現(xiàn)代建筑中照明系統(tǒng)的節(jié)能技術研究

王軍

摘 要：建筑照明節(jié)能旨在于通過建筑光環(huán)境充分利用天然光，采用節(jié)約能源、保護環(huán)境的照明系統(tǒng)，充分發(fā)揮人的視覺功能，以優(yōu)良的照明振奮人的精神，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，保障人身安全與視力健康，對生活在建筑空間內(nèi)的人們的精神狀態(tài)與心理感受產(chǎn)生積極的影響。

關鍵詞：現(xiàn)代建筑；照明系統(tǒng)；節(jié)能技術

1 選擇合理的照明方式

按安裝部位或使用功能不同，照明方式一般有一般照明、分區(qū)照明、局部照明、混合照明四種方式。一般照明就是將燈具比較規(guī)則的布滿整個場所，從而獲得均勻的照度水平，適用于照明密度大且對光照方向無特殊要求的場所，如辦公室、會議室、營業(yè)大廳等。分區(qū)照明則根據(jù)不同區(qū)域?qū)φ斩纫蟛煌瑏矸謪^(qū)布置燈具，使照度按需分配，減少能源的浪費。局部照明是為了滿足建筑內(nèi)某些部位的特殊照度要求，在特定的區(qū)域設置輔助照明，增加這一范圍內(nèi)的照度，如臥室的臺燈、生產(chǎn)車間的操作臺等。此外，還有一種通過在一般照明的基礎上加強局部照明，提高室內(nèi)照明照度水平的方式，即混合照明。

采用合理的建筑照明方式，可以有利于整個建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能。功能不同的建筑采用的照明方式也不同，如在公共建筑中應設置一般照明，使整個場所都能照亮。建筑中不同區(qū)域、不同作業(yè)密度的也應根據(jù)相應要求來設置室內(nèi)照明，區(qū)別對待，采用不同的照明方式，以節(jié)約能源。

2 選用高效的電光源及照明燈具

建筑照明系統(tǒng)設計中，未采用節(jié)能照明燈具，其照度要求雖然滿足了我國標準規(guī)定，但建筑物的照明耗電量較大。在照明設計中，通過有意識的選擇節(jié)電的照明電器配件，也是一種有效的節(jié)電措施。

光源是能量轉(zhuǎn)換成光的器件，是照明節(jié)能技術的核心。在建筑照明設計中選則燈具時，應盡量選用與燈的光電參數(shù)相匹配的電器件。目前，由于光效較低、壽命較短的缺點，普通白熾燈的己經(jīng)逐步縮小應用范圍。而高光效光源光效高、使用壽命長、節(jié)能效果顯著，漸漸成為照明設計選擇的主要光源。

此外，燈具的效率和配光也對照明系統(tǒng)的節(jié)能影響重大，電氣安裝容量小、運行費用低、效率高并具有藝術美感的燈具是建筑照明設計的最佳選擇。目前，照明設計中常選擇初始光效達到3級上的高效直管熒光燈和緊湊型節(jié)能熒光燈并配置高反射率燈具來為建筑提供照明，LED燈由于價格高，常用于一些24h營業(yè)的商場等地。

3 優(yōu)化照明系統(tǒng)設計

建筑照明線路存在損耗，大約占據(jù)了耗電總量的4%左右，而供電的方式、導線的面積和長度都會影響照明線路損耗。照明系統(tǒng)方案設計的優(yōu)劣不僅影響建筑整體照明能耗外，還會直接影響建筑的照明控制系統(tǒng)設計。因此在照明系統(tǒng)方案設計時，不僅要選擇合理的高效光源、燈具及其電器配件外，還應和結(jié)合先進的照明控制技術，設計出合理的電氣線路，減少不必要的導線長度與面積，降低建筑照明耗電量。

4 采用智能化照明控制系統(tǒng)

照明控制不僅可以滿足使用要求，達到美學效果、延長照明系統(tǒng)壽命、減少布線和維護工作量的目的，也是重要的照明系統(tǒng)節(jié)能措施之一。照明控制的種類包括手動控制、自動控制、光電照明控制、中央系統(tǒng)控制臥及智能控制五類。隨著計算機技術的近速發(fā)展，電子通信技術、自動控制技術、總線控制技術以及信號檢測技術等各種技術互相參透，使照明系統(tǒng)的智能化控制成為可能，照明控制已和燈具合為一體，成為照明系統(tǒng)節(jié)能設計中不可或缺的一大亮點。采用照明智能控制方式可節(jié)約30%-50%的照明用電。相對傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)而言，智能照明控制能監(jiān)控照明、創(chuàng)造靈活的環(huán)境氛圍、能自動調(diào)節(jié)光照度、提高工作效率、節(jié)約能源、延長燈具壽命等優(yōu)勢。

5 應用太陽能發(fā)電技術

太陽能光伏發(fā)電技術是利用太陽能電池的光伏效應，將太陽箱射能轉(zhuǎn)換為電能的技術。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)比較復雜，主要包括太陽能方陣、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、交流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備。根據(jù)運行方式的不同，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)、與電網(wǎng)連接的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電以及混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)三種。

5.1 太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)。太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)又稱離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要應用于公共電網(wǎng)難以覆蓋的偏僻農(nóng)村、高原、荒漠等地區(qū)，或者太陽光照不足、無法與電網(wǎng)互通的地區(qū)。這種供電方式主要用于滿足單個用戶一天的工作、生活用電，需要儲能環(huán)節(jié)，設備復雜，壽命較短，且易在有多余的電能時產(chǎn)生浪費、電能不足時影響用戶正常的工作與生活。

5.2 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電。這種發(fā)電技術先通過逆變器將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再通過并網(wǎng)逆變器，將轉(zhuǎn)變的交流電能送上電網(wǎng)，向用戶供電。送種供電方式在電能有剩余的時候，將多余的電能輸送到電網(wǎng)供電；在電能不足時能夠從電網(wǎng)獲取電能補償，以滿足工作和生活的需要。它無需儲能環(huán)節(jié)，大大降低了投資成本，且發(fā)電效率更高，更穩(wěn)定可靠，很適宜在城市內(nèi)推廣應用，是太陽能發(fā)電的發(fā)展方向。

5.3 混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)增加了一臺備用發(fā)電機組，在電能不足時啟動發(fā)電機組，直接向生活設備供電或者由整流器整合后向蓄電池充電，來滿足用戶的需要。目前，我國一方面在偏遠地區(qū)（如青海、西藏、新疆、甘肅等地）采用太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)為主，以解決設些地區(qū)最基本的生活用電問題；另一方面在大中城市的公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公園、車站等公共設施照明系統(tǒng)中推廣使用光伏電源，建設屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。此外，還建立大型太陽能光伏電站示范項目，如深圳國際園林花卉博覽園等，促進兆瓦級光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)應用與發(fā)展。

6 充分利用天然光

天然光作為一種免費潔凈的能源，取之不盡用之不竭，合理利用采光技術，將太陽光引入建筑物中，能夠提高室內(nèi)空間的照度水平與均勻度，減少炫光和視覺上的不舒適感，改善室內(nèi)光環(huán)境。新的天然采光技術利用光的反射、折射、衍射等原理，產(chǎn)生了導光管、光導纖維、采光擱板、棱鏡窗等幾種采光技術。導光管應用較為廣泛，在這里做一下介紹。

導光管主要由集光器、管體、出光部分組成。集光器收集盡可能多的日光，并將其聚焦，對準管體。管體部分主要起傳輸作用，其傳輸方式有鏡面反射、全反射等。出光部分則控制光線進入房間的方式，有的采用漫透射，有的則反射到頂棚通過間接方式進入室內(nèi)。導光管垂直方向的導光管可穿過結(jié)構復雜的屋面及樓板，把天然光引入毎層直至地下層，氣光導管照明系統(tǒng)將明亮的陽光輸送到潮濕陰暗的地下室，不僅可以有效解決地下空間的照明問題，也為生活在建筑地下空間的人們創(chuàng)造一個舒適、健康的工.作、生活環(huán)境，同時還能大大降低地下空間內(nèi)的照明達到節(jié)能的目的。

此外陽光在帶來光明的同時也會增加室內(nèi)的熱量，有研究表明，在平均天空條件下，天然光每提供1501m的照度，就會帶入1以的熱量。因此為靈活地控制室外光和熱的進入，一些新型采光材料也被陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，如光致變色玻璃、電致變色玻璃、光觸媒技術等，這些技術的應用都能在較少能耗的前提下，大大提高室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量。

參考文獻

[1] 李崢嶸，趙群，展磊編著.建筑遮陽與節(jié)能[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009：39-56.

[2] 朱瑛.室內(nèi)照明設計的可持續(xù)發(fā)展研究[D].華東師范大學，2014： 23-55