淺談建筑工程照明電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)

陳潔源

（廣西觀筑建筑設(shè)計(jì)顧問有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530021）

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，能源需求大幅增加，能源供需矛盾突出，其中建筑照明能耗已成為一個(gè)國(guó)家總能耗的重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)照明能耗約占全國(guó)總能耗的12～20%。供電不足和照明用電低效率、照明用電浪費(fèi)的現(xiàn)象依然存在。因此，如何在滿足高需求的基礎(chǔ)上最大限度的節(jié)約能源就顯得尤為重要。在電氣設(shè)計(jì)階段做好照明節(jié)能工作會(huì)起到事半功倍的效果。

1 建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

1.1 滿足建筑物的功能

照明系統(tǒng)應(yīng)滿足建筑的照度，滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場(chǎng)所的一些電氣設(shè)施的用電、展廳的工藝照明及電力用電等。

1.2 考慮實(shí)際效益

節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用，而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)以節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

1.3 節(jié)省無謂消耗的能量

首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。

2 建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)的具體辦法

2.1 選擇合理的照明方式

根據(jù)照明不同需求，可將照明方式分為：一般照明、局部照明和混合照明。一般照明是指適合工作場(chǎng)所的照明設(shè)置；局部照明是指根據(jù)不同區(qū)域的不同要求，在同一場(chǎng)所內(nèi)為滿足特殊的需求而設(shè)置；混合照明就是以上兩者的結(jié)合，當(dāng)一般照明或局部照明都無法滿足某些特殊場(chǎng)所的需要時(shí)，可以采取這種照明方式。

2.2 合理選擇光源

光源是電能轉(zhuǎn)換成光的器件，是實(shí)施照明節(jié)能的核心環(huán)節(jié)，其效率的高低很大程度上決定了照明系統(tǒng)效率的高低。光源的選擇主要考慮光效、色溫、顯色指數(shù)、光源壽命、啟動(dòng)點(diǎn)燃和再啟動(dòng)時(shí)間等光電特性指標(biāo)，以及價(jià)格和安裝場(chǎng)所等要素。常用光源有白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈（如普通直管形熒光燈、三基色熒光燈、緊湊型熒光燈等）、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等。各種光源均有其應(yīng)用范圍，必須做到合理地選用。照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)光源選用應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合，在滿足照明質(zhì)量的前提下，盡可能選擇高光效光源，降低照明功率密度值。常用光源性能見表1。

表1 常用光源性能表

（1）優(yōu)先選用性價(jià)比較高的直管熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈，后者通常被稱為節(jié)能燈，但前者比后者光效更高，壽命更長(zhǎng)，性價(jià)比更優(yōu)。

（2）若使用熒光燈，宜選用長(zhǎng)管熒光燈直管。熒光燈發(fā)展歷經(jīng)了Tl2－T5的演變過程，T5、T8要比T12光效高，壽命長(zhǎng)，節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)選用 T8、T5細(xì)管燈。三基色直管熒光燈的光效更高，可達(dá)到93 lm/W以上，比普通直管熒光燈節(jié)能約30%。在有條件的情況下，節(jié)能設(shè)計(jì)選用熒光燈宜選用三基色熒光燈。值得注意的是，長(zhǎng)管熒光燈的光效比短管熒光燈的光效要高。

（3）燈具安裝高度較高的場(chǎng)所宜選用金鹵燈，也可選用中顯色高壓鈉燈。對(duì)于顯色性要求高的場(chǎng)所，可以用陶瓷金鹵燈；對(duì)于顯色性要求不高的場(chǎng)所，可以用光效更高、壽命更長(zhǎng)的高壓鈉燈（標(biāo)準(zhǔn)型）。

（4）熱輻射光源（普通照明用白熾燈、鹵鎢燈），由于光效低，壽命短，所以要限制使用。除要求瞬時(shí)啟動(dòng)和連續(xù)調(diào)光場(chǎng)所（使用其他光源技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理時(shí)）、有防止電磁干擾要求場(chǎng)所、開關(guān)燈頻繁場(chǎng)所、照明時(shí)間較短場(chǎng)所、對(duì)裝飾有特殊要求場(chǎng)所外，不應(yīng)采用。

（5）疏散指示燈、出口標(biāo)志燈等的光源應(yīng)優(yōu)先選用場(chǎng)致發(fā)光板及發(fā)光二極管（LED）。

（6）室外景觀照明不應(yīng)采用強(qiáng)力探照燈、大功率泛光燈、大面積霓虹燈、彩燈等高亮度、高能耗燈具，應(yīng)優(yōu)先采用高效、長(zhǎng)壽、安全、穩(wěn)定的光源，如緊湊型熒光節(jié)能燈、高頻無極燈、冷陰極熒光燈、半導(dǎo)體照明燈等。

2.3 合理選擇燈具與電器配件

燈具效率（也叫光輸出系數(shù)）是衡量燈具利用能量效率的重要標(biāo)準(zhǔn)，它是燈具輸出的光通量與燈具內(nèi)光源輸出的光通量之間的比例。在滿足眩光限制要求下，應(yīng)選擇直接型燈具；根據(jù)使用場(chǎng)所的不同，選擇控光合理的燈具；選用光通革維持率好的燈具；采用光利用系數(shù)高的燈具，采用照明與空調(diào)一體化燈具。

2.4 合理確定照度及功率密度值

進(jìn)行照明設(shè)計(jì)之前應(yīng)先詳細(xì)了解工程概況，根據(jù)工程性質(zhì)、功能、環(huán)境、規(guī)模，確定主要房間及場(chǎng)所的標(biāo)準(zhǔn)照度值和功率密度值（LPD），以判斷照明設(shè)計(jì)是否滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

2.5 選擇合理的照明控制方式

在照明設(shè)計(jì)中，照明的控制方式對(duì)照明節(jié)能同樣起到了重要的作用。照明控制應(yīng)根據(jù)建筑物的建筑特點(diǎn)、建筑功能、使用要求等具體情況，對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行分散、集中、手動(dòng)、自動(dòng)等經(jīng)濟(jì)實(shí)用、合理有效的控制。

（1）每個(gè)照明開關(guān)所控光源數(shù)不宜太多。每個(gè)房間的燈開關(guān)數(shù)不宜少于2個(gè)（只設(shè)置1只光源的除外）。

（2）房間或場(chǎng)所裝設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，宜按下列方式分組控制：所控?zé)袅信c側(cè)窗平行分組；生產(chǎn)場(chǎng)所按車間、工段或工序分組；電化教室、會(huì)議廳、多功能廳、報(bào)告廳等場(chǎng)所，按靠近或遠(yuǎn)離講臺(tái)分組。

（3）居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明宜采用節(jié)能自熄開關(guān)。應(yīng)急燈若采用節(jié)能自熄開關(guān)，其開關(guān)應(yīng)具有消防功能。

（4）公共建筑和工業(yè)建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場(chǎng)所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施。

（5）旅館的每間（套）客房應(yīng)設(shè)置節(jié)能控制型總開關(guān)；旅館的門廳、電梯大堂和客房層走廊等場(chǎng)所，采用夜間定時(shí)降低照度的自動(dòng)調(diào)光裝置。

（6）體育場(chǎng)館比賽場(chǎng)地照明應(yīng)分級(jí)控制，并宜做到單燈控制。

（7）醫(yī)院病房走道夜間應(yīng)能關(guān)掉部分燈具。

（8）有條件的場(chǎng)所，宜采用下列控制方式：天然采光良好的場(chǎng)所，按該場(chǎng)所照度自動(dòng)開關(guān)燈或調(diào)光；個(gè)人使用的辦公室，采用人體感應(yīng)或動(dòng)靜感應(yīng)等方式自動(dòng)開關(guān)燈；大中型建筑，按具體條件采用集中或集散、多功能或單一功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)上述控制，簡(jiǎn)單的可采用定時(shí)開關(guān)、光控開關(guān)、可編程控制器等，復(fù)雜的可采用樓宇自控系統(tǒng)控制、智能照明控制系統(tǒng)控制等。

（9）為了保證照明系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到規(guī)定的照度和照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造良好的光環(huán)境，并且節(jié)約能源，維護(hù)與管理也是重要環(huán)節(jié)，照明節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)為此創(chuàng)造必要條件。設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)用電單位按戶分別計(jì)量和考核照明用電，這是一項(xiàng)行之有效的節(jié)能措施；公共建筑安裝用電分項(xiàng)計(jì)量裝置亦應(yīng)將照明用電單獨(dú)分項(xiàng)計(jì)量。通過分項(xiàng)計(jì)量，可以得到照明系統(tǒng)的實(shí)際耗電量，為節(jié)能診斷和制定節(jié)能措施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.6 合理設(shè)計(jì)照明線路

照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導(dǎo)線截面積。大多數(shù)照明電壓為220 V，照明系統(tǒng)可由單相二線、兩相三線、三相四線幾種方式供電。三相四線式供電比其它供電方式線路損耗小得多。因此，照明系統(tǒng)應(yīng)盡可能采用三相四線制供電。

2.7 提高照明系統(tǒng)的功率因數(shù)

建筑照明系統(tǒng)中的部分用電設(shè)備，如變壓器、氣體放電光源中的鎮(zhèn)流器等因具有電感元件，會(huì)產(chǎn)生無功功率，影響電能的有效利用，這部分無功功率可以采取提高設(shè)備功率因數(shù)的方法降低。熒光燈應(yīng)采用電子鎮(zhèn)流器；采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈宜單燈安裝補(bǔ)償電容器；變壓器低壓側(cè)采用集中電容器補(bǔ)償。這些方法能使設(shè)備和線路上的無功功率傳輸減少，達(dá)到節(jié)能目的。但目前的民用建筑電氣設(shè)計(jì)中，許多設(shè)計(jì)僅采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，這種做法僅減少了區(qū)域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數(shù)，可以不受或少受電業(yè)局的罰款，而對(duì)用戶，無功仍由變壓器低壓母線經(jīng)傳輸線路輸送到各用戶點(diǎn)，低壓線路上的無功傳輸并沒有減少，那么無功補(bǔ)償也就達(dá)不到節(jié)能的目的。因此，無功補(bǔ)償裝置應(yīng)就地安裝，實(shí)行就地補(bǔ)償。

3 結(jié)束語

總之，建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)中，相關(guān)工作人員應(yīng)反復(fù)比較研究多個(gè)方案，從設(shè)計(jì)源頭上熟悉理解照明節(jié)能的多方應(yīng)用，采取積極有效的措施，以達(dá)到真正節(jié)能的效果，創(chuàng)建一個(gè)適合節(jié)能的人居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人類與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。