北京地下空间照明调研综述*

马欣 张昕 王颖超

(1.北方工业大学建筑工程学院，北京 100144;2.清华大学建筑学院，北京 100084)

引言

近年来，北京市地下空间的建设量大幅增加，建成的地下空间面积已达4000万平方米，目前，每年新增的地下空间建筑面积约为300万平方米。大量开发地下空间已经成为北京市城市开发中的重要发展方向之一。地下空间的开发具有节约用地、提高城市绿化率、缓解交通压力等多方面的好处。但是，地下空间由于建筑条件的限制，很难采用自然采光，大多采用人工照明方式，所以，地下空间的照明问题对于保障地下空间得以高效利用具有重要意义。本文对北京市部分地下空间的照明与使用的基本情况进行调查研究，得出总体照明状况与能耗的基本概况。

1 北京市地下空间的使用概况

按照建筑学通用的标准，地下室是指房间地平面低于室外地平面高度超过房间净高的1/2的空间。按照使用与采光照明情况的标准，地下空间也可以定义为:主要使用功能位于室外地平面以下，而无法正常开设侧窗的空间。因此，地下空间既包括建筑主体的地下部分，也包括室外广场、绿化等场地的地下使用空间。从照明方式来看，地下空间主要是人工照明，也可以通过高侧窗或窗井进行自然采光。

北京新建的高层建筑以及新建的居住区、商务区的广场绿化等区域均大量使用了地下空间。按照使用功能的不同，北京地下空间的使用大体分为如下五大类。第一类为居住类，主要位于高层住宅楼的地下室，这一类多为半地下室空间，设有局部高侧窗或窗井，该类空间主要以出租使用为主;第二类为停车场类，这是地下空间最主要的使用方式，这类地下空间单一空间面积较大，通常为全地下室，无自然采光;第三类为办公类，这类使用功能分布也十分广泛，在大型办公楼、居住小区住宅楼、大型企事业单位等的地下空间均有这样的功能。这类地下室的采光方式因所属建筑设计差别而差异很大，有高侧窗采光、窗井采光、无自然采光等多种方式;第四类为商业、餐饮及活动类，这一类往往和地上的商业建筑结合，其设计与使用均有特殊性，常常以满足艺术性要求为主，因而以艺术性照明为主，远超过基本的功能照明要求。第五类为地下车站等，这一类地下空间的数量由于北京地铁的大量建设而迅速增加，该类空间由于距地面较深而完全采用人工照明。

以上5类基本概括了北京市地下空间的实际使用情况，除此之外，还有一部分人防地下室由于空间设计的限制而使用率极低。根据实际使用情况的调研，按照照明情况来看，第一、二、三类地下空间主要以功能性照明为主，第四类以装饰性照明为主，而第五类则是两者兼而有之，主要取决于地铁站在城市中所处的区位。

2 地下空间照明状况的调研与分析

2.1 调研测试范围与测试标准

根据地下空间的使用功能不同，由于地铁车站使用的特殊性，研究者选取以上前4类空间类别进行调研，分别对不同类别的地下空间选取2～3例进行较为详细的测试与访谈等主观评价，同时选取一些其他建筑进行一般测试。由于考虑到新建地下空间使用时间较短，还未形成较为稳定的使用方式，因而选取详细测试的各类地下空间建成时间主要在2000年至2005年。装饰性照明具有很强的随机性，而且目前没有统一的装饰照明的最低标准，所以测试以功能性照明为主。研究采用这样的范围进行测试主要目的是通过日常使用的有代表性的样本空间得出地下空间照明的基本情况，并使测试具有可实施性;测试结果具有一定的可比性。

测试按照国家标准《照明测量方法》 (GB/T 5700—2008)和《采光测量方法》 (GB/T 5699—2008)进行。

2.2 各类地下空间的照明基本情况

不同地下空间具有不同的使用功能，其采光、照明方式也不相同。但各类空间在使用上具有的共性就是简化与混合。地下空间由于不同于地上可直接采光通风的房间，在使用上绝大多数内部装修简单，功能简化，不同功能混合于同一空间内。所以，在照明方式上，具有自然采光条件的半地下室也采用混合照明方式，即在真正使用中，人工照明处于完全开启的状态。而全地下室基本全部采用一般照明方式而不进行局部照明。

居住类功能的地下空间一般较为狭窄，使用面积较为局促，各功能没有分区。设有高侧窗的地下室，高侧窗主要在卧室 (含起居室)。高侧窗的窗地面积比一般在1∶12左右，而设有窗井的尽管窗的面积比较大，如按照实际可采光的开口面积计算，窗地面积比一般也不大于1∶10，不能满足采光需要，所以，主要采用人工照明方式。由实测数据可知，主要空间的照度平均值基本能够满足标准要求，但是，其最低值则远低于标准，照度的均匀度很差，这主要是由于住户为满足空间使用要求，刻意增加主要空间的照明。而对于厨房、卫生间等辅助空间则十分忽略，但由于辅助空间小，照度均匀度反而较高。基本照明情况数据如表1(表中数据为详细测试样本的结果的平均值，并参考了一般测试样本的结果，对于明显偏差的数据不予考虑，表中照度均匀度计算采用最低照度与平均照度的比值，下同)。

停车场类的地下空间主要是为满足机动车停放而设计的，其平面一般比较开阔。在照明设置上，调查的车库基本上都是完全人工照明，仅有大约不到10%的车库设有天窗采光。地下车库在使用中往往由物业部门统一管理，其照明的开启与关闭均与使用者无关，由于管理部门节电的考虑，大部分车库的灯具仅有1/2～1/3的可以正常工作，其余灯具均被拆卸了光源。实际数据也证明，该类地下空间的照度整体情况低于标准，而且照度的均匀度十分差。测试数据情况如表2。

表1 居住类地下空间照明情况实测值

表2 停车场类地下空间照明情况实测值

办公类的地下空间根据所属的建筑主体不同而具有很大差别。大部分这一类的地下使用空间面积都比较小，且大多采用窗井采光的方式，按照实际可采光的开口面积计算，窗地面积比一般在1/10～1/20之间，实测采光系数约在0.2%～0.9%之间，不能满足采光要求。所以，使用中往往也全天开启人工照明。一般情况下，整个房间的照度平均值较低，但这类办公室由于使用人员较少，办公桌的位置大多在近窗处，实测发现，在不开灯的情况桌面的实际照度值大约100lx左右，而在开灯下已经达到了300lx以上，工作面照度值满足了现行照明标准。但照度均匀度较差，照度最低值仅为50lx左右。测试数据情况如表3。

表3 办公类地下空间照明情况实测值

大多数的商业、餐饮及活动类的地下空间均与地上的商业建筑结合进行设计，实际使用的该类地下空间多数采用中庭的方式与地上空间结合取得自然采光，另一部分结合室外下沉广场进行自然采光，还有一部分则是完全没有自然采光，利用人工照明满足使用要求。在实际测量中发现，凡是有自然采光的商业类建筑，其照明状况均较好。因此，对完全人工照明的空间进行了详细测试，其基本照度值一般都能满足国家标准中的照度标准值，而且照明均匀度较好。这主要是由于为了营造商业或文化娱乐气氛，照明灯具布置均比较密，而且选择光源的光通量也比较大而产生的结果。部分测试数据情况如表4。

表4 商业、餐饮及活动类地下空间照明情况实测值

2.3 各类地下空间照明满意程度的主观评价

各类地下空间尽管实际的照度值大部分都低于国家现行标准，但是，在实际使用中，其使用的满意程度的主观评价却不都是负面的。根据调研访谈发现，其满意程度最具差异的是住宅类地下空间，受访者大多认为整体照明情况很差，但是，有高侧窗或窗井的房间尽管实际照度值并未提高，满意程度却有所增加。停车场类地下空间的照明整体满意程度也不高，大部分受访者认为目前照明情况对于驾驶车辆并无障碍，但对于停车后步行离开有一定影响，也有受访者对开敞区域的照明情况比较满意，但对位置比较偏僻的车位十分不满，认为应该增加照度，避免有人藏匿等不安全因素。办公类的地下空间由于使用者较少，因而大部分受访者对于照明现状都持无所谓的态度。商业、餐饮及活动类的地下空间的满意程度最高，甚至大部分受访者并未感觉到自己身处地下空间。

使用者的主观评价与数据之间存在一定差异性，究其原因主要有如下3个方面。第一，国家现行标准的改变。国家现行的《建筑照明设计标准》是2004年12月开始实施的，这一标准比1990年和1992年的原有标准有所提高，其中部分区域提高较多，由于实测的样本大多是在2004年之前完成设计的，所以，尽管未满足现行规范，但是，大部分使用者依然停留在较低标准的照明满意程度中。很多人对于未达到标准的照度仍然感到比较满意。第二，使用者的心理因素。人们在生活中具有与外界交流的心理需求，所以，人们会因为觉得地下空间封闭而产生心理上的不满意与不安全，这一点与照明情况的好坏关系不大。第三，天空光与人工照明的差别。天空光具有随时间、天气变化而变化的特点，这符合人们的对自然界认识经验，而人工照明具有单一性的特点，空间印象没有随时间变化而变化，灯具也有污染与损耗，所以，有自然采光的空间的满意程度普遍高于完全人工照明的空间，这一点也与照度值关系不大。

3 地下空间照明能耗状况的分析

各类地下空间采用的照明光源与灯具各不相同，因而，其能耗状况也不相同。在国家标准中对照明节能的评价指标之一就是照明功率密度值。按照实际使用的情况对各类地下空间进行测算 (表5)，住宅、办公类的地下空间，照明功率密度值一般均低于规范中的现行值，停车类地下空间由于实际使用中常常关闭了一部分人工照明，其照明功率密度值很低，而在商业类的地下空间中，该值一般都高于规范值。

表5 各类空间的照明功率密度值W/m2

从使用的光源和灯具来看，住宅中使用紧凑型荧光灯的比例很高，办公类与停车类空间中大部分采用的是T8型荧光灯，但也有一部分仍采用T12型荧光灯等非节能的光源，在地下车库等未经装修的空间，灯具也常用无反光罩的光管支架，未充分利用光通量。商业类地下空间内的一般照明基本上全部采用了紧凑型荧光灯，而不同建筑的装饰性照明的差别很大。从控制方式来看各类地下空间的照明控制基本上全部为手动控制，分区设置开关，但是在实际使用中，不论是否有天然采光，仍然未进行分区开闭，未实现节能控制。

照明节能的另一个途径是充分利用自然光。目前在住宅办公等类型的空间大部分较为充分的利用了高侧窗和窗井采光。而绝大多数大面积的地下空间基本没有自然采光。实际上，在地面是绿化或广场的地下停车、商业类的地下空间是具备条件开设天窗进行采光的，这应该是地下空间照明节能的重要改善途径。例如在北京奥林匹克中心区的地下车库利用导光管方式充分利用自然光提供地下照明，全阴天采光系数的平均值约为0.38%左右，按标准换算室内照度平均值约为75lx左右 (对应室外照度20000lx)，在不开启人工照明的基础上已经完全满足了现行规范要求，比起完全采用人工照明全年约可节省24472度电。

由此可见，地下空间的整体照明灯具与光源的节能状况还有需要改善和提高的地方，这既取决于设计者的精心设计与着力推广，也取决于实际管理者的认识水平。

4 结论

改善地下空间的照明合理高效的使用地下空间具有积极意义。综上所述，正在使用的北京地下空间的照明情况因使用功能不同具有差异，但整体照明数据大部分低于国家现行标准，而且使用者满意程度也较低。同时还存在一部分地下空间使用率低的现象，这部分空间大多是人防工程，其照明从设计上就标准较低，对合理利用造成制约。因此，合理的提高地下空间照明水平，合理充分利用自然光是今后地下空间照明的发展趋势之一。

［1］中华人民共和国国家标准．建筑照明设计标准 (GB 50034—2004)．中国建筑工业出版社．2004

［2］中华人民共和国国家标准．采光测量方法 (GB/T 5699—2008)．中国标准出版社．2008

［3］中华人民共和国国家标准．照明测量方法 (GB/T 5700—2008)．中国标准出版社．2008

［4］中华工程建设标准化协会标准．地下建筑照明设计标准 (CECS 45—92)．中国建筑工业出版社．1992

［5］边宇，马源．地下空间采光设计的量化研究．节能技术，2006(2)

［6］段旺等．奥运中心区地下车库导光管系统．照明工程学报，19(3)，2008.9