節(jié)能技術(shù)在現(xiàn)代建筑電氣照明中應(yīng)用的初探

張亮 劉堯

（1.中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120；2.中國中元國際工程有限公，北京 100089）

節(jié)能技術(shù)在現(xiàn)代建筑電氣照明中應(yīng)用的初探

張亮1劉堯2

（1.中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120；2.中國中元國際工程有限公，北京 100089）

統(tǒng)計顯示，照明用電占約據(jù)我國每年總用電量的14%，而且住宅總面積小于農(nóng)村地區(qū)的城鎮(zhèn)住宅區(qū)，電能消耗量還一直呈現(xiàn)上升趨勢，為此現(xiàn)代建筑非常需要加快節(jié)能照明系統(tǒng)的建設(shè)步伐。相較于國外發(fā)達國家，我國建筑電氣照明節(jié)能的法律法規(guī)還有待完善，相關(guān)技術(shù)還處于探索階段，為了促使我國建筑電氣照明節(jié)能技術(shù)與國外先進水平的接軌，我們從事電氣設(shè)計的工作人員有必要對此問題進行深入探討。

節(jié)能技術(shù) 現(xiàn)代建筑 電氣照明 應(yīng)用策略

1 節(jié)能技術(shù)在現(xiàn)代建筑電氣照明中的應(yīng)用策略

1.1 電光源、燈具及附件的節(jié)能設(shè)計

（1）選擇高能效的電光源。改變電光源是建筑電氣照明節(jié)能最廉價和最簡單的方法，一般我們從使用壽命和光效這兩個方面來考察電光源的綜合能效，表1為幾種電光源的綜合能效指標(biāo)。

電光源的選擇，并非是綜合能效指標(biāo)越高越好，而應(yīng)該根據(jù)使用場所的具體要求來選擇：①家庭、旅館及餐廳等照明場所宜選擇緊湊型熒光燈（如白光LED燈）；②商場、學(xué)校教室、普通辦公室及高度在4.5m以下的生產(chǎn)車間，宜選擇高效直管熒光燈和白光LED燈；③辨色要求不高的高大民用建筑場所及工業(yè)廠房（如足球運動場、火車站站廳、廣場等）宜選擇高壓鈉燈。

（2）選擇高效率的燈具。①選擇直接型、開敞式燈具。直接配光燈具有很大的向下光道，燈具出射光通量可以最大限度落到工作面上；開敞式燈具因沒有遮擋，燈具發(fā)出的光能較多且效率較高；②合理使用反射罩提高燈具效率。優(yōu)秀的反射罩具有增加燈罩對光能量的反射能力，減少光能量在空間傳輸中的損耗，因此可以廣泛應(yīng)用于車間、體育館等照明場所。

（3）選擇節(jié)能型的燈具附件。鎮(zhèn)流器是照明領(lǐng)域的主要燈具附件，目前主要分為電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器兩類。在選擇整流器時，要遵循如下原則：自身功耗較低、運行可靠且使用壽命長、性價比高、頻閃小且噪音低、諧波含量小且電磁兼容性符合要求。

1.2 配光的節(jié)能設(shè)計

（1）減小房間的減光效應(yīng)。在建筑材料一定的條件下，房間每個被照面的照度值與相應(yīng)的衛(wèi)生狀況有直接關(guān)系，這就意味著房間越干凈，其減光效應(yīng)越弱，為此我們要保持房間各受光面的干凈整潔。（2）提高燈具的利用系數(shù)。提高燈具的利用系數(shù)，被照面平均照度也會相應(yīng)增大，為此可以從如下方面著手：①如果房間窄而高，那么要選用窄配光照明器；如果房間寬而低，那么要選用寬配光照明器；②當(dāng)建筑物構(gòu)建好后，房間的室空比雖然無法改變，但我們可以通過改變房間內(nèi)各面裝飾建筑材料的反射率來改變燈具的利用系數(shù)（例如以石膏做飾面材料時，其反射率為0.91；以膠合板做飾面材料時，其反射率為0.58；以普通玻璃做飾面材料時，其反射率為0.08）。這就意味著，我們可以根據(jù)房間的用途來選擇合適的裝飾建筑材料，提高室內(nèi)各反射表面的反射能力，用有效的光源來獲得理想的配光效果。

1.3 通過控制手段來實現(xiàn)電氣照明的節(jié)能

（1）采用導(dǎo)光系統(tǒng)來對太陽光進行收集，反射后導(dǎo)入室內(nèi)支持照明及開發(fā)光伏電池。

①導(dǎo)光技術(shù)控制天然光。天然光具有照度不穩(wěn)定、照明深度有限等缺陷，室內(nèi)照明容易受到室內(nèi)自然光變動的影響，而采用導(dǎo)光技術(shù)則可以彌補這些缺陷。天然光導(dǎo)光系統(tǒng)一般由控制系統(tǒng)及太陽光收集系統(tǒng)這兩個部分構(gòu)成，其中控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)當(dāng)?shù)氐木S度、經(jīng)度及時間，利用計算機來自動算出建筑物所處太陽的高度和方位角；太陽光收集系統(tǒng)則根據(jù)計算機得出的太陽高度和方位角，對反射收集裝置的角度進行調(diào)節(jié)，以便最大限度收集太陽光并導(dǎo)入室內(nèi)。需要注意的是，目前建筑室內(nèi)的一般照明可以采用天然光導(dǎo)光技術(shù)，但應(yīng)急照明則不建議使用。

（2）在智能照明控制系統(tǒng)上通過場景控制照明電壓、控制保護照明設(shè)備等來達到節(jié)能的目的。

第一，場景控制。根據(jù)室內(nèi)不同照明需求，智能照明控制系統(tǒng)可以提前設(shè)置對應(yīng)合適的光照效果和燈光場景，運行過程中根據(jù)不同場景的需求來對光照進行隨意切換。如大型會議室內(nèi)可以設(shè)置準(zhǔn)備模式、報告模式、會議模式、投影模式、休息模式、結(jié)束模式和清潔模式，每種模式的光環(huán)境都不同以滿足不同的功能需求。第二，智能照明電壓控制。 智能照明電壓控制系統(tǒng)可以有效抑制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，為燈具輸出最佳的穩(wěn)定電壓且避免燈絲的熱沖擊，這樣既能夠減少過電壓所照成的照明眩光，又能夠最大限度延長燈具的使用壽命。第三，多種控制方式的結(jié)合。在實際應(yīng)用時，可以將照明場景設(shè)置為凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚、陰天、雨天、晴天、工作日、休息日等多種模式，再配合照度感應(yīng)控制對應(yīng)以上模式根據(jù)自然光變化來控制室內(nèi)人工光，從而在滿足照度視覺要求的基礎(chǔ)上達到節(jié)能的目的。

1.4 照明供電設(shè)計的節(jié)能優(yōu)化

（1）系統(tǒng)導(dǎo)線的節(jié)能優(yōu)化。建筑電氣照明系統(tǒng)中常用的導(dǎo)線包括電纜、母線和低壓絕緣導(dǎo)線，實際系統(tǒng)中這三類導(dǎo)線采用銅芯線的較多。雖然銅芯導(dǎo)線的成本高于鋁芯導(dǎo)線，但卻具有如下優(yōu)勢：銅芯導(dǎo)線具有更高的安全性；銅芯導(dǎo)線載流量大于相同界面鋁芯導(dǎo)線的1.3倍；在相同應(yīng)力下，鋁排變形而銅排完好無缺；銅芯導(dǎo)線可以減少輸電線路的損耗。綜上所述，在建筑電氣照明系統(tǒng)中采用銅芯導(dǎo)線，其綜合優(yōu)勢要遠遠高于鋁芯導(dǎo)線。（2）電源設(shè)置在負荷中心，做到負荷三相平衡。實際工程設(shè)計時，建筑體內(nèi)電井或配電箱位置均應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)負荷中心。此外，電氣照明系統(tǒng)設(shè)計的平面布置及系統(tǒng)方案的確定，要盡可能做到三相對稱布置（三相越接近，管線電材使用越經(jīng)濟且能耗越?。?/p>

2 結(jié)語

綜上所述，降低建筑照明用電已經(jīng)成為我國節(jié)能工程的重要組成部分，為此電氣設(shè)計人員在進行建筑電氣照明設(shè)計時，要嚴格按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，從選擇高效的電光源、燈具及附件，優(yōu)化配光設(shè)計、采用導(dǎo)光系統(tǒng)及智能照明控制系統(tǒng)，優(yōu)化照明供電等幾個方面著手，力爭利用先進的節(jié)能技術(shù)來為人們提供一個安全、舒適且健康的工作和生活環(huán)境，為我國建筑電氣節(jié)能技術(shù)貢獻自己應(yīng)有的力量。

［1］文桂萍.建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計的探討［J］.四川建筑科學(xué)研究，2007（6）.

［2］于澤勇.建筑電氣節(jié)能問題研究［D］.濟南：山東大學(xué)，2009.

［3］尋睿.淺談建筑電氣節(jié)能設(shè)計及照明節(jié)能設(shè)計的探討［J］.科學(xué)與財富，2012，22（11）.

表1 幾種電光源的綜合能效指標(biāo)