淺議綠色建筑中照明節(jié)能技術(shù)措施

文│ 山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán) 謝 松

淺議綠色建筑中照明節(jié)能技術(shù)措施

文│ 山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán) 謝 松

此文從綠色建筑對(duì)照明設(shè)計(jì)的節(jié)能要求出發(fā)，對(duì)建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)中新型照明器材、人性化智能化照明控制方式和清潔能源照明等新產(chǎn)品、新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

照明節(jié)能；綠色照明；照明設(shè)計(jì)

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量的日益壯大和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，建筑總量迅猛增加，同時(shí)帶來(lái)建筑物用電量的大幅攀升，其中照明用電量已占到總用電量7%左右，而且還有持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。然而供電不足、照明用電效率低、照明用電浪費(fèi)的現(xiàn)象仍然存在。在國(guó)家大力推進(jìn)綠色建筑的政策下，大力發(fā)展低碳環(huán)保節(jié)能的綠色照明成了當(dāng)務(wù)之急。此文就照明節(jié)能在具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用中應(yīng)重視的幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2 合理選擇節(jié)能光源

各種照明光源的電能在轉(zhuǎn)換中，高壓鈉燈的光效最高，其次是熒光燈和金屬鹵化物燈，高壓汞燈較低，白熾燈最低。在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選用光源以便節(jié)約電能，同時(shí)減少白熾燈的使用，優(yōu)先選用細(xì)管熒光燈和緊湊型熒光燈；減少高壓汞燈的使用量，不應(yīng)隨意使用自鎮(zhèn)流高壓汞燈，應(yīng)積極推廣高效、長(zhǎng)壽命的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈以及LED光源的使用。

光源效率指標(biāo)和照明節(jié)能數(shù)量有直接聯(lián)系。當(dāng)采用高效光源時(shí)，所需燈數(shù)雖減少，但會(huì)使天棚房間的照度不均勻，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮其他條件。在條件符合的情況下，設(shè)計(jì)中應(yīng)大量采用節(jié)能光源。針對(duì)室外照明，選用低壓鹵鎢燈作為投光照明光源比傳統(tǒng)投光燈要節(jié)能約70%，傳統(tǒng)投光燈的60W、100W、150W和250W對(duì)應(yīng)低壓鹵鎢燈的功率為20W、35W、50W和78W，節(jié)能效果顯著。

對(duì)于高強(qiáng)氣體放電燈，鈉燈光效大于120lm/W，壽命為12000h。金屬鹵化物燈光效可達(dá)90lm/W，壽命為10000h。適用于層高不小于4.5m的建筑，廣場(chǎng)、道路等無(wú)顯色性要求的選用高壓鈉燈，有較高顯色性要求的場(chǎng)所宜用金屬鹵化物燈和高顯鈉燈，至于熒光高壓汞燈優(yōu)點(diǎn)較少，應(yīng)停止使用。

對(duì)于直管熒光燈，T8（36W）直管熒光燈因光效高（提高28%～46%）、壽命長(zhǎng)（延長(zhǎng)65%）、耗費(fèi)材料少而成為節(jié)能環(huán)保新一代產(chǎn)品，20世紀(jì)90年代得到廣泛推廣?，F(xiàn)在一種更節(jié)能、更高效的T5熒光燈已趨于成熟，以前T5均為直管，現(xiàn)在T5環(huán)形管增多，汞和熒光燈粉的用量大大減少，不但有利于綠色環(huán)保，而且?guī)?lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，被稱為真正綠色照明光源。由于其發(fā)光效率高、節(jié)能效果好、顯色性好、無(wú)頻閃、無(wú)噪聲、壽命長(zhǎng)、光衰低，已成為國(guó)家重點(diǎn)推薦的節(jié)能光源之一。層高小于4.5m的建筑適用于低壓氣體放電熒光燈，可通過(guò)對(duì)直管型和緊湊型的光效、顯色性、使用壽命、裝飾性和費(fèi)用進(jìn)行比較后，擇優(yōu)選擇。

3 合理選擇節(jié)能型燈具和鎮(zhèn)流器

氣體放電燈的鎮(zhèn)流器主要分為電感式鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器兩大類。電感式鎮(zhèn)流器包括普通型和節(jié)能型。鎮(zhèn)流器的一般選用原則為自鎮(zhèn)流熒光燈應(yīng)配用電子鎮(zhèn)流器，直管型熒光燈應(yīng)配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器或電子鎮(zhèn)流器；高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在電壓偏差較大的場(chǎng)所，宜配用恒功率鎮(zhèn)流器；功率較小的可配用電子鎮(zhèn)流器，同時(shí)選用熒光燈和高強(qiáng)氣體放電燈的鎮(zhèn)流器時(shí)，還必須考慮其能效因數(shù)在國(guó)家相關(guān)能效限定值和節(jié)能評(píng)價(jià)值上的要求。鎮(zhèn)流器的合理使用對(duì)照明節(jié)能降耗具有明顯的影響。以T8熒光燈（36W）為例，若用高品質(zhì)、低損耗電子鎮(zhèn)流器和普通的電感鎮(zhèn)流器相比，照明安裝功率可降低20%，實(shí)際LPD可下降20%；若用超低損耗電感鎮(zhèn)流器和普通電感鎮(zhèn)流器相比，照明安裝功率可降低89%，實(shí)際LPD可下降89%。選擇與環(huán)境相匹配的燈具需考慮多項(xiàng)參數(shù)，如空間等照度曲線、防護(hù)等級(jí)等。照明設(shè)計(jì)節(jié)能除選擇高效的光源外，還應(yīng)選高效的燈具。燈具的光效受反射材料的影響很大，不同的反射材料對(duì)應(yīng)的反射效率在50%～92%之間，燈具格柵的保護(hù)角對(duì)燈具的影響也很大。設(shè)計(jì)人員在選用高效燈具時(shí)，要尤其注重以上兩點(diǎn)。為了提高燈具在日常工作中的使用效率，推薦采用高保持率燈具。高保持率燈具指運(yùn)行期間光源光通下降較少，燈具老化污染現(xiàn)象較少的燈具。常用的技術(shù)措施是采用石英玻璃涂層以降低氧化腐蝕率，環(huán)境污染較大的場(chǎng)所采用活性碳過(guò)濾器。

4 合理選擇照度標(biāo)準(zhǔn)

在照明設(shè)計(jì)階段，應(yīng)按節(jié)能考慮和實(shí)際需求來(lái)選擇照度標(biāo)準(zhǔn)值。民用建筑可以根據(jù)建筑物的等級(jí)及照明要求的檔次來(lái)選擇照度標(biāo)準(zhǔn)值，檔次要求高的容許提高一級(jí)，檔次要求低的容許降低一級(jí)，同時(shí)應(yīng)滿足GB 50034～2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》所對(duì)應(yīng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值的綜合要求。GB 50034—2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》照明功率密度值規(guī)定，辦公樓、商業(yè)場(chǎng)所、旅館、醫(yī)院、學(xué)校和工業(yè)建筑照明的功率密度值條文為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。照明功率密度值是限定一個(gè)房間或場(chǎng)所的照明功率密度最大允許值，設(shè)計(jì)中實(shí)際計(jì)算的LPD不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。逐個(gè)房間或場(chǎng)所按使用條件確定照度標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的燈具、光源，選擇最佳照明方案，計(jì)算平均照度，使之符合規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)實(shí)際照明方案再計(jì)算LPD，包含燈具光源及附屬裝置的全部用電量。如果超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的規(guī)定值，應(yīng)調(diào)整照明方案，直至符合要求為止。照明節(jié)能設(shè)計(jì)旨在提高整個(gè)照明系統(tǒng)效率，在保證照明質(zhì)量的前提下，節(jié)約照明用電。要降低LPD正確的做法是提高光源的光效，包括降低鎮(zhèn)流器功耗，選用配光曲線與房間相適應(yīng)的、效率高、利用系數(shù)高的燈具，合理提高房間頂棚、墻壁的反射比，并選擇合理的照度標(biāo)準(zhǔn)。

5 合理選擇布燈及照明控制方式

根據(jù)建筑物的使用要求、等級(jí)、特點(diǎn)、功能等具體情況，采取合理的燈具布置方案，并對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行分散/集中、手動(dòng)/自動(dòng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、合理有效的控制，人性化、智能化、節(jié)能化是照明控制的發(fā)展方向。

5.1 布燈設(shè)計(jì)

電氣設(shè)計(jì)人員在照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮日常節(jié)能的需要。例如，體育場(chǎng)館的照明設(shè)計(jì)應(yīng)采取混合照明方式，選擇兩種及以上的不同容量光源燈具，根據(jù)區(qū)塊的多功能要求均勻、混合布置，以達(dá)到同一區(qū)域不同功能照度標(biāo)準(zhǔn)要求下的分時(shí)、分級(jí)控制及不同區(qū)域的分區(qū)控制。對(duì)于高大空間照明，尤其在400W及以上大容量氣體放電燈，最好能做到單燈控制。

5.2 照明控制方式選擇

（1）在會(huì)議室、多功能廳等功能性要求較高的場(chǎng)所應(yīng)采用智能照明集中控制。為配合不同的環(huán)境、氣氛要求，提前設(shè)置多種場(chǎng)景照明控制，并增加調(diào)光系統(tǒng)，方便物業(yè)管理人員操作，既節(jié)約電能，又方便管理。

（2）在開(kāi)間場(chǎng)所，如大空間辦公室、閱覽室等在有自然采光的區(qū)域宜采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉，保證室內(nèi)照明的均勻和穩(wěn)定。

（3）在大型商場(chǎng)場(chǎng)所，如展臺(tái)、柜臺(tái)可采用一般照明和重點(diǎn)照明相結(jié)合的方式。平時(shí)只啟動(dòng)一般的背景照明，當(dāng)有顧客時(shí)，探測(cè)器智能開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)聚光燈或其他泛光照明。

（4）在一般公共場(chǎng)所，如學(xué)校、辦公樓等走廊、樓梯間、門(mén)廳等照明，宜采用智能集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制。

（5）住宅建筑等樓梯間、走道的照明，建議采用紅外移動(dòng)探測(cè)結(jié)合光控等節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)，其中應(yīng)急照明設(shè)置在應(yīng)急時(shí)強(qiáng)制點(diǎn)亮的措施。

（6）賓館的電梯大堂、門(mén)廳和走廊等場(chǎng)所，采用夜間定時(shí)降低照度的自動(dòng)調(diào)光裝置，醫(yī)院病房走道在夜間應(yīng)采用能關(guān)掉部分燈具或降低照度的控制措施。

6 充分利用天然光

如何充分利用天然光源是照明節(jié)能工程中的一個(gè)重要內(nèi)容。天然光源取之不盡、用之不竭，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用天然光源來(lái)節(jié)約照明用電。在照明節(jié)能的實(shí)施工程中，應(yīng)對(duì)天然光充分加以利用，制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn)，確定采光方式，將采光和照明有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。白天盡量利用天然光源，使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照。同時(shí)，室內(nèi)引入陽(yáng)光，既能大幅度節(jié)約照明能耗，亦有助于提高室內(nèi)溫度，對(duì)于降低建筑能耗也具有重要意義。在有條件的場(chǎng)所應(yīng)盡量采取各種技術(shù)措施將天然光引入室內(nèi)進(jìn)行照明。天然光導(dǎo)光或反光系統(tǒng)是一種重要的人工照明措施，但天然光導(dǎo)光系統(tǒng)只能用于一般照明，不可用于應(yīng)急照明，當(dāng)采用天然光導(dǎo)入系統(tǒng)時(shí)，宜采用智能照明控制系統(tǒng)對(duì)人工照明進(jìn)行自動(dòng)控制。天然光導(dǎo)入器是國(guó)際上新推出的集節(jié)能、綠色、環(huán)保、健康為一體的產(chǎn)品，它主要采用太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤、透鏡集光、光纜傳輸自然光，實(shí)現(xiàn)白天地下室、朝北房間的陽(yáng)光照射。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，一束陽(yáng)光導(dǎo)入相當(dāng)于500W光源的照明亮度，采用太陽(yáng)光導(dǎo)入器，可以有效地降低白天的照明能耗。

7 太陽(yáng)能照明的應(yīng)用

太陽(yáng)能照明的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，特別在室外照明中得到廣泛應(yīng)用。太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能庭院燈、太陽(yáng)能草坪燈、太陽(yáng)能交通信號(hào)燈、太陽(yáng)能廣告燈等已屢見(jiàn)不鮮，均成為綠色照明中的亮點(diǎn)。太陽(yáng)能照明無(wú)需由傳統(tǒng)的公共電力系統(tǒng)獲取電能，最顯著的特點(diǎn)是節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，節(jié)省了變配電設(shè)備、纜線、開(kāi)關(guān)等的投資成本。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能可以避免傳統(tǒng)發(fā)電方式導(dǎo)致的大氣和環(huán)境污染。在當(dāng)今技術(shù)條件比較成熟的情況下，太陽(yáng)能照明適用于供電距離較遠(yuǎn)或不易供電的地方。

8 結(jié)束語(yǔ)

綠色照明作為綠色建筑的一個(gè)重要組成部分，近幾年來(lái)一直受到國(guó)家和地方政策的大力支持。作為建筑電氣領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)更加注重在綠色照明領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和知識(shí)的運(yùn)用。更多新型照明器材、智能型照明控制和清潔能源照明等新產(chǎn)品、新技術(shù)的使用和推廣必將為我國(guó)在大力發(fā)展城鎮(zhèn)化過(guò)程中節(jié)約更多能源，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

【1】GB 50034-2004 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).

【2】徐華.淺談?wù)彰骺刂乒?jié)能，智能建筑與城市信息，2007（10）：94-97.

【3】李宏毅，金磊編著.建筑工程電氣節(jié)能，中國(guó)電力出版社，2007.