高校圖書館照明系統(tǒng)的研究與設(shè)計

陳聲友

摘 要 文章介紹了當(dāng)前高校圖書館照明系統(tǒng)常用技術(shù)，詳細(xì)地分析了目前圖書館照明系統(tǒng)的技術(shù)特點及不足，探討了高校圖書館照明系統(tǒng)在燈具選型、供電結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)。

關(guān)鍵詞 高校圖書館 照明系統(tǒng) 研究

中圖分類號：TU11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

University Library Lighting System Research and Design

CHEN Shengyou

(Hu'nan Railway Professional Technology College, Zhuzhou, Hu'nan 412001)

Abstract The article describes the common technique of the university library lighting system, a detailed analysis of the technical features of the library lighting system and inadequate to explore university library lighting system improvements in lighting selection, supply structure.

Key words university library; lighting system; research

0 概述

能源短缺和環(huán)境污染是人類當(dāng)前面臨的重大挑戰(zhàn)，也是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必須優(yōu)先考慮的重大課題。高校圖書館照明系統(tǒng)的設(shè)計上應(yīng)從供電結(jié)構(gòu)、光源選擇、光照度控制等方面貫徹以人為本的設(shè)計理念，使之在充分保證舒適、靈活、方便的高質(zhì)量照明的同時達(dá)到高效、節(jié)能、降耗、綠色的照明要求，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的高校圖書館。

1 高校圖書館照明系統(tǒng)簡介

高校圖書館照明用電量在整個高校圖書館用電量中占有相當(dāng)大的比例，這就要求在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型高校圖書館照明時，設(shè)計必須要滿足節(jié)能、降耗和高效的綠色照明要求。下面從照明燈具的選擇、供電結(jié)構(gòu)、自然采光與空間照度設(shè)計以及調(diào)光與照明控制系統(tǒng)應(yīng)用與節(jié)能的關(guān)系等方面介紹目前高校圖書館照明系統(tǒng)的建設(shè)方案，并分析目前高校圖書館照明系統(tǒng)建設(shè)存在的問題和不足。

1.1 高校圖書館照明系統(tǒng)方案

針對當(dāng)今高校圖書館常用的照明系統(tǒng)技術(shù)方案，從多個角度進(jìn)行介紹，詳見表1。

表1 高校圖書館照明系統(tǒng)方案

1.2 高校圖書館照明系統(tǒng)分析

由于目前高校圖書館照明系統(tǒng)普遍采用熒光燈燈具、集中供電、集中控制的方案，使得目前的高校圖書館照明系統(tǒng)存在以下四個方面的問題：（1）照度不均勻，容易產(chǎn)生眩光。由于高校圖書館照明燈具普遍采用嵌入式隔柵熒光燈，色彩單一、亮度高；在某一局部地方容易出現(xiàn)過高的亮度或前后發(fā)生過大的亮度變化，導(dǎo)致產(chǎn)生眩光，引起視覺不舒適和降低物體可見度。（2）燈具壽命短，維護(hù)工作量大。熒光燈的理論使用壽命為8 000~12 000 h，通常會由于燈絲燒毀而導(dǎo)致光源即時失效，因此實際使用壽命為5 000 h左右，按高校圖書館每天開館時間為8：00~22：00計算，至少一年就要更換燈具一次，維護(hù)工作量很大。（3）光照度無法調(diào)節(jié)，資源消耗量大。由于熒光燈是全方位發(fā)光的，所以大部分光線都需要通過在指定位置放置一個反射鏡或者光學(xué)裝置來進(jìn)行重新定向；而光線的每次反射，必將帶來一定損失，再加上燈罩及傳統(tǒng)型電感鎮(zhèn)流器的損失，因此在熒光燈燈具中，總體損失值通常會占光源光通輸出的30%~50%，由于熒光燈的發(fā)光原理，熒光燈的光照度無法調(diào)節(jié)。（4）環(huán)保性差。由于熒光燈管中使用了劇毒的汞，在工作中還會發(fā)出一定量的紫外線，存在環(huán)境污染問題，在使用中危害人體健康。

2 高校圖書館照明系統(tǒng)改進(jìn)研究

2.1 高校圖書館照明系統(tǒng)燈具選型

為解決高校圖書館傳統(tǒng)照明燈具的使用壽命短、易產(chǎn)生眩光、能源消耗大、環(huán)保性差的缺點，在高校圖書館照明系統(tǒng)中建議采用新型的照明燈具——LED，LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，由半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生符合引起光子發(fā)生而產(chǎn)生光的冷光源，LED燈具與熒光燈具相比具有以下兩個方面的優(yōu)勢：

（1）使用壽命大大增長，極大減少了維護(hù)工作量。由于LED光源是冷光源，因而使得LED燈具的使用壽命較長，其理論使用壽命不小于50000小時；且LED只是持續(xù)光衰、不存在燒損問題，按IEC60081中規(guī)定光通維持率低于70%即認(rèn)為光源壽命終了，LED的燈具的實際使用壽（下轉(zhuǎn)第202頁）（上接第197頁）命至少可達(dá)到60000小時，幾乎是熒光燈管使用壽命的12倍，維護(hù)工作量大大減少。

（2）節(jié)能型好，更加環(huán)保。LED燈具發(fā)光通常其發(fā)光角度為120度，無需增加其他附件即可滿足室內(nèi)照明要求，同時，其光通輸出損失環(huán)節(jié)只有燈罩，因此，就整體燈具而言，使用LED作光源將帶來更大的光效優(yōu)勢，見圖1（LED驅(qū)動器及鎮(zhèn)流器效率均按85%納入計算），LED燈具較熒光燈燈具能節(jié)能30%以上；由于LED主要材料為硅與銅以及封裝用的樹脂，相比熒光燈管中使用了劇毒的汞，LED不存在環(huán)境污染問題，在使用中也不會危害人體健康。

圖1 LED燈具與熒光燈具發(fā)光效率比較

2.2 高校圖書館照明系統(tǒng)供電方案改進(jìn)

由于目前高校圖書館照明系統(tǒng)采用集中供電方案，每個圖書館房間燈具的電源由一個集中式驅(qū)動電源供電，每盞燈具帶一個獨立的逆變器，當(dāng)驅(qū)動電源故障時，整條燈帶全部熄滅，造成圖書館局部地區(qū)照度非常低，并且當(dāng)某一路燈具損壞了若干盞，由于每路燈帶中的每盞燈在電氣回路上屬于并聯(lián)連接，剩余的燈具將繼續(xù)點亮，亮度可能會稍比正常偏高一點，但是由于驅(qū)動電源內(nèi)部設(shè)置有自動的電源電壓檢測回路，而不會出現(xiàn)燒燈或燈具壽命迅速縮短的情況。為解決這個問題，本文提出分散式供電方案，詳細(xì)方案見圖2。

通過在同一燈帶布置三條照明線路，每條照明線路由獨立的驅(qū)動電源驅(qū)動，能夠通過調(diào)節(jié)集中驅(qū)動電源的輸出檔位調(diào)節(jié)輸出功率來調(diào)節(jié)照明亮度；避免了一盞燈具一個逆變電源，大大減少了安裝維護(hù)的時間和費(fèi)用；緊急照明采取了降低整體的輸出功率來降低亮度，減少了對蓄電池電能的消耗，且能夠保證整個房間照明的均勻性和一致性。

圖2 圖書館照明系統(tǒng)分散供電方案

3 結(jié)束語

本文介紹了目前高校圖書館照明系統(tǒng)常用的設(shè)計方案，分析了目前高校圖書館照明系統(tǒng)存在的問題，并針對這些問題，提出了高校圖書館燈具照明系統(tǒng)的燈具選型和供電結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案，對高校圖書館照明系統(tǒng)的建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義，對高校圖書館照明系統(tǒng)的研究者有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)

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