摘要：目前，低碳节能建筑已是我国执行长期减碳计划的重要项目之一。据电力公司统计显示，住宅照明用电占全国电灯用电的21.0%［1］。政府也期望在未来能以LED灯做为住宅照明节能最终解决方案。LED是一种节能环保新光源，但以替代传统光源的方式来结合传统灯具，是否能确定改善居住环境的照明品质，即LED灯具与住宅环境适配问题是本研究的主要目的。
关键词：LED灯具；住宅照明；最适化设计；照明节能
0引言
近年来，受全球环境变暖影响，地球环境已开始产生能源枯竭、生态危机及资源迅速短缺等负面问题，人们也逐渐重视环境及资源保育。资料显示我国照明用电量占全国用电量的13%左右［1］，因此住宅照明节能在我国节能减碳计划中是非常重要的一个环节。在节能减碳的趋势下，美、英、日及欧盟等国家相继宣布，自2014年起全面禁用与禁止生产白炽灯。我国也在2009年～2015年分三阶段积极推动“十城万盏”计划，在全国21个试点城市使用100万盏LED灯具，以全面落实节能用电目标。第一阶段的目标为使用省电灯泡取代传统照明灯具(白炽灯泡);第二阶段则是以LED灯做为最终照明解决方案(耗能)，并预估在LED普及之后可大幅降低我国的照明用电量约40%［1］的能耗。由于LED发光效率的提升，以及其不含汞、光源体积小、耐震、耐冲击及不易碎裂等优势，LED已成为目前最受瞩目的节能与环保新光源。然而，以LED光源结合既有传统灯具的应用方式，并未让LED灯具成为令人满意的室内建筑照明装置［2］。
换言之，目前照明市场的LED灯具以替代已有的传统灯具型式居多，忽视传统建筑照明具有的灯具性能基本要求，因而并未出现符合室内照明环境需求的创新设计LED灯具。LED灯具若要在住宅环境中有效展现其多重效能，就必须重视其与所属环境条件的适配问题。本文主要探讨不同室内环境及空间使用性质对照明性能的要求，并对LED灯具照明设计在不同居住环境下的限制因素进行评估，提出了最适化的LED灯具设计策略。
1住宅空间照明使用频率
住宅空间照明的使用频率，会因家庭成员的生活习性以及空间性质的不同而有很大的差异。换言之，会因个人工作性质、家庭结构及生活习性等影响空间使用时间的长短。通过调查结果显示，消费者认为使用照明频率最高的空间依序为客厅、卧室、玄关、走廊、楼梯间、书房、洗手间;厂商则认为使用照明频率最高的空间依序为客厅、玄关、走廊、楼梯间、卧室、书房、洗手间。这些空间照明使用时间长短的分布中，客厅是以4h～6h以上为主;玄关、走廊、楼梯间是以4h～6h为主;卧室是以6h～8h以上为主;书房是以4h～6h以上为主;洗手间是以4h以上为主［3］。依据上述空间使用照明时间的比例，对住宅而言，客厅、卧室、玄关、走廊及楼梯间应是使用LED进行节能减碳的主要空间。依据这些空间的性质与其在照明设计部分的需求，将LED灯作为基本的灯具设计考量，以便能满足消费者的视觉舒适及节能需求。
2不同住宅空间LED灯具照明设计策略
住宅室内空间在进行照明设计时应考虑不同时段的照明要求，因为生活行为或活动的不同，需要不同的照明设计。例如，在进行住宅空间灯具选择时，目前大部分人都是习惯于一室一灯的照明方式，并以直接照明为主，其次是只要求室内空间的整体照度必须足够，但又不知如何用局部照明来满足局部空间的照度要求。在灯具长期使用、维护方面，虽然光源亮度已明显衰减，却不及时更换，导致室内照度明显不足。这种采用全般照明模式，但室内照度过高或明显不足已是常见现象。室内照度不足或室内照明环境品质被忽略的问题，也可能是由于室内色彩或家具摆设并未与照明灯具样式及装设位置相互配合。对住宅环境照明的需求是要提供比较休闲或温暖的居家生活感觉，照明设计通常采用间接光源的建筑式照明方式，因为居家生活是以让人放松为主，过多的直接光不易消除在办公室环境下工作所导致的紧绷感。传统光源在塑造住宅照明环境品质方面已能提供非常优异的效果。新兴的LED光源，因LED在光线色彩方面的多变化性，对情境氛围的塑造的确可让居家生活增添不少新鲜感。对于需要专注的视觉作业可辅以局部照明来增加照度。总之，在住宅环境中，LED灯具足以担负一种与人们日常生活互动的角色，让生活增添不一样的乐趣。
2.1客厅LED灯具照明设计策略
此空间的主要功能是接待客人，但也经常是家人齐聚的主要空间。换言之，客厅通常是住宅空间中人们逗留时间最长的场所。在客厅中的活动以半动态的休闲行为较多，但也可以是静态的阅读。因此，对客厅照明的提供，若能依活动的不同而改变，让使用者拥有空间光线选择的可能性，自然能给人们带来不同的感觉，温暖且轻松愉快。像这种使用机能弹性较大的客厅，对灯具组合运用的要求也较多。可依使用区域的不同来选用照明灯具，让空间有不一样的表情，而不再是一成不变。问卷结果显示，消费者认为灯泡的更换方便性与售价高低为主要的设计考量。若考虑此设计因子，客厅不能使用完全替换型的LED灯具，必须使用光源可替换型的LED灯具。LED灯基本都已具备省电与寿命长的特性，如何降低售价成为关键性因素。然而在符合更换方便性与较低售价期望的同时，确保品质以维持持久性与省电特性也是必须重视的因素。
2.2玄关、走廊、楼梯LED灯具照明设计策略
玄关为住宅主要入口，其照明灯具创造的舒适及和谐气氛，足以影响并改变家人在忙碌一天之后回家的心情，也能让家人及宾客愉快及安全地进入室内空间。走廊及楼梯间属于一种与动线相关的过渡空间，其照明使用时间比较短且不固定。但若这些空间的灯具使用管理不当，很容易造成能源浪费。问卷结果显示，消费者认为售价高低为最主要考量，其次为艺术造型。一般而言，在玄关、走廊、楼梯空间使用的灯具，属指引或装饰性灯具，并非以足够照度为主要考量，因此售价应在合理范围内，即消费者能接受的价格，让LED灯具在这种空间可发挥最大效益。在艺术造型方面，不建议使用完全替换型LED灯具，即使是有创意的LED灯具，若采用的光源可替换，将成为吸引消费者的主要竞争优势。换言之，如何设计兼具艺术造型及低成本的灯具是此空间的灯具设计策略要项。
2.3卧室LED灯具照明设计策略
卧室属于休息及让身心放松的空间，需要考虑舒适性及实用性，特别是运用灯光来营造一种能完全释压的氛围。这种氛围会因使用者习性的不同而改变，例如阅读、睡眠或其他活动所需灯光要求，理论上，可调光灯具是较常使用的。问卷结果显示，消费者认为售价高低是最主要考量。在卧室空间使用的灯具，虽然灯罩可变换是消费者重视的因子，但售价还是必须制定在合理范围内。由于LED体积小且不发热，灯罩设计可使用的材料也更加广泛(如纸、布或其他的柔性材料)，让卧室空间能不受传统灯具材料束缚。此外，运用可调节光量或光线颜色的LED光源也有助于创造更多不同氛围的光环境。同样，在兼顾可变换灯罩效果的同时，合理价格是厂商必须重视的因素，若其材料为可回收或自然分解材质，就更易引起消费者购买兴趣。
2.4书房LED灯具照明设计策略
书房是人们书写、阅读及业余学习或在家工作的空间，通常是以局部灯光照明为主。书房照明应让人们能够稳定且活力充沛地工作和学习，因而提供的光线需要柔和、明亮且能避免眩光出现。书房通常会选用间接照明方式的灯具提供主体的环境照明，另外，在书桌或工作面上放置可移动式灯具(例如台灯)，作为局部照明用，此类灯具同样也必须考虑功能性及眩光问题。问卷结果显示，消费者认为最主要的考量为眩光控制，其次为省电。由于近距离阅读或书写是最常见的书房活动，在书房空间使用的LED灯具，必须是无重影的，即必须能提供比较均匀且无阴影的光线来辅助视觉作业。若为多颗LED阵列的LED灯具，通常会在灯罩表面利用雾化设计来消除重影的影响程度。原则上，LED灯已具备省电与寿命长的特性，眩光控制或避免重影现象自然成为关键性设计因素。此外，LED光源的体积相对很小，构成的LED灯具自然也能符合消费者对于体积小的要求。
2.5洗手间LED灯具照明设计策略
洗手间的主要功能包括生理需求、身体清洁，所需光线以柔和为主，照度要求虽然不高，但光线必须均匀。此外，洗手间内会经常用水，因而必须注意灯具防水性以及因水气而导致的灯具表面污垢积聚。有时为了脸部清洁或化妆必须使用均匀且无阴影的灯光来辅助，对演色性的需求也相对较高。问卷结果显示，消费者认为最主要因素是智能控制，其次为产品有节能标识。由于LED是一种节能的绿色光源，通常符合节能的光效标准。洗手间湿气较重，若湿气排风不足易滋生霉菌。在一般的洗手间设计中，排风与电灯控制是同时切换，因此当电灯关闭时，排风扇也被关闭。智能控制的灯具除能依据不同环境湿度而自动调节排风外，对于灯的亮度、颜色及投光角度也做了重要考虑。
3结束语
综合上述，在客厅、玄关、走廊、楼梯及卧室等空间的LED照明设计中，比较受重视的设计因子是售价的高低以及灯泡更换方便性。艺术造型、可变换灯罩及灯具材料三项也与售价高低有某种程度的关联性。灯具厂商在开发LED灯具时，可在衡量消费者对价格合理范围的要求下，提供多变化且适用性高的可调整再使用灯具。
参考文献
［1］陈丽莉．家居LED灯具设计探讨［D］．华东师范大学，2012．
［2］黄向羚．LED光环境照明应用评述［J］．工业材料杂志，2010(282):185-191．
［3］雷鸣．居住空间人工光环境人性化设计解析［J］．商业文化，2010(6):218-219．
［4］BenjaminSteinJohnS．Ｒeynolds(2010)，MechanicalandE-lectricalEquipmentforBuildings，11th［M］．JohnWiley＆Sons，Inc，NewJersey，2009．
［5］王乐．关于LED应用于照明的研究和设计［D］．浙江大学，2005．
［6］许耀云．基于均匀照明的LED光学系统设计［D］．燕山大学，2012．
［7］杨姗姗．LED在建筑化照明设计中的应用［D］．河北工业大学，2007．
作者：马存华 单位：山东同圆设计集团有限公司
