民国建筑在南京具有突出历史地位,数量多,保护好,是南京市珍贵的物质文化遗产。本方案旨在通过民国建筑景观照明全过程节能概念,采用切实可行的节能技术和措施,为南京市民国建筑和相应建筑景观照明提供节能示范方案。
根据国家“十二五”规划要求,“节能、低碳、环保”将是未来5年我国城市景观照明发展的主要方向和趋势,我们在积极落实住建部和省住建厅的绿色照明要求的同时,计划先通过长江岸边的6幢民国建筑的全过程节能实施,提供有力的监测数据,为民国及相应建筑景观照明节能设计和实施提供依据。
在10年来的城市景观照明实践和管理中,我们发现大多数管理者对绿色照明的认识还停留在LED的应用上,对设计节能有模糊的概念,具体什么样的设计才是节能并不明确,因此我们提出一个景观照明全过程节能的概念,即景观照明要从规划设计、灯具选型(含辅材),施工建设、运行管理、维护监测、产品报废的各个环节考虑并践行节能,减少对环境的污染,尽可能循环利用。
本示范工程将6幢民国建筑实施全过程节能示范打造,从源头的规划设计开始,到管理运行和维护报废等环节充分践行节能、环保和低碳的理念。
图1 风格定位
通过寻找环境光与主体建筑的最佳亮度比例,同时寻找建筑最佳角度和最具特色部分实现设计节能(如图一)。灯具全部采用模块化LED,便于维护,同时LED选用的低色温光源很好的在现了民国建筑的历史感。配光完全根据设计和实际需要量身定做。灯具外形全部根据建筑需要采用个性化定制,并试行政府引导、企业合作、业主配合的协议式新照明模式。施工安装过程充分利用民国建筑结构特色,尽量采用现有结构放置灯具,隐蔽管线的方式。智能化控制从日常、节假日、重大活动三种模式进行建筑单灯控制,维护采用远程监测与视频监控相结合的全方位监控,管理试行人工服务与远程监测相结合。灯具报废全部实现无害化处理。通过各个环节的把控,对照明全过程实行节能探索、数据提取和全程监控记录,通过与现有同类建筑照明的横向对比和6幢建筑运行过程的前后纵向对比检测,形成系统的技术指标数据并提供节能环保的技术特征数据对比,为其他建筑照明的节能照明提供有力的数据和直观的现场感受。具体实施方案如下:
本项目定位为国家绿色节能示范基地,为南京滨江生态环保和民国建筑保护提供照明节能低碳环保示范。针对不同的建筑环境现状,找出最佳受众可视性部分进行照明设计,减少不必要的照明面积。运用创新型照明设计理念——依据人眼不同光色的视觉敏锐性,选择最适宜的光色,并提出阈值增量指标,使背景亮度与重点照明的达到最佳比例,充分尊重人的视觉心理生理特征,实现最佳照明效果。同时在深夜关闭全部景观照明灯,利用部分建筑内部光,实现剪影的照明效果,更是一种节能。
《北美照明工程协会照明手册》(第8版)推荐的室外照明效果的亮度比
对个别重要建筑如中山码头实行用光个性化设计,采用LED现场试验混光达到民国红,实现建筑中特有的砖红色。
根据照明设计进行灯具选型——通过对照明对象的分析、对灯具配光曲线的对比、光输出角度的对比,实现定制化的灯具效果,在照明节能和配光控制之间做出最经济最合理的选择,在实现节能的同时达到最佳表现效果。
全部按照《南京市城市照明设计、施工及验收实施细则》执行,在确保安全的基础上考虑维护管养方便,如选择模块灯具便于更换维护,注重防盗,防雷接地等细节,灯具安装时充分考虑对民国建筑的保护,避免对建筑外墙的破坏,尽量装设在建筑阴角处,积极探索施工工艺与建筑景观的最佳结合方式。
照明控制采用智能化控制系统,对单栋楼宇实行分回路控制和单灯控制,重要建筑试验根据环境光强度的变化实现整体建筑调光。通过智能化集中控制的远程监测,对节能数据进行监测和提取。
根据智能控制系统远程监测数据和现场视频传输情况综合判断灯具损坏情况,实时派人到现场更换部件和维护维修,最大程度节省人力投入。同时,每个月城管局和照明学会都会到现场测量相关数据,按月度、季度和年度建立具体指标数据库,便于日后对数据进行横向和纵向的分析比对。
全寿命周期产品的选择——选用非常规性产品,灯具原料可回收利用,计划材料回收比实现50%以上。
1)产品的可替代性——对于LED投光灯和LED地埋灯灯具,选用LED模块化组合方式,灯具损坏后仅需单个模块更换替代,这在路灯照明上已经普遍采用,但在景观照明上却鲜有使用。
2)倡导政府引导的商业模式——灯具到达报废期后,由政府指定的签订协议的供货商对灯具进行环保处理,如自行不能处理,由南京市城管局代为处理,对可再利用灯具必须回收。
在确保照明艺术效果和节能低碳统一的同时,对检测和提取后的数据与同等楼宇体量进行对比。6幢楼分别采用不同的节能模式,对最终的节能效果进行横向的对比,管理部门的监测跟踪一直到全部景观照明设施报废(计划7年左右)。
1)、科学设计,凸显民国特色。如灯具选型,小而精致,采用LED混光的砖红色专为民国建筑定制。
2)、产品创新,凸显节能特色。在景观照明LED灯具上实现模块化定制,方便维护。
3)、智能控制,凸显人本特色。楼宇照明分层控制,单灯控制,实现不同时段不同的亮灯模式,在重要建筑上试行整体调光。
4)、全程检测,凸显科研特色。通过静态的远程控制监测数据和动态的人工现场测量数据,实现一个完整详实的数据库,为日后数据分析提供第一手资料。
5)、循环使用,凸显环保特色。灯具报废与回收全部采用协议化,将为照明环保做出贡献的企业作为进入南京照明市场的优先条件,实现政府引导企业和业主用户参与环保的节能意识和创新意识。
6)、分析总结,凸显示范特色。所有数据的汇总和分析比较,为低碳照明提供第一手全跟踪的真实数据,也为江苏省住建厅和国家住建部推广低碳照明提供有力的数据和现场说明。
1)、照明设计角度节能:
①控制照明功率密度。选用灯具的功率在满足所期望达到的照明效果的条件下,尽量降低,严格控制景观照明的功率密度不超过标准规定,建筑物立面夜景照明的功率密度值(LPD)标准参照下表:
②选择合理的照明方式。照明设计以体现建筑质感、凸显建筑特色、还原建筑历史为原则。照明方式以局部照明为主,避免大面积投光照明的使用,并充分考虑对周围光环境的利用,有效控制线路能耗。色温选择以暖白光为主,控制在2500-5000K之间。灯具外形精巧,安装在建筑阴角处,并使表面颜色做到尽量与建筑物表面颜色一致,不破坏建筑白天的景观。本次设计选用灯型有LED射灯、LED筒灯、LED洗墙灯、LED泛光灯等。
③选用高效的照明灯具。灯具全部采用光效高、能耗低的产品,严格控制光输出角度,选择与被照表面相符的光束角,适当增加格栅或防眩罩,防止眩光和漏光,提高光的利用率。在满足眩光限制和配光要求条件下,选用效率高的灯具,LED灯具系统光效要求达到80lm/W以上。
④降低灯具附件的能耗。采用功率损耗低、性能稳定的驱动电源、镇流器等灯用附件。LED光源采用恒流模式驱动,驱动电源系统损耗小于总功耗的20%,并具有防止过电压、过电流、过热、反向电压等综合自保护措施。设计所选用的LED灯具功耗不超过36W/套。
2)、智能控制角度节能:
该建筑群景观照明的示范打造将重点突出全过程节能管理,照明设计使用智能化控制系统,单幢楼宇按照层高实行分回路和楼层控制,重要部分做到单灯控制,方便开启过程的节能调控,试用分时段调光功能。采用时控与遥控相结合的方式,实现平时与节假日不同的灯光效果,平时开启建筑重点部位的照明,节日开启加强部位的照明,重大节日开启全部照明。同时,充分利用智慧城管的远程监控功能,实时监控亮灯状况。
3)、灯具循环利用节能角度:
项目所采用灯具必须有灯具供应商与施工单位签订灯具回收和再利用循环经济合同。灯具使用达到报废期后,对环境有污染的灯具由供应商进行回收并交给环卫部门进行防渗漏填埋,可以再利用的由供应商回收。
1)、对比节能指标:所选用灯具的功率、光效、寿命、光束角等节能指标在设计环节即全部明细化、量化,方便以后监督实施监测。
2)、监测节能数据:所有建设管理过程由第三方单位南京照明学会负责运行期间的技术指标测定、跟踪和服务指导,并建立灯具、系统、运行管理数据库。
3)、落实节能分工:市城管局负责每月一次的全面数据汇总和同期建筑照明进行对比,对节能,使用寿命和光衰对比等纵向数据记录。区城管局负责对照明的运行、开灯时间、维护管养等日常情况纵向记录。施工单位负责对相似或同等灯具及控制系统横向的对比监测与记录。南京照明学会、南京城管局及专家组和特邀指导单位负责对数据的分析及提出应用价值报告。
通过南京民国建筑景观照明节能示范方案,对政府引导绿色照明全过程节能的监管模式推广具有重要意义,对各区及有关部门在民国建筑景观照明建设时具有借鉴意义,同时依据此项目所采集的管理节能等数据上报市发改委和住建委,作为制定南京低碳照明标准的依据。对南京全市近100幢近现代优秀建筑保护性修缮过程中推广民国建筑节能模式,真正使保护民国建筑照明节能落到实处。