居室内照明环境质量测试研究

设计往往根据居住者的喜好随意进行，并未注重照明质量和照明健康安全，所以室内环境光污染对人的生理和心理产生的负面影响具有隐蔽性。目前，城市人口人均每天在室内度过的时间超过15～16 h[2-3]，隐蔽的室内光污染长期影响着现代居民的健康[4-7]，甚至引起视力下降、白内障、皮肤癌等严重后果。

目前，我国针对室内环境颁布实施了GB 50034——2013《建筑照明设计标准》[8]和GB/T 5700——2008《照明测量方法》[9]，对居住环境的照明质量提出了设计要求，包括照度、照度均匀度、室内用灯的显色性等参数指标。对于学校图书馆[10]、医院[11]、办公楼[12]等室内照明质量研究结果表明，大多数室内环境的照明质量基本能够满足GB 50034——2013的要求。然而居住建筑的室内照明在装修过程中几乎没有参考该标准的要求，照明用灯的选择随意性较大，所以有必要对居住环境的照明质量进行测量和分析研究。

本文针对分布于成都市五城区的22户住户，参照GB/T 5700——2008等提供的照明质量测量方法，对住户的室内不同功能房间进行照度测量，研究分析照度、照度均匀度的实际情况。并参照用户实际选择的照明用灯的品牌和功率等情况，从市场随机选择了36只灯进行光源色的测量，研究分析室内用灯显色性情况，以期了解居住环境室内照明质量的实际情况，并为改善室内环境光照质量提供有益参考。

1 实验部分

1.1 实验仪器

FLUKE@941照度计， Fluke Corporation； UPRtek MK350N光谱计，群熠科技股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 照度测试

随机选取分布在成都市五城区的22户住户测量其各功能房间的真实光照度。所选取房屋新旧程度、装修程度和光照环境均由实际情形决定，未进行调整和改变。限于时间和其他客观条件限制，照度测试共测量了20间起居室、20间卧室、22间老年人卧室、12间餐厅、14间厨房、15间卫生间。

根据同一间被测房间的照明功能区划分，分别对功能照明和一般照明进行测量，参照GB/T 5700——2008的中心布点法布点：在照度测量的区域，将测量区域划分成1 m×1 m的矩形网络，在矩形网格中心点测量照度，如图1所示。

针对选取的功能房间，打开所测房间测量区域的所有照明用灯，关闭门窗及其他房间光源，防止杂散光对测试结果的影响。房间光源稳定30 min。照度计固定于矩形网格中心点0.75 m水平面或操作台面，打开，调零，对一般活动区域和书写阅读区域分别进照度值的测试。记录测试结果并计算平均照度，中心布点法的平均照度[9]为

显色指数的测试，每个灯测试3次，计算其算术平均值。

1.2.2 光均匀性计算

居室内光的均匀性采用照度均匀度U2表示[9]，U2指规定表面上的最小照度与平均照度之比。

1.2.3 显色性测试

根据各家庭使用光源的实际情况，从灯具市场随机选取了标称功率为4，5，6，10，12，13 W，品牌为普通品牌A、普通品牌B、知名品牌A、知名品牌B和知名品牌C的荧光灯或LED灯样品共计36只，用于光源显色指数测量。选取时尽量保证每个品牌选取的样品包含每个标称功率。

针对每一只样品进行显色性测量：打开光谱计，仪器系统自动执行暗校正。将光谱计置于0.75 m水平面处，在30°角方向对准受测光源，按下测量测键，显示屏上显示出显色指数，直接读取结果Ra值。

2 结果与讨论

2.1 标准要求

GB 50034——2013中规定了我国居住建筑室内场所照度及照度均匀度标准值及室内用光源的显色指数，具体要求如表1所示。可以看出：我国居住建筑照明针对每间功能房间基本提出了两种标准值要求：1）不需要精细作业的一般活动照明标准值要求，通常在75～150 Lx之间；2）针对阅读、书写、操作等精细化作业提出的照度标准值要求，通常在150～300 Lx之间。尽管国内外对各功能房间照明要求存在一定差异，但本文仍然依据我国照明设计标准要求作为照明质量是否符合要求的评判依据。

2.2 光照度分析

2.2.1 起居室

20间起居室的照度测试结果如表2所示：有12间起居室进行了活动功能分区，8间没有明确的活动功能分区。20间起居室一般活动照明的测得照度中，最低为4 Lx，最高为224 Lx。其中，一般活动照明的平均照度不低于100 Lx为5间，平均照度值在102～157 Lx之间，占被测起居室数量的25%。低于100 Lx为15间，占被测起居室数量的75%，平均照度值在50～100 Lx的起居室数量为4间，占被测起居室数量的20%；平均照度值未达到标准值要求一半的起居室数量为11间，占被测起居室数量的55%。12间起居室书写阅读照明的测得照度中，最低为46 Lx，最高为496 Lx。其中，平均照度值不低于300 Lx的起居室有2间，占12间起居室的17%；平均照度值低于300 Lx的起居室有10间，占83%；平均照度值在150～300 Lx有6间，占50%；平均照度值未达到标准值要求一半的起居室数量为4间，占33%。测得结果显示，基本能够同时满足起居室对一般活动照明和书写阅读照明要求的仅有编号为2和4的房间，占所有被测房间的10%。从上述结果可以看出，所测起居室的照度值普遍偏低，基本能够满足国家标准照度值要求的仅为10%，一般活动照明能够满足国家标准照度值要求的仅为25%，书写阅读照明满足国家标准照度值要求的仅为17%。

2.2.2 其他房间照度值

按照起居室照度的测量分析方法，对22户住户的卧室、老年人卧室、餐厅、厨房、卫生间的照度进行测量和统计，各房间的平均照度测量结果见表3。

20间卧室的测量结果显示：1）一般活动照度平均值不低于75 Lx的卧室为5间，照度值为79～182 Lx，占所测卧室的25%；低于75 Lx的卧室为15间，照度值为9～63 Lx，占所测卧室的75%；低于37.5 Lx的卧室为12间，占所测卧室的60%。2）有书写、阅读功能的卧室为12间，其中书写、阅读活动区域的照度平均值不低于150 Lx的卧室为2间，平均照度分别为273 Lx和326 Lx，占该类卧室的17%；平均照度值在75～150 Lx的卧室为7间，占该类卧室的58%；平均照度值低于75 Lx的卧室为3间，占该类卧室的25%。3）一般活动照度平均值不低于75 Lx，同时书写阅读照度平均值不低于150 Lx的卧室仅有2间，占总数的10%。22间老年人卧室的测量结果显示：1）一般活动照度平均值不低于150 Lx的老年人卧室为2间，平均照度值为151 Lx和185 Lx，占所测老年人卧室的9.1%；平均照度值在75～150 Lx的老年人卧室为5间，平均照度值范围为79～101 Lx，占所测老年人卧室的22.7%；低于75 Lx的卧室为15间，平均照度值范围为10～70 Lx，占所测老年人卧室的68.2%。2）有书写、阅读功能的老年人卧室为9间，其书写、阅读活动区域的照度平均值均低于300 Lx；平均照度值在150～300 Lx的卧室为3间，占该类卧室33.3%；平均照度值低于150 Lx的卧室为6间，占该类卧室66.7%。比较卧室和老年人卧室的测量结果还可以看出：尽管我国国家标准对成人卧室和老年人卧室的照度有不同的设计要求，但在实际的居室照明环境中并未得到体现和实施，成人卧室和老年人卧室照度總体水平相当。

12间餐厅的平均照度值均低于150 Lx，其中平均照度值在75～150 Lx的餐厅有1间，而未达到国家标准设计要求标准值一半的为11间，占该类房间的91.7%。

14间厨房的平均照度测量结果显示：1）一般活动照度平均值不低于100 Lx的厨房有4间，平均照度值分别为114，127，167，197 Lx，占被测厨房总数的28.6%；照度平均值在50～100 Lx的厨房为2间，占被测厨房总数的14.3%；照度平均值低于50 Lx的厨房为8间，占被测厨房总数的57.1%。2）操作台照度平均值不低于150 Lx的厨房有1间，占被测厨房总数的7.1%；照度平均值在75～150 Lx的厨房为5间，占被测厨房总数的35.8%；照度平均值低于75 Lx的厨房为8间，占被测厨房总数的57.1%。没有厨房能同时满足一般活动平均照度值不低于100 Lx和操作台平均照度值不低于150 Lx的要求。

15间卫生间中，3间的平均照度值不低于100 Lx，占所测卫生间总数的20%；平均照度值在50～150 Lx的卫生间有4间，占所测卫生间总数的26.7%；平均照度值低于50 Lx的卫生间有8间，占被测卫生间总数的53.3%。

2.3 光均匀性

照度均匀度即房间内最低照度与平均照度之比，本文用U2表示，一般不宜小于0.7[10]。若房间内照度差别太大，会引起视觉不舒适和疲劳感。考虑到居室环境中书写、阅读仅为很小的区域，因此在计算起居室、卧室、老人卧室时未分区域计算。前述各房间的照度均匀度计算结果如表4所示。

可以看出：20间起居室U2不低于0.7的房间数为3间，占起居室总数的15%；22间老年人卧室U2不低于0.7的房间数为6间，占老年人卧室总数的27.2%；12间餐厅U2不低于0.7的房间数为4间，占老年人卧室总数的33.3%；14间厨房操作台面和0.75 m水平面U2不低于0.7的房间数均为6间，均占厨房总间数的42.9%，其中操作台面和0.75 m水平面U2同时不低于0.7的房间数为6间，占厨房总间数的42.9%。15间卫生间U2不低于0.7的房间数为1间，占卫生间总数的6.7%。可见，光均匀性满足要求的房间占各类型房间总数的比例在6.7%～42.9%，不及所测房间的一半，即居室环境的光均匀性较差。

2.4 光源显色性（显色指数）

36只灯的显色指数测试结果如表5所示。可以看出，显色指数Ra為67.0～86.4。其中，显色指数不低于80的灯共有16只，占所测灯的44.4%；显色指数Ra低于80的灯总共20只，占据所测灯的55.6%。

就品牌而言，19只知名品牌灯中，显色指数Ra不低于80的灯共有10只，占该类灯数量的52.6%；16只国产品牌灯中，显色指数Ra不低于80的灯共有6只，占该类灯数量的37.5%。由此可见，知名品牌灯与国产品牌灯相比，光源显色性略好，但两者的显色指数Ra合格率均不高。

分别采用标称功率和实测色温对显色指数Ra作图，如图2所示。无论是标称功率（图2（a））还是实测色温（图2（b））与显色指数Ra均没有明确的相关关系。换言之，一般情况下居室用灯在常用功率和正常色温范围内，光源显色性合格率均无明显差异。

3 结束语

居室内照明环境与人们生活息息相关，但受个人喜好和不规范光源选择的影响，居室内照明质量与GB 50034——2013存在较明显的差异：1）就照度而言，居室内照度水平普遍偏低。平均照度值能够达到国家标准要求的各类型房间占被测同类型房间数量的比例不超过20%，卫生间该比例最高，卧室和起居室该比例均为10%；平均照度值未达到国家标准值要求一半的各类型房间占被测同类房间总数的25%～91.7%，餐厅该比例最高，达到91.7%，其次是老年人卧室。2）采用照度均匀度U2评价各居室的光均匀性，各类型房间U2不低于0.7的房间数量占该类型房间数量6.7%～42.9%，不及所测房间的一半。可见，光照度在居室分布不均的现象普遍存在。3）就光源显色性而言，显色指数与标称功率和显色指数无明显相关性。随机选取的36盏灯的显色指数Ra符合国家标准要求的仅占所测灯的44.4%，知名品牌灯的显色性略好于国产品牌。

鉴于上述，居室内照明质量与GB 50034——2013《建筑照明设计标准》的显著差异应当引起重视。一方面，应当在装饰装修过程中，采用规范的照明设计提高居室内照明设计的规范性，避免照明设计的随意性，重视餐厅、老年人卧室等房间的照明要求，进而提高居室内照明质量，包括光照度水平和光均匀性。另一方面，应当加强对市售电光源的显色性监测和抽查，淘汰显色性较差的电光源，提高居室内照明用光源的显色指数，从而促进居室内照明质量的全面提高。

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（编辑：李刚）

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