2018 建筑装饰蓝皮书（三）绿色照明与健康照明发展报告

一、“绿色照明”概念的提出

照明工程是建筑工程的重要组成部分，与人们的生产生活息息相关，特别是人工照明技术的发展，从根本上改变了人们日出而作、日落而息的生活习惯，将人类的活动从白天拓展到夜晚。当前随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们已经不再满足于照亮的基本需求，而是要求更高的照明品质，照明工程受到前所未有的关注。

绿色照明是应时代和科技发展而兴起、越来越受到重视的潮流和趋势，其核心思想是通过科学合理的照明设计，选用高效率、长寿命、安全稳定的照明电气产品（光源、电气附件、灯具、调控设备），并与建筑工程中的其他子系统紧密结合、协同建设，创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的照明环境。

“绿色照明”（Green Lights）的概念首先由美国环保局（EPA）于1991 年1 月提出。除了美国等发达国家外，联合国和许多发展中国家也开始重视绿色照明，并在政策层面纷纷出台相应措施，积极推进绿色照明工程的实施和发展。

在《建筑照明设计标准》（GB 50034-2013）中，“绿色照明”的定义是：节约能源、保护环境，有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康的照明。

因此，从而得出“绿色照明”的宗旨：（1）绿色照明首要的要求是节约能源，但不是局限于单个项目节能这一认知，而是要提高到动员全社会的力量、保护整体环境的高度。（2）降低能耗仅仅是绿色照明的一个目标，同时绿色照明还要提高视觉环境的舒适度，并依靠现代科技手段提高照明工程设计水平、照明器材的效率、工程管理水平以及运营维护能力。（3）高水平的照明设计是照明节能的重要基础，高效照明器材是照明节能的重要手段。（4）绿色照明不仅要推广使用节能光源和灯具，充分利用智能控制技术，采取科学合理的控制策略，在工程实践、运行维护管理中也有不可忽视的作用。

我国政府高度重视节能减排工程，在应对全球能源危机和气候变暖方面，采用了多种强有力的措施。1993 年11 月，国家经贸委开始启动绿色照明工程，并于1996 年将其正式列入国家计划，之后相继被列入“九五”“十五”节能重点领域和“十一五”“十二五”重点节能工程，特别是“十一五”以来国家发改委等部门通过建立财政补贴推广制度、实施重大国际合作项目、开展绿色照明示范试点、支持绿色照明科技研发，极大地推动了绿色照明工程的发展与实施。

通过20 多年不懈的努力，中国绿色照明工程取得了显著成就，受到了广大消费者的密切关注和积极支持，为我国节能减排目标的实现做出了重要的贡献，得到了国际社会的高度评价和一致认可。从我国开展绿色照明工程20 多年的历程，可以看到，在宏观层面上，以政策驱动推广节能照明产品的相关举措、制定节能照明产品标准、与国际相关组织积极合作取得了丰硕成果。

与此同时，照明技术在这20 余年取得的飞跃式发展。首先，在光源光效方面，白炽灯的光效大约为15lm/W，节能灯的光效提高到大约90lm/W，LED 光源的光效则达到了150lm/W。LED 灯具最初仅能应用在标识、信号和装饰照明领域，随着光效的提高和光色的改善，逐步可以在民用建筑的室内照明中应用。

随着大功率LED 光源的技术突破和控制技术的完善，LED 灯具的应用领域已经拓展到大空间照明、工业建筑的室内照明、室外泛光照明、道路照明等。现在已经到了LED 光源为绝对主导的时代，由于其发光原理与传统光源完全不同，LED 光源除了发光效率高外，还有光源发热量低、体积小、可以灵活组合、便于实现智能控制的特点，这也为灯具产品研发、照明工程设计带来了更多的可能性，同时也带来了照明设计理念的变革和设计标准的更新。

发展LED 照明已经是我国“绿色照明”四期项目的主要任务，我国将继续坚持政策驱动、资金支持、技术更新、标准制定、项目推介为一体的手段，依靠最新的照明科技，进一步对绿色照明工程的实施加以完善。

二、绿色建筑中的绿色照明

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。

目前，在全球各个绿色建筑评价体系中，对我国影响最广泛的是《绿色建筑评价标准》和美国绿色建筑评估体系。作为建筑环境的一部分，照明品质的评定是建筑环境品质评定的一部分，各国的绿色建筑评价体系均包含与照明有关的内容。

1.我国绿色照明的评价体系

《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014）是在原国家标准《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）基础上进行修订完成的，是由中国建筑科学研究院与上海市建筑科学研究院联合主编的中国的绿色建筑评价标准。2018 年最新的《绿色建筑评价标准》中与照明相关项如表1 所示。

由此可见，与绿色建筑评价相关的标准主要包括《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163）和《建筑照明设计标准》（GB 50034）。其中前者是关于建筑室外照明，后者是关于建筑室内照明。

《城市夜景照明设计规范》是关于建筑室外照明的，主要关注照明的光污染问题，符合相关规定，则可以得2 分。《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163）中与光污染有关的数据类控制指标主要包括以下两类。

一是光污染来源，对可能产生光污染的各类照明设施自身的光度数据指标进行限制。包括：夜景灯具朝居室方向的最大发光强度值，除了对各功能区域内朝向居室方向的灯具光强限定了最高值以外，还对闪动的灯具、道路照明灯具等特殊情况进行了详尽的说明，对“居室”的定义除了住宅外，还包括公寓、酒店和医院的病房等具有居住功能的房间；居住区和步行区夜景照明灯具的眩光限制值，主要考虑灯具对行人和自行车骑行人员的眩光影响，采用灯具限定范围内的发光亮度和出光面积来限定；夜景照明灯具的上射光通比的最大值，主要考虑的是对夜天空的保护；建筑立面和标识面的平均亮度的规定值，主要考虑夜间环境下过亮的表面给周围人群带来的不舒适感。

表1 《绿色建筑评价标准》中与照明相关项

二是光污染后果，包括：居住建筑窗户外表面的垂直照度最大允许值，与光污染来源中灯具朝居室方向的光强相对应，考虑的是灯具对居室窗户的直接影响；城市道路的非道路照明设施对汽车驾驶员产生的眩光的阈值增量的限制，以避免失能眩光影响汽车驾驶员的视觉。

而《建筑照明设计标准》（GB 50034）对照明质量的要求主要包括照度值、照度均匀度、一般显色指数、眩光值、年曝光量等指标。其中，照度值、一般显色指数应用于所有类型的建筑，其他指标按照不同建筑类型选取。比如大部分公共建筑采用UGR 作为眩光控制指标，体育建筑选取GR 作为眩光控制指标，博物馆建筑增加了年曝光量以强调对展品的保护。见表2。

照明节能部分针对不同的建筑，在满足规定的照度和照明质量要求的前提下，进行照明节能评价。照明功率密度现行值是在绿色建筑评审标准中的控制项，是必须达到的最低要求，目标值是基于采用更合理的照明方案和更高效的照明器材后，进一步节约能源的更高要求。照明器材效率的提高，使降低能耗成为可能。目前，随着LED 光源技术的快速发展和生产水平的不断提高，光源的发光效率进一步提高，市场上常用的LED 芯片的发光效率已经超过150lm/W，而LED 光源的特点是单向发光，光通的利用率更高，配合高效的灯具，LED 灯具整体发光效率达到130lm/W，照明功率密度的限值已经有了进一步降低的空间。

表2 办公建筑照明标准值

节能与能源利用中另一个评分大项是照明控制：走廊、楼梯间、门厅、大堂、大空间、地下停车场等场所的照明系统采取分区、定时、感应等节能控制措施，评价分值为5 分。可见照明控制在绿色建筑评定中的重要性。

处于风口之上的智能照明系统如今已经成为物联网领域最重要的产品之一，2018 年的法兰克福国际照明展,各大厂商争相发布的智能照明产品也显示出，无论是从功能性、装饰性还是从节能性上来说，智能照明完全能满足不同人性化照明所需，在未来势将成为新潮流。

2.美国绿色照明评价标准及其对我国的影响

能源危机是美国早期“绿色”建筑产生的根源，节约能源成为一个社会性的被广泛关注的话题，而现代建筑技术的发展不仅拓宽了建筑设计的视野，也使建筑摆脱了传统的建造方式，呈现迥然不同的面貌。这其中，日光辐射、玻璃透射性能、建筑内部灯光系统备受关注。可见，在绿色建筑发展之初，与照明相关的系统的节能就成为其中重要的环节。

1994 年秋，USGBC 起草了名为“能源与环境设计领袖”（Leadership in Energy and Environmental Design，简称LEED）的绿色建筑分级评估体系。经过进一步深化，1998年8 月，LEED 1.0 版本的试验性计划（Pilot Program）正式推出，开始了绿色建筑认证工作，目前已经推出LEED V4。LEED 认证体系主要引用了北美的相关节能标准和报告，包括ASHRAE/IES 90.1 和IESNA RP-33-99。

对于室外照明，不鼓励采用满足基本功能和安全要求以外的照明设施，并严格控制逸散光和眩光。

对于室内照明，也应尽量避免逸散光，以实现最大的光通利用效率。同样采用照明功率密度LPD 限值作为评判的重要指标，在此方面，ASHRAE/IES 90.1 允许评估对象采用两种不同的计算方法——总体空间法和逐个空间法，不强调每个功率的LPD 是否在限值内，而是注重建筑的照明总功率是否达标。表3 是ASHRAE/IES 90.1 中采用总体空间法计算的各类建筑LPD 限值和我国《建筑照明设计标准》中对类似场所的规定的目标值的对比，由于照度标准和计算方式不同，两者有一定的差别。见表3 。

表 3 ASHRAE/IES 90.1 与我国《建筑照明设计标准》中LPD 的对比

通过以上对比可见，LEED 标准在注重照明功率密度的同时，更强调和明确对照明控制的设计和使用要求，相应条款对各种类型和规模的空间的控制策略、控制设备进行了详细的规范和要求。在实际使用中，缺少智能控制或采用不合理的控制方式，将带来能源的巨大浪费，也有损照明设备的正常使用寿命。采用照明等级调节、感应控制等智能化措施，能有效降低实际照明能耗。

三、从绿色照明到健康照明

1.WELL 健康建筑

在过去十余年，绿色建筑的推广大大推动了建筑行业的市场转型，使绿色建筑和具有环保意识的建筑实践在全球迅速扩展。但是所有的绿色建筑标准都将关注点放在节约能源上，缺少对促进人类健康与保健的健康环境的推动作用，此时环境品质对人类健康的影响的科学研究却有了跨越式的飞速发展，空气、水、光线成为其中最受瞩目的因素。

2000 年在荷兰举行的健康建筑国际年会上，“健康建筑”被定义为：“一种体现在住宅室内和住区的居住环境的方式，不仅包括物理测量值，如温度、通风换气效率、噪声、照度、空气品质等，还包括主观性心理因素，如平面和空间布局、环境色调、私密保护、视野景观、材料选择等，另外加上工作满意度、人际关系等。”

在此背景下，WELL 健康建筑体系应运而生。

WELL 建筑标准分成七大健康类别“概念”，分别为空气、水、营养、光线、健身、舒适性和精神。七个概念包括102 项特性。每个特性旨在解决住户健康、舒适性或知识的特定方面问题。每个特性分为若干部分，这些部分通常根据特定建筑类型而定制。这意味着根据建筑类型，指定特性中可能只有某些部分适用。每个部分中有一个或多个要求，指明需要达到的特定参数或度量标准。建筑工程项目若要获得特定特性的得分，必须满足其适用的所有组成部分规范。[1]

特性的形式包括：基于性能的标准，允许建筑工程项目以灵活的方式来满足可接受的量化阈值；规范性标准，要求实施特定技术、设计策略或方案。

2.健康的光

光是电磁辐射的一种可见形式，在光谱中，与之毗邻的是波长较短的紫外线以及波长较长的红外线。

光线进入眼睛并射入视网膜上的光感受器：视杆细胞、视锥细胞及固有光敏性视网膜神经节细胞（ipRGC）。所有这些细胞都会吸收光，并将其作为信息以电化学信号的形式发送到大脑的不同部位。视杆细胞可促进周边视觉及光线较暗条件下的视觉，对绿蓝光（498nm）表现出峰值灵敏度。视锥细胞可促进白天视觉和色觉，此系统感知亮度的峰值灵敏度发生在绿黄光（555nm）处。目前的照明规范和指南提供了针对不同房间类型的照度建议，这是从每个房间典型活动的正常照明要求出发制定出来的。这些标准的制定过程经过了复杂细致的测试和验证，可确保在执行各种任务时获得良好的视敏度，以避免眼疲劳并最大限度地提高视觉舒适度。

近年来的研究表明，除了促进视觉以外，光还会以非视觉方式影响人体。人类和动物体内都有生物钟，能够按照大约24 小时的周期同步生理功能，这称为昼夜节律。身体会对多种环境钟（使生理功能与此周期中的太阳日保持一致的外部信号）做出反应。光是这些环境钟中最重要的一种，它使身体的生物钟在被称为昼夜节律光诱导的过程中保持同步。ipRGC对昼夜节律系统至关重要，它可以将信息发送到大脑的不同部位来触发体内下游反应。这些细胞对特种蓝光（约480nm）表现出峰值灵敏度。值得注意的是，ipRGC 能够将信息投射到大脑的特定部位（称为视交叉上核），使之根据所接收到的光判断一天中的时间，这一主时钟随后会充当振荡器，以同样的方式同步外周组织和器官中的时钟。

表4 多种光源的等值黑视素勒克斯与标准视觉勒克斯之间的比率

多种生理过程（包括与警觉、消化和睡眠相关的生理过程）在某种程度上都是通过此周期中所涉及的激素变化和相互作用进行调节的。此外，这种障碍及慢性睡眠不足可能会导致罹患某些并发症（包括糖尿病、肥胖、抑郁、心脏病、高血压和中风）的风险增加。

所有的光（不只是日光）都会影响昼夜节律光诱导。由于人们一天中清醒的时间很多都是在室内度过的，照明不足或不当的照明设计可导致昼夜节律时相偏移，尤其是结合夜间光照不当的情况时。人类对光始终敏感，在正常情况下，深夜/清晨的光照会使我们的节律前移（时相提前），而黄昏/前半夜的光照会使我们的节律后移（时相延迟）。为了保持正确同步的最佳昼夜节律，人体既需要光周期也需要暗周期。

针对光的WELL 建筑标准提供了照明指南，旨在尽量减少对身体昼夜节律系统的干扰、提高工作效率、帮助获得良好的睡眠质量，并根据需要提供相应的视敏度。针对每一项细则，WELL 标准均给出了明确的说明。

亮度管理策略项内，则要求提供说明，介绍有关保持空间内亮度平衡的策略。

WELL 体系中有关光线最引人注目的是昼夜照明设计，并引入了光线对人体的生物学影响的概念，影响的程度可用等值黑视素勒克斯（EML）来度量。

单位“等值黑视素勒克斯”由Lucas 及其他人一起提出。作者们提供了一个工具箱，可根据所需光谱推导出眼睛中5 种光感受器［三种视锥细胞、视杆细胞和光敏视网膜神经节细胞（ipRGC）］的等值“α-opic”勒克斯。作者选择了度量常数以确保每个值彼此相等，并满足能量及其均衡的光谱的勒克斯标准定义［国际发光照明委员会E 标准光源（CIE Standard Illuminant E）］。给定一个光谱，每个等值“α-opic”勒克斯可通过常数相互关联。

这是一个建议的替代度量值，它相对于ipRGC 而不是视锥细胞进行加权，后者使用传统勒克斯进行度量。要计算等值黑视素勒克斯（EML），应使用专为建筑设计或在其中测量的视觉勒克斯（L）乘以等值黑视素勒克斯与标准视觉勒克斯之间的比率。见表4。标准内同时给出了计算光照的黑视素比率的方法。

工作区的黑视素强度，至少满足以下要求之一：光照模型或光照计算（可包含日光）表明，75%或更多的工作站至少有250 等值黑视素勒克斯，该值是在完工地板以上1.2 米的前向垂直平面测得（以便模拟住户视角）。一年中每天至少4 小时达到此照明水平。电灯可在垂直平面提供等值黑视素勒克斯维护照度，大于或等于IES-ANSI RP-1-12 表B1 中类别25-65的垂直（Ev）目标勒克斯建议值。例如，使用电灯为接待处提供150 等值黑视素勒克斯的照度。

除此之外，在色彩质量方面，WELL 标准特别强调显色指数对于视觉品质的重要性。标准内对显色指数有如下要求。

为了准确反映空间内的颜色，提高住户舒适性，所有电灯（装饰灯具、应急灯及其他特殊用途照明除外）均符合以下条件：显色指数Ra（CRI，R1 到R8 的平均值）为80 或更高；显色指数R9 为50 或更高。

WELL 标准的上述多项革新，都是基于LED 光源色谱的深入研究和应用，它为健康照明提供了必要的技术基础。在工程领域，我们已经可以看到类似项目的实际应用，相信这是室内照明重要的发展方向。

查询WELL 官方网站，截止到2018 年6月，全球通过WELL认证的项目总数近900个，分别位于33 个国家和地区，其中中国项目数量200 个，仅次于美国的323 个。可见植根于环境健康理念的WELL 认证已经越来越得到项目开发企业和建设单位的认可，成为继绿色建筑认证和LEED 认证后的另一热点。

在WELL 认证越来越得到认可的同时，消费者也越来越关注健康照明，市场对光品质的要求日益提高，于是可见光的全光谱成为近来行业关注的焦点。

由于照明的影响，原本“日出而作，日落而息”的生活方式被打破，发展到现在，人的生活节律受到很大影响，并且个体差异明显。多样化的生活方式也给照明带来了更多机遇和挑战。针对人自身的基本活动匹配合适的光谱方案，对人的工作效率以及健康和舒适都是至关重要的。人的生理节律受光调节影响最大，夜间的休息时间本是用于缓解一天能量消耗产生的疲劳，不合理的照明会叠加疲劳，极大地降低人的工作效率和健康指数。正常的生活作息可持续保持人体内生理的健康，而照明则是尽可能在满足人的心理需求下，减少光对人的危害和环境的污染。多配方、多参数并合理应用才是照明在建筑装饰中扮演越来越重要角色的成功之道，才能继续它发光发热的事业。

文章摘自《建筑装饰蓝皮书·中国建筑装饰行业发展报告（2018）》