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采访 2020年9月15日
照明设计:“恰当的时间,恰当的照明”

Mathias Wambsganß是罗森海姆应用技术大学照明设计及建筑技术专业的教授,还是德国照明技术协会(Lighting Technology Association, LiTG)的董事会成员和3lpi(一家位于慕尼黑的照明设计工作室)的创始合伙人。在过去的15年里,他一直参与联邦经济部支持的能源监控项目,对建筑物的能源情况进行“切片式”分析。在采访中,Wambsganß谈到了那些粗心挑选使用的照明系统、错失的节能机会,以及任何设计都应以人为本等话题。

如今,照明应尽可能高效。同时,用户还需要简单方便。那么,这些要求可以共存吗?

当然,这些都可以实现了,因为现有已经有高效的照明方式。优化照明系统不再只有降低能耗这一条出路。除此之外,考虑能耗及其相关成本时应始终结合考量其他成本。比如,人员成本就是企业预算中一项更大的开支。在自然光严重不足而且运行时间很长的情况下,实现办公照明的成本是每年每平方米8到10欧元。相比而言,对于同样的时间、同样的空间大小,雇主要支付给每个员工5,000欧元或更多。从这个角度考虑,我们必须完全停止按照能源特性来评定照明解决方案的做法,而是应更多地关注于照明质量。因为最终,照明会对员工的健康产生巨大影响,因而也会极大地影响工作表现。

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从这个角度考虑,我们必须完全停止按照能源特性来评定照明解决方案的做法,而是应更多地关注于照明质量。

Matthias Wambsganß

照明设计和楼宇自动化产品教授

如果在设计商业建筑中的传统照明系统时,不是以照明质量为基本衡量依据,那么又是考虑的什么呢?

工作场所的照明有标准可循,需要达到某些阈值,例如办公区最低为500勒克斯。很多人将满足这些照明强度视为达到照明质量要求。但是,实际上照明照度并不能反映眼睛所真正接收到的情况, 而是指受照平面上所接收到的光通量。它对人眼产生的影响主要取决于受照平面的材质。


此外,此标准假定员工为20岁。如果对于50岁的人,则会多需要50%的光才能以同等质量完成视觉任务。因此,我一开始就质疑“500勒克斯”是否真的是合理的设计目标。考虑到生产率和对健康的影响,显然在执行一些项目的时候我们需要更多光线。在一次LiTG的专家论坛上,我们讨论了当前这个标准是否具有长期可持续性。在这种情况下,将范围规定在500到1,000勒克斯可能是更好的解决方案。

但是节能条例中还包含很多规范。您想获得“更多光明”的愿望是否与效率目标存在潜在冲突?

在某种程度上,确实是这样的。尽管如此,还必须要着眼于总体关系,并且从不同角度加以考虑。例如,可以对比已装的照明输出和实际使用情况,因为能源平衡表最终会计算那些实际上消耗的能源。


为了收到理想效果,我认为采用一个双重过程会更合理:首先,我们应该思考何种照明条件能够最大程度地支持工作。在这个空间工作的人非常关键。然后通过必要措施来配置最高效的照明解决方案。除了选择高效产品外,还要考虑控制或调节灯光方面的问题。尽管据已有记录显示,安装的照明输出更多会带来经济意义,但照明管理系统可带来的节能潜力将更大。

在选择照明系统时,成本起到的作用越来越小。取而代之的是,立法机构颁布的指导纲要获得更多重视,而且它们已经规定了员工健康和生产率的相关问题。

这里的关键是“在恰当的时间提供恰当的照明”, 因此当然与照明质量、适用场所以及所用的光谱有关。这意味着必须进一步开发照明控制的类型和手段,让“恰当的”照明与效率相结合,从而带来更大的意义。

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这意味着必须进一步开发照明控制的类型和手段,让“恰当的”照明与效率相结合,从而带来更大的意义。

Mathias Wambsganß

照明设计和楼宇自动化产品教授

按您的想法,这种情况应当是什么样子呢?

如果考虑到眼睛反应的灵敏度和直接程度,要实现对灯光的控制或调节实际上是相当困难的事情。在我看来,还要对此进行充分描述。因此,我们需要了解如何才能让技术参数符合人眼的人体工程学要求。例如:如果一个办公室内安装了基于日光的照明控制,亮度不应直接从100%开始,然后再逐渐降到设定值。这样用户会感觉很暗,因为人眼虽然可以迅速作出调整以适应更高的亮度,但是却要花较长的时间来适应光线减少。这必然会传递给用户这样一个信息:他/她原本需要更多光线,但现在还没得到。相反,光量不应慢慢打开,按标称照明的方向逐渐升高,否则用户将想当然地认为是照明开关出现了问题。为了能在控制器中正确设定这些值,编程人员需要了解适合每个功能的值有哪些,以及用户启动系统时期望获得哪些系统特征。

是否因为电气工程师不太了解视觉人体工学的细节而造成当前照明系统验收程序不够成熟?

在某种程度上,可以这样说。许多专家还没有意识到这一点。一般而言,他们不了解眼睛是如何工作的,因而在运行或验收时无法充分考虑相关因素。我们可以依此得出结论:研究出更好的方法来运行和验收照明系统是十分合乎逻辑的。这不一定非是立法机构确立的标准, 也可以根据照明控制器制造商提供的信息来判断,了解系统及其组件如何能在特定的应用中发挥出最大的人体工程学效果。虽然我们已掌握一定的知识,但只有当有人真正利用这些信息来做出改进时,才能对运行商带来益处。也就是说,我们需要有人来推动最佳实践。

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我们可以依此得出结论:研究出更好的方法来运行和验收照明系统是十分合乎逻辑的。

Matthias Wambsganß

照明设计和楼宇自动化产品教授

您是否认为您所宣称的通过照明控制系统提升照明质量将会重塑传感器设计和技术?

这是必然的,因为现有的传感器除了进行占位探测外,一般只能测量亮度。根据时下的热门话题“照明与健康”,传感器需要对眼睛的非视觉功能所接收到的光进行评估,或对灯光的光谱组成进行测定。慕尼黑大学“照明与健康”领域讲座教授Herbert Plischke教授目前正在研究传感器,可推动这方面的进展。但我觉得要在有一些大规模的应用后,这种传感器的价格才会更为经济实惠。

从投资角度来看,运行良好的系统与运行不那么好的系统会有所差别吗?技术的应用常常是大同小异的...

在硬件方面没什么区别。我看到过许多照明解决方案都使用昂贵的硬件,但却发挥不出更多的功能,或者功能非常有限。造成这种问题的原因显然有多种,例如所选传感器的特性与安装位置不匹配等。但如果设计者找到了正确的组件,那么问题就变成了即使执行得当,即尺寸合适且参数设置正确,是否也会在调试过程中产生更多费用。针对这种情况,我的答案是肯定的。但我认为,这笔费用是十分值得支付的。如果将设计部分的难题都妥善记录,那么这些就不应被视为业主所承担的“额外”成本。

如果调试得当,运营期间能否期待节能?

不一定。但这样做会避免与用户之间的不愉快,而这几乎是无价的。如果马马虎虎地调试系统,最后再需要处理几乎无法运行的情况,这时运营成本自然会增加。因而节能潜力也就无影无踪了。

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这样做会避免与用户之间的不愉快,而这几乎是无价的。

Matthias Wambsganß

照明设计和楼宇自动化产品教授

《节约能源条例》中的要求也适用于现有楼宇。按您的想法,翻新时照明的节能潜力是否大得足以加入预算?

自然,这取决于当前系统的年限和翻新有多彻底。但是,即便问的是“实际消耗的每瓦有多少光线到达空间”这类简单的问题也会很快地得到肯定的回答。如果将现代LED灯与15年前的日光灯相比,它们相差将近2倍。仅仅换灯可以视为“捡现成”。自动化系统是提供额外节能潜力的另一个方案。

在翻新项目中您最常遇到哪些挑战?

在核心翻新中,也就是铺设新电缆时,设计人员会将其当做新结构看待。局部翻新十分不同。如果是吊顶照明点的维护工作,也就是说只有一条供电线,则解决方案会存在很多限制,很明显会沿用之前的纯模拟通断开关。未来,这将会推荐使用无线解决方案。

试想一下,假如您是运营商,而且有权决定安装何种系统。如果您自己的员工能够亲手替换损坏组件或在空间重建时调整系统,是不是会带来优势呢?

很多系统几乎都是专有的,因为它们都带有编程者的印记。即使是选择开源系统,也会在调试过程中产生一定程度的依赖关系。根据这一背景,您所描述的就像是一个梦想的情景。如果实现的话,其工作方式应类似于:在改变空间用途时,我可以让自己的员工来分配灯和开关,而不必花重金聘请经过训练的编程人员。作为运营商,我当然不愿意被迫与系统编程人员绑在一起。

采访纪要:Martin Hardenfels和Julia Ockenga

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