辦公建筑照明節(jié)能設計

顧 劼

(上海市機電設計研究院有限公司，上海 200040)

0 引言

照明主要來源于由電能轉換的光能，而我國的電能又大多來自于火力發(fā)電及水利發(fā)電。2015年1～6月，全國火力發(fā)電20 879億kWh時，占上半年發(fā)電量總比重77.07%，然而隨著石油、天然氣、煤炭等不可再生資源開采量的逐年增加，以及這些石化燃料的可開采年限的進一步縮短，依賴這些不可再生資源的火力發(fā)電的前景也將不容樂觀。因此，積極推廣照明節(jié)能是當務之急。

節(jié)能照明設計的原則是必須在保證足夠的照明數(shù)量和質量的前提下，盡可能節(jié)約照明用電。照明節(jié)能通過選擇合適的光源、燈具以及燈具附件，同時設計合理的布燈及照明控制方式和對自然光的利用來達到節(jié)能的目的。

1 光源

選擇符合節(jié)能環(huán)境的節(jié)能光源是設計中最基本的一點。在辦公照明中由于層高普遍低于4.5 m，對于色溫和顯色指數(shù)有較高的要求，所以在大部分辦公、會議室使用三基色熒光燈管;而LED燈具由于具有節(jié)能、壽命長、安全可靠性強、環(huán)保等優(yōu)點被廣泛應用于辦公照明。雖然在藍光效應尚未完全解決之前，不建議在長時間工作的環(huán)境中使用LED燈具，但LED可用于衛(wèi)生間、走道、地下車庫等人員不長時間停留但照明時間長的場所。在光源的選擇中也應注意選擇光源效率較高的種類，例如同樣是T8三基色熒光燈管，在相同的色溫的條件下，18 W的光源效能要遠低于36 W及40 W的T8三基色熒光燈管。例如，TLD 18 W 840燈管的光源效能為75 lm/W，而TLD 36 W 840燈管的燈具效能則能達到93 lm/W;同樣的情況也在歐司朗LUMILUX T8三基色熒光燈管以及松下T8三基色熒光燈中存在，同時不僅是光源效能存在優(yōu)勢，相同的條件下36 W的T8三基色熒光燈管的壽命也高于同型號的18 W，所以在滿足照度均勻度的前提下，盡量選擇T8三基色36 W的熒光燈，以達到節(jié)能的目的。

2 燈具

在燈具的選擇方面，辦公燈具主要以格柵燈為主，而格柵燈中又以采用全方位亮度控制技術設計的新型格柵燈較為高效。以飛利浦TBS系列格柵燈為例，采用三維外觀設計，可以達到360°水平方向的眩光控制，格柵片上部采用菲涅耳鏡片，不但可以消除可被觀察到的不舒適亮斑，還可提高光學系統(tǒng)的效率，降低格柵片對效率的負面影響。使用高品質鋁制光潔反射鏡及高反射的頂部反射器使該新型格柵燈的燈具效率可達到80%以上，從而達到節(jié)能照明設計的要求。從設計院日常的設計項目中新型格柵燈的使用情況來看，可以大大降低辦公室等場所的照度功率密度(LPD)值。以300 lx辦公室為例，采用普通格柵熒光燈的LPD值約為8.0 W/m2，而當采用新型格柵燈后，LPD最終設計值僅為7.0 W/m2。在工廠照明設計中，較多采用超高效的氣體放電燈，通過日常的項目設計經(jīng)驗，可以將普通200 lx的廠房的LPD值從6.0 W/m2降低到5.0 W/m2以下。

3 燈具附件的選擇

在普通設計中，往往只關注于光源和燈具的形式，而忽略合適的鎮(zhèn)流器和高效的燈具對節(jié)能的貢獻。以直管熒光燈為例，直管熒光燈鎮(zhèn)流器由普通電感鎮(zhèn)流器向節(jié)能電感鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器的方向發(fā)展。熒光燈的電子鎮(zhèn)流器多使用20～60 kHz頻率供給燈管，使燈管光效比工頻提高約為10%(按長度為1.2 m的燈管)，且自身功耗低，使燈的總輸入功率下降約為20%，有更佳的節(jié)能效果;電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)較高，其功率因數(shù)高于0.95，是普通的節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器所不能比擬的。同時電子鎮(zhèn)流器也有消除頻閃、發(fā)光穩(wěn)定、噪聲低、恒功率和燈管電流下降以及啟點可靠等優(yōu)點(使燈管壽命延長)，而且使用電子鎮(zhèn)流器同時可以對燈具進行調光，使用更靈活方便。在工廠照明中，對于150 W以下的HID燈具可以考慮使用電子鎮(zhèn)流器，而對于大功率的HID燈具使用電感型鎮(zhèn)流器更為合理。

4 布燈方式

在大空間辦公室設計時，采用一般照明方式，在辦公位置及家具布置妥當時，適當采用分區(qū)一般照明方式。在滿足長期辦公區(qū)域照度要求的前提下，適當?shù)卣{整在大空間辦公室中的走道、打印區(qū)等非長期停留區(qū)域的照度，以達到節(jié)能照明的目的。在工廠設計時，對于照度要求大于300 lx及以上的廠房，在工藝布置完成的前提下，會根據(jù)工藝的布置在生產區(qū)之間的過渡及堆放區(qū)域適當?shù)亟档驼斩取Ｍ瑫r，為了保證照明的質量及舒適度，一般在照明設計中高照度區(qū)與低照度區(qū)近相差一個等級的照度值。

5 照明控制

照明燈具的控制一般需要根據(jù)照明區(qū)域的不同特點和要求，盡可能做到使用便捷、合理、節(jié)能。在辦公照明設計中，辦公區(qū)域一般采用分區(qū)分組控制，同時所控燈具與側窗平行，這樣可以關閉不使用的辦公區(qū)域，達到節(jié)能的目的。在走廊、樓梯等場所，一般采用聲控與普通照明相結合的模式，使無人使用該區(qū)域時達到節(jié)能的效果;在公共場所，如門廳、前臺等公共區(qū)域一般使用調光及光感相結合的模式，燈具可以根據(jù)自然光的強度做出相應的調節(jié)，達到節(jié)能的目的。在工廠照明設計中，一般采用集中控制，同時在工藝基本確定的情況下，照明按照工藝組別、生產流程、機組類型等進行控制，便于工廠按照實際情況對照明燈具進行控制。

6 自然光的利用

自然光是清潔能源，充分利用自然光是實現(xiàn)照明節(jié)能的重要措施。在照明設計中利用自然光主要有兩種主要形式。

(1)開窗采光，自然光的引入與開窗有直接關系，窗和光的入射量的大小與方式的差異會對房間在心理與視覺方面產生很大的影響。一般，窗的開敞越大，自然光的漫射度越大，但自然光的強光線有時也會對室內產生刺激感，所以設計時既要開敞式窗戶，盡量滿足引入自然光和人對自然光的心理需求的目的，同時又要注意二次設計，使光能經(jīng)過二次處理，變?yōu)槭孢m光源。

(2)新型采光方法，主要為導光管、光纖纖維法等。當采用自然光導入系統(tǒng)時，宜采用智能照明控制系統(tǒng)對人工照明進行自動控制，可以根據(jù)自然光的強度對燈具進行開關、亮度調節(jié)，使室內處于恒照度的環(huán)境，達到節(jié)能，而且能改善工作環(huán)境。

7 結語

辦公照明節(jié)能潛力很大，應在設計中考慮各種可行的措施，通過技術比較獲得經(jīng)濟、技術指標良好的照明節(jié)能方案，采用先進技術，選用高效設備，同時通過工程技術人員的設計、詳細計算和反復比較，真正達到節(jié)能的目的。

［1］ 何葉.建筑電氣照明節(jié)能技術的研究［D］.西安:長安大學，2014.

［2］ GB 50034—2013 建筑照明設計標準［S］.