design idea and the implementation scheme of the Library Collection Space Lighting System. In the end, some key values of the Library Collection Space Lighting System Design including the scientificity and reference value, are verified through practical application and measurement.

library； lighting; library collection space; energy-saving； lighting design; lamp; LED

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2017.03.004