建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設計

【摘要】作為生活、工作中不可缺少的電氣照明，實現(xiàn)節(jié)能降耗就顯得更為重要。所以在進行電氣照明設計時，遵循現(xiàn)行國家規(guī)范的同時，既要保證不降低照明質量，又要減少照明電路中能量的損失，并要兼顧滿足人的審美要求和建筑的裝飾效果，從而達到能量利用的最大化，達到節(jié)能的目的。本文介紹了電氣照明系統(tǒng)中的節(jié)能設計措施，并結合實例予以說明。

【關鍵詞】建筑電氣；照明系統(tǒng)；節(jié)能設計；措施

一、電氣照明系統(tǒng)中的節(jié)能設計措施

1、充分利用自然光

房屋建筑設計時應盡可能增加采光面積，如將臨近室外門窗開大，采用透光率較好的玻璃門窗等，以充分利用自然光這一值得珍惜的能源。有些建筑頂部有大量玻璃，白天自然光透過玻璃可以獲得充足的照度而無需人工照明。

2、合理選擇燈具

光源必須配備各種燈具，才能真正體現(xiàn)其實用價值。燈具選擇不當，將使能量損失高達30%-40%，反之，燈具效率高，可使單位面積耗電量下降，降低投資和運行費用。在進行照明設計時，應針對不同面積和高度的房間，計算確定選用寬或中窄光束的照明燈具，再由天花板、墻面以及地面的反射系數(shù)，求出燈具的利用系數(shù)，這是較為科學的設計方式。一般不宜采用效率低于70%的燈具，采用非對稱光分布燈具，它具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點，能大大改善視覺條件。

3、合理選擇照明裝置配件

鎮(zhèn)流器也是照明耗能的一部分，而品質優(yōu)良、可靠性好、效率高、能耗低于傳統(tǒng)電感型鎮(zhèn)流器的電子鎮(zhèn)流器已成為首選產(chǎn)品。在采用電子鎮(zhèn)流器時，應重視高次諧波對供配電系統(tǒng)的影響，并應采取相應的措施。電子鎮(zhèn)流器的使用使電網(wǎng)中高次諧波的含量大量增加，對供配電系統(tǒng)造成危害。因此，我們要采取相應的措施來防范和抑制高次諧波。具體措施有：選用符合國家電磁兼容標準的產(chǎn)品；采用帶有△接線變壓器，減少3次及其倍數(shù)的諧波對電源的干擾；對諧波源設置隔離變壓器；采用無源和有源電力濾波器；適當增加導體截面等措施。鎮(zhèn)流器的選擇最重要的是應根據(jù)燈具的類型選擇不同形式的節(jié)能型鎮(zhèn)流器，以達到良好的節(jié)能效果。其有以下選擇原則：（1）自鎮(zhèn)流熒光燈應配用電子鎮(zhèn)流器。（2）高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。（3）直管形熒光燈應配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。（4）在電壓偏差較大的場所，宜配用恒功率鎮(zhèn)流器。（5）功率較小者可配用電子鎮(zhèn)流器。

4、燈具布置及控制方式

照明設計時首先要確定合理的照度。照明燈具布置時應選擇合理的照明方式，按照分區(qū)、分組、營業(yè)、非營業(yè)、白天、夜晚等采用一般照明、局部（或重點）照明、均勻對稱布置、適宜的距高比等等。選擇控制方式時應盡量做到人性化控制。要注意每個開關所控光源不宜太多，所控燈列與窗平行（即利用自然光），樓梯走道采用節(jié)能延時開關，在有條件的場所還應該采用智能照明控制系統(tǒng)，保證方便使用的同時，為節(jié)約用電創(chuàng)造條件。

（1）自然采光良好的場所，要充分利用自然光。燈具布置應根據(jù)照明使用的特點和時段采取分區(qū)布置，相應適當增加照明開關數(shù)量以便采取分區(qū)分時控制方式。（2）公共建筑中的走廊、門廳、樓梯間等公共場所，均宜采用集中控制，或按建筑使用條件和特殊要求采取分區(qū)、分組控制。體育館、劇院、候車廳等公共場所也應采取集中控制方式，并相應采取調光或降低照度的控制措施。這樣在夜間人員稀少或有自然采光時，可以適當?shù)仃P閉或降低一部分照明，有利于節(jié)約能源。（3）旅館、客房的房間應設節(jié)電鑰匙開關，當人離開房間后可延時切斷除冰箱和電腦外的其他電源，達到節(jié)能效果。（4）居住建筑樓梯間、疏散走廊的照明，除應急照明外，均宜采用節(jié)能自熄開關。

5、提高系統(tǒng)功率因數(shù)

建筑照明系統(tǒng)中的部分用電設備，如變壓器、氣體放電光源中的鎮(zhèn)流器等因具有電感元件，會產(chǎn)生無功功率，影響電能的有效利用。無功功率可以采取提高設備功率因數(shù)的方法降低，熒光燈應采用電子鎮(zhèn)流器；采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈宜單燈安裝補償電容器；變壓器低壓側采用集中電容器補償。目前的民用建筑電氣設計中，許多設計僅采用變壓器低壓側集中補償?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)。

二、照明節(jié)能設計工程實例

1、工程概況

該工程為某大學新校區(qū)公共教學樓，為4幢單體構成的建筑，建筑面積約5.1萬m2，建筑高度為39.7m。

2、照明計算及設備選型

現(xiàn)取其中一間典型教室做照度計算。教室基本參數(shù)：長9m，寬6m，高3.6m，黑板寬4.0m，高1.2m。

根據(jù)平均照度的計算公式：

E=ФNUK/A （1）

式中Ф——光源的光通量

N——燈具數(shù)

U——燈具的利用系數(shù)

K——維護系數(shù)

A——教室面積

由式（1）得

N=EA/（ФUK）

根據(jù)GB50034—— 2004《建筑照明設計規(guī)范》，教室平均照度取300lx。墻面、地面的反射比分別為0.7、0.5、0.3，粉具安裝高度距課桌面1.8m。查《照明設計手冊》并計算，燈具的利用系數(shù)為0.73，維護系數(shù)為0.7。若選擇T8（36W）三基色熒光燈管，配電子鎮(zhèn)流器，蝙幅翼式燈具，每個光源的光通量為3250lm，N=9.7（N取12）。若選擇T8（36W）普通燈管，配電子鎮(zhèn)流器，蝙幅翼式燈具，每個光源的光通量為2560lm，則利用式（1），得N=9.7（N取15）。另外，黑板照明選擇T8（36W）三基色蝠翼式熒光燈6套，黑板照明選用專用的非對稱光強分布特性的雙管專用燈具3套。

3、經(jīng)濟效益分析

（1）光源經(jīng)濟效益比較

若選用三基色熒光燈，照明總功率為

W=Wn+WH+Wz=36×12+36×6+2×21=690W

若選用普通熒光燈，照明總功率為

W=Wn+WH+Wz=36×15+36×6+2×21=798W

由于是大學教學樓，結合假期綜合考慮，每天按工作時間7h計算，一間教室一年省下的用電量是275.9kWh，近期電價按0.9元/kWh計算，年可節(jié)約電費支出248元。同時，目前市場上正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，三基色熒光燈平均每只價格17.8元/只，普通熒光燈平均每只價格7.3元，基本上半年就可收回成本。

（2）鎮(zhèn)流器經(jīng)濟效益比較

36W熒光燈所配電子鎮(zhèn)流器自身用電損耗約5W，若配套電感鎮(zhèn)流器，其自身用電損耗約15W。因此每盞燈采用電子鎮(zhèn)流器后可降低損耗10W。僅電子鎮(zhèn)流器自身用電損耗節(jié)能約66%。按同樣的考慮條件，一間教室一年省下的用電量是572.3kWh。近期電價按0.9元/kWh計算，1年可節(jié)約電費支出515元。目前市場上正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，電感鎮(zhèn)流器平均每只價格20元，電子鎮(zhèn)流器平均每只價格60元，兩種產(chǎn)品價格相差40元。基本上2年就可收回成本。

加大照明節(jié)能力度，首先應進行科學的照明設計，采用光效高、壽命長、安全穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，并積極主動采取有效的照明節(jié)電措施。把購買成本、使用壽命和節(jié)能效益三者緊密結合起來，真正實現(xiàn)照明領域的節(jié)電又省錢，最終做到高效、舒適、安全、有利于環(huán)境保護，有益于身心健康，并體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明系統(tǒng)。