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21世纪建筑采光照明技术的现状和发展(2)

发布日期:2011-05-06  浏览次数:367

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文章摘要:四、建筑照明的发展趋势  随着社会、经济和文化结构的变化;相关学科,特别是建筑科学的进步和人们的物质与精神生活水平的迅速

四、建筑照明的发展趋势

  随着社会、经济和文化结构的变化;相关学科,特别是建筑科学的进步和人们的物质与精神生活水平的迅速提高,加上信息时代的前进步伐越来越快,传统的工作经济遭到网络知识经济的强有力的挑战,人们的工作和生活追求灵活、高效和舒适。这样人们对照明的要求越来越高,传统的建筑照明受到了时代的强烈冲击。在世纪之交的今天,思考建筑照明的发展趋势,迎接时代的挑战,把我国建筑照明推向一个新的台阶。

  (一)照明节能,保护环境乃是21世纪的主要任务

  国际照明委员会(CIE)照明发展委员会主席、捷克VDvoracek先生曾预测,从1990到2000年人的年平均耗电量逐年上升,而照明耗电总能耗的比例将由1990年的12 %下降到2000年的10 %,同时耗电量大的低光效白炽灯用量逐年减少,发光效率高的荧光灯和高强度气体放电灯的用量将不断增多。

  照明节电,可减少因火力发电所产生的污染环境的物质。当今节能和保护环境已成为世界各地普遍关注的社会问题,并直接关系到社会的持续发展。从20世纪70年代后,人们在照明节能方面已作了很大努力,特别是20世纪90年代美国率先实施绿色照明计划,包括中国在内的许多国家也相继实施了这一计划,所取得的成绩令世人注目。

  为了珍惜利用地球有限的能源资源,保护环境,造福后人,照明节能工作不能停顿。我国绿色照明工程办公室正在启动第一次"绿色照明"项目,进一步从照明产品、照明设计、照明管理、天然光利用等方面挖掘照明节能潜力,以节约能源,保护人们的生存环境。

  (二)防治照明的光污染成为21世纪照明的主要课题

  随着玻璃幕墙建筑的大量出现和大功率气体放电灯在城市照明中的应用,玻璃幕墙反射刺眼的阳光和城市泛光照明、霓虹灯、广告照明等产生的溢散光和歌舞厅的彩色闪光灯所形成的光污染(也称光干扰、光害),对人、环境和天文观察造成了严重的危害,成为21世纪照明界有待研究解决的重要课题。自20世纪80年代以来, 国际照明委员会及各国政府和有关学术团体对光污染问题十分重视,先后公布了一系列技术文件、标准和法令,控制光污染,以求尽快解决这个问题。

我国已公布了限制玻璃幕墙建筑的光污染标准,但在解决城市照明产生的光污染方面,只能说提出了问题,也看到了问题的严重性,但是没有专门的研究和采取相应的措施。因此,需要呼吁政府和有关科研部门从速对这一事关环境保护的重大课题开展实质性研究,提出对策,努力把这个问题解决好。

  (三)老龄人的照明日趋突出

  目前世界上不少国家对老龄人口的照明问题,如老年人视觉特性,老年人活动环境的照明标准、照明方法,照明器材和管理进行了一系列的研究。在这方面,我国还是空白。我国照明工作者也应急需对老龄人的照明开展研究,为老龄人创造一个良好的采光照明环境,在实现全国老龄工作会议提出的让老龄人"老有所养,老有所医,老有所教,老有所学,老有所为,老有所乐"的工作目标作出应有的贡献。

  (四)城市夜景照明将有更大的发展

  随着城市建设的迅速发展,人们生活方式的变化,业余时间的增加,夜生活要求越来越高,全球性旅游观光业的兴起等,城市夜景照明发展迅速。CIE先后出版了相关技术文件,1995年在日本召开了有600多家参加的规模空前的国际夜景照明大会。2000年元旦世界许多城市投巨资进行夜景照明建设,盛况前所未有。

  在我国自1998年上海率先在外滩和南京路实施夜景照明工程后,北京、天津、大连、广州、深圳、重庆等许多城市相继进行城市夜景照明建设。从2000年3月在深圳召开,有300多位市长参加的城市工作会议及今年8月在北京召开,也有300多个城市首脑参加的城市发展世纪论坛会看,市长们对城市夜景照明都很重视,并把此项工作列入议事日程。现在是从沿海到内地,从大城市到中小城市都搞夜景照明,发展势头有增无减。重视城市形象已成为社会各界的共识,用灯光塑造城市夜间形象的城市夜景照明,预计在21世纪将有更大的发展。

  (五)照明设计理念正在发生变化

  长期以来,照明设计一直是以照明的照亮度、均匀度、立体感、眩光、显色性指数和物体的颜色参数等物理量为标准进行设计和照明效果的评价。随着经济和人们的物质与精神生活水平的提高,对照明环境不仅在数量指标方面应达到标准的要求,更希望在一个舒适、明亮并富有艺术魅力的照明环境里工作和生活。大量的视觉试验成果表明,在实际环境中照明质量似乎控制着数量,并决定着感觉的评价。因此,我们的设计和研究重点也将向体现人和环境相互关系的非定量评价照明质量方面转移。

  CIE召开有关舒适、灵活和个性化照明专题研讨会,后来又召开了照明质量的专题研讨会,人们都认为照明质量的定量和非定量的评价是一个十分复杂、涉及因素甚多的问题。但是一个优秀的照明设计既要满足(或达到)科学实验已验证过的量化指标要求,也要充分考虑影响照明质量的非定量因素。英国Loe博士提出的人对整个光环境总体效果评价的设计战略,也就是综合考虑人的视觉特性、舒适感、建筑和照明艺术和节能等因素,从光文化高度,以人为本,把艺术和科学融为一体,最后求得高水平、高质量和高效能的照明效果。

  目前,利用模糊数学方法,对照明质量进行综合的评价,全面考虑影响照明质量的定量和非定量因子,最后评价照明优劣的工作。值得关注和进一步研究。

  (六)建筑化照明在不断发展

  20世纪50年后,国际上流行的建筑化照明,将照明与建筑融为一体,把照明设备作为一个建筑构件和建筑相关部分如顶棚、柱、墙壁、门、窗和室内家俱等进行统一设计,创造建筑师所追求的灯光和艺术效果。半个世纪以来,随着建筑和照明科技的进步,新光源、新灯具不断出现,为建筑化照明设计提供了有利条件,加上建筑师和照明工程师合作,在工程上创造了许多优秀的建筑化照明实例,使建筑化照明不断发展。预计21世纪的建筑化照明将有新的更大发展。

  (七)智能照明的飞速发展

  美国著名的未来学家埃托夫勒(alvin Tofler)在《未来学家谈未来》一书中,他系统地分析了当今社会,指出人类正处在一个无声的以计算机和通讯技术为代表的住处革命过程之中。这场革命对整个人类社会的重大影响将远远超过由于蒸汽机的发明而出现的动力革命。

  由于世界经济结构向国际化和高增值型方向发展,信息行业和计算机软件猛增,OA,FA,HA的不断出现,办公事务要求高效化等因素而促使美、英、日、德等不少国家兴建了大批"智能建筑",特别是智能办公大厦的出现,使建筑要求与设计方法跟传统的办公楼比,大为不同。缺少的照明部分也在发生深刻变化。这就是所谓"智能照明"技术随之出现,并迅速地向前发展,以致形成照明发展又一个重要趋势。

预计21世纪,人工智能技术在建筑与照明中的应用趋势将会进一步扩大。正如英国的Glasgow 市报指出:"Glasgow 正在成为一个研究和发展太空时代智能建筑的国际组织的神经中枢。在智能建筑中的智能照明、供热、空调、通讯及办公设备将全部由电子计算机进行控制与管理"。

  面对这一发展趋势,开发了不少智能照明设计,如智能灯具,智能照明控制与管理系统,包括在照明方面的计算机硬件和软件。此外计算机在照明设计和测试方面也得到广泛应用。俄罗斯开发的智能照明管理系统,日本的智能照明建筑,特别是现代化办公室的智能照明技术等都值得我们研究与借鉴。

  (八)非视觉照明将迅速扩大和发展

  过去的十年里,非视觉照明或称辐射的应用技术即CIE第六部分,光化学和光生物学的发展很快。从这个分部召开的几次学术会议的情况看,CIE第六分部有二十多个技术委员会正在工作,特别是黑瘤和荧光照明的关系,光与辐射对动植物的影响以及有关建筑物的辐射量的评价等问题的研究均与保护人体健康,促进动植物生长,防止辐射对建筑物,特别是古建筑的影响均具有十分重要的意义。日本养原善和与岩尾宪三在第22届日本照明大会上报告中详细介绍了近十年光辐射应用的动向和进展,并用光照良好的动物或植物工厂养殖各类动植物,取得了很大成绩。预计非视觉照明是将会出现一个更大发展的趋势。以前在我国虽然也有人在这方面进行过一些研究,但是在这方面的许多领域在我国还是空白。现在中国照明学会已成立了光化学和光生物学专业委员会,借鉴CIE第六分部的作法,积极开展研究和学术活动,以促进我国非视觉照明的发展。

  (九)推进采光照明新产品,新技术的时间越来越短

  从近年照明媒体会上和国内外主要建筑与照明博展会参展的新产品与新技术分析,不难看出,20世纪90年代以来,推出采光照明的新材料,新光源,新灯具和新技术的时间越来越短,其中光纤、导光管、激光、微波硫灯、LED光源,介质阻挡放电的平面光源、超细管形荧光灯、太空灯球、变色霓虹灯、采用ELDACON技术的照明灯具、网孔板灯具、超级铝反射板、纳米材料、新型照明控制设备、全反射采光板(窗)、光触媒技术、光致电致采光玻璃和人造"月亮"技术等等,几乎都是这几年推出的。其中:

  光触媒技术,将二氧化钛涂在光源或灯具表面形成防污和净化环境的膜层,利用它在光线的照射下对有机物产生分解的作用,即光催化作用的原理,实现灯具和光源防污和净化环境的技术,此技术在日本开始应用,效果良好。

  光致(电致)采光玻璃,在玻璃中添加氧化银和碱金属卤化物,并引入少量的氧化铜或氧化镉等配合而成,在强光照射下,产生灰色效应;光线减弱后玻璃又恢复原状;用薄膜吸附在玻璃表面上,形成调节阳光的玻璃,并开始在建筑采光中应用。

  人造"月亮",就是前面提到的不夜城计划,也称在太空利用反射镜照射阳光的技术。在20世纪60年代就有人提出将一巨大的反光镜送入太空,在晚上利用它反射太阳光进行照明,这就是所谓的人造月亮。几十年来这只是设想,最近据英国泰晤士报介绍,于今年11月将一面直径75英尺的反光镜送入太空,实现多年来的设想。试验时,伦敦晚上将有5分钟沐浴在一片3英里宽的光线之中。实施人造月亮计划,需利用不少新材料和新技术,也存在诸多问题,而且众人看法不一,值得探讨。

  纳米材料和技术,把纳米(1纳米等于10亿分之一米)微粒或添加到传统材料或吸附在其他物体表面,可得到十分独特的功效。如阳光和大气中存在对人体或文物与贵重物体有害的紫外线,而纳米微粒就具有吸收紫外线的特征和功效。比如在光源灯具或玻璃表面涂上纳米材料膜层,不仅可吸收紫外线,而且还有防污与自洁的作用,任何粘在表面上的油污、有机物或细菌在光线照射下由于纳米材料的摧化作用,可分解为气体或易于清洗的物质。

结束语

  纵观建筑采光照明现状,展望未来,任重道远。21世纪我们充满机遇和挑战,要抓住机遇,迎接挑战,发扬"献身、创新、求实、协作"的科学精神,为推动我国建筑采光照明事业实现跨越式发展而共同努力!

 
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