關(guān)于建筑照明節(jié)能優(yōu)化措施的探討

趙航 包西勇 薛瑋

【摘 ?要】我國建筑行業(yè)發(fā)展至今已經(jīng)取得了非常不錯(cuò)的成就，其成果得到了世界領(lǐng)域的高度認(rèn)可。我國現(xiàn)處于國家建設(shè)飛速發(fā)展的階段，對(duì)能源的需求日益增多，其中主要消耗是以電能為主。照明用電作為建筑能源消耗的主要部分，為了建設(shè)節(jié)約環(huán)保型社會(huì)，建筑照明節(jié)能優(yōu)化顯得至關(guān)重要。在建筑照明節(jié)能優(yōu)化的設(shè)計(jì)過程中在不降低照明效果的情況下，應(yīng)以低碳節(jié)能，綠化環(huán)保設(shè)計(jì)來滿足人們的需要。

【關(guān)鍵詞】建筑照明;節(jié)能優(yōu)化措施

引言

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使我國建筑行業(yè)的發(fā)展速度更為迅速，近年來我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，對(duì)資源的消耗逐年增加，而我國國內(nèi)的資源環(huán)境狀況不容樂觀，因此國家提出了建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求。此后國家對(duì)節(jié)能減排的建設(shè)逐漸加強(qiáng)，并取得了良好的成績。

1建筑照明節(jié)能的背景與意義

在我國由于經(jīng)濟(jì)和科技水平的限制，民用的照明系統(tǒng)中充斥著大量的熒光燈，金屬鹵化物燈等氣體放電電源，這些光源會(huì)消耗大量的電能資源。而熒光燈和金屬鹵化物燈在運(yùn)行時(shí)由于其功率因數(shù)較低，需要其吸收大量的無功電流來持續(xù)照明工作。這就需要投資更高的成本來加裝無功補(bǔ)償設(shè)備以保障照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這就大大的增加建筑照明系統(tǒng)的成本。這些燈具還存在另外一個(gè)問題，就是當(dāng)產(chǎn)生電壓波動(dòng)時(shí)會(huì)降低燈具的使用壽命和增加電能的消耗。傳統(tǒng)的熒光燈對(duì)電壓的波動(dòng)比較敏感，當(dāng)處于用電高峰或其他電壓變化幅度較大的時(shí)候，會(huì)受到較大的影響。因此在建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)避免這些問題。同時(shí)建筑照明設(shè)計(jì)對(duì)建筑安全影響較小，因此在建筑設(shè)計(jì)初始，建筑設(shè)計(jì)師經(jīng)常會(huì)輕視建筑照明設(shè)計(jì)，缺乏照明節(jié)能意識(shí)，選用一些不理想的燈具或設(shè)備。還有些建筑的照明系統(tǒng)會(huì)外包給某些照明設(shè)備公司，有可能工程師之間缺乏溝通或溝通不合理而導(dǎo)致專業(yè)的照明公司與建筑公司的側(cè)重點(diǎn)不同，以至于發(fā)生燈型選擇和照明設(shè)計(jì)不合理等方面的問題。

2照明設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

隨著環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)理念應(yīng)用在建筑照明領(lǐng)域的深入，綠色照明設(shè)計(jì)得到了快速的發(fā)展，不過由于我國在這一方面的起步較晚，導(dǎo)致在發(fā)展的過程中逐漸地暴露出了部分需要解決的問題，大體可以分為以下幾點(diǎn)：（1）在進(jìn)行建筑的照明設(shè)計(jì)時(shí)，忽視了根據(jù)計(jì)算來對(duì)室內(nèi)的眩光值進(jìn)行校驗(yàn);（2）相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅注重于條文中標(biāo)注的照明功率的密度值，忽視了建筑室內(nèi)的實(shí)際照度;（3）部分設(shè)計(jì)人員并沒有根據(jù)建筑的功效來選擇不同規(guī)格的燈具;（4）部分設(shè)計(jì)人員大多是根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)對(duì)建筑的照明進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏一定的嚴(yán)謹(jǐn)性;（5）在建筑照明設(shè)計(jì)完成之后，為了最大程度地滿足業(yè)主與客戶的需要，導(dǎo)致對(duì)設(shè)計(jì)方案的執(zhí)行力不足。

3綠色照明節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

1.經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，該項(xiàng)原則主要是指在進(jìn)行照明燈具的選擇時(shí)，需要嚴(yán)格地根據(jù)燈具的規(guī)格與數(shù)量進(jìn)行選擇，結(jié)合建筑室內(nèi)的實(shí)際面積對(duì)建筑的照明系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)環(huán)保的設(shè)計(jì)，最大程度地降低建筑的施工成本以及電能的消耗。此外，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員還需要在對(duì)建筑照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分地結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，全面系統(tǒng)地掌握有關(guān)建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)的知識(shí)，以此來為建筑的照明系統(tǒng)制定更為環(huán)保節(jié)能的設(shè)計(jì)方案。2.綠色環(huán)保的原則，該項(xiàng)原則主要是指在有關(guān)建筑照明設(shè)計(jì)與施工的過程中，充分地融合節(jié)能的理念，在最大程度上滿足節(jié)能環(huán)保的需要，進(jìn)而在最大程度上滿足人們在日常生活上的需求。同時(shí)，在對(duì)建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員還需要充分地結(jié)合綠色環(huán)保的原則，以此來最大限度地降低建筑照明對(duì)電能的消耗，進(jìn)而推動(dòng)我國建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展。

4照明的設(shè)計(jì)

光源是實(shí)現(xiàn)建筑照明節(jié)能優(yōu)化效果的重要手段。選擇高效節(jié)能的燈具和照明系數(shù)高的燈具可以起到良好的效果。高效節(jié)能燈具有亮度高，色差小，光效穩(wěn)定，能源消耗少等特點(diǎn)。還具有啟動(dòng)快，頻閃小，使用壽命長，安裝簡單等優(yōu)勢。高效節(jié)能燈長被使用于工廠，商城，醫(yī)院，辦公樓等大型照明場所。燈具的反射面也是影響照明光效的因素之一。燈具反射面設(shè)計(jì)越合理，即它的反射比越高，其照明效果更好?？紤]到綜合因素，在設(shè)計(jì)的過程中需要對(duì)燈具進(jìn)行合理的選擇，根據(jù)不同的場景選用不同的燈具，以達(dá)到節(jié)能且高效的目的。燈具的安裝也需要合理的設(shè)計(jì)。燈光照射距離的不同會(huì)導(dǎo)致燈光強(qiáng)度的不同。合理的安裝位置，會(huì)降低所需要的燈光功率和燈光的散射，從而節(jié)省電能。同時(shí)優(yōu)化照明的設(shè)計(jì)也能起到建筑照明節(jié)能的作用。充分的利用自然光也可以起到優(yōu)化建筑照明優(yōu)化的目的。而想要充分采用自然光就需要建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初就考慮到建筑結(jié)構(gòu)形式的合理性，以及如何解決光線的利用率大化的問題。

5照明控制方式的設(shè)計(jì)

根據(jù)不同建筑分區(qū)所要實(shí)現(xiàn)的功能區(qū)別對(duì)待，設(shè)計(jì)不同的照明控制方式，盡可能的做到設(shè)計(jì)合理，使用便捷，以及節(jié)能環(huán)保。在建筑照明系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行節(jié)能化改進(jìn)，如采用光控，時(shí)控，感應(yīng)控制等多種控制方式進(jìn)行搭配，適時(shí)的自動(dòng)通斷開關(guān)，都可以達(dá)到節(jié)能的目的。結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)和電力電子技術(shù)對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。不同于傳統(tǒng)的建筑照明控制，現(xiàn)代的智能照明控制具有諸多優(yōu)點(diǎn)。由于是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的程序，通過事先編好的程序控制電路的通斷，這使照明系統(tǒng)的控制更為準(zhǔn)確，更為及時(shí)，不僅降低了開關(guān)的通斷次數(shù)，減少不必要的損耗，還減少了燈的工作時(shí)間，以此減少了電能的消耗和設(shè)備的磨損。智能照明控制系統(tǒng)還可以根據(jù)不同的場合設(shè)計(jì)不同的光照模式，滿足不同情況下的需求。通過控制光照的強(qiáng)度，光線的方向，照射的時(shí)間以及其他因素來達(dá)到節(jié)能的目的。智能控制系統(tǒng)可以由外置的感光部件感受到外界的光線變化，判斷自然光或其他不可控的光的強(qiáng)度，以此為根據(jù)調(diào)節(jié)自身的亮度，大限度利用其他光線來達(dá)到節(jié)能的目的。以此減少不需要時(shí)的光照來降低能源的消耗。相對(duì)于傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)，智能照明控制系統(tǒng)不再需要手動(dòng)控制，完全自動(dòng)控制，有開發(fā)者設(shè)計(jì)好程序智能管理，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程統(tǒng)一集中管理。同時(shí)，使用各種節(jié)能開關(guān)或裝置也可以改進(jìn)傳統(tǒng)的控制方式，對(duì)建筑照明進(jìn)行節(jié)能控制。

6優(yōu)化配電系統(tǒng)

在整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)中，輸出電能的損耗多發(fā)生在照明線路之上。電能在輸送的過程中在電線上會(huì)有電能損耗，因此對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用良好的導(dǎo)電材料，可以在保證供電的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的。在選用導(dǎo)線時(shí)應(yīng)采用銅芯線，銅芯線的韌性比鋁芯線要好，可以進(jìn)行多次彎折而不會(huì)折斷，并且具有較小的彎度半徑，對(duì)布線的要求較低，方便使用。對(duì)于線路來說，減少線路上的功耗主要是降低線路的電阻。導(dǎo)線電阻=電阻率×導(dǎo)線長度÷導(dǎo)線截面積。根據(jù)這種關(guān)系，減少線路的損耗首先要選擇電阻率小的導(dǎo)線，電阻率越小，其導(dǎo)電性能越高，電能就越少通過轉(zhuǎn)化為熱能而損耗，在這方面，銅芯是首選。此外，要減少導(dǎo)線的長度，為此要合理選擇線路路徑。

結(jié)語

總而言之，由于我國的經(jīng)濟(jì)水平的上漲，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑照明節(jié)能優(yōu)化的技術(shù)會(huì)日益成熟。越來越多的城市建筑會(huì)對(duì)照明節(jié)能進(jìn)行優(yōu)化，在這個(gè)過程中，照明節(jié)能技術(shù)會(huì)不斷創(chuàng)新發(fā)展，會(huì)為我們帶來更加舒適的生活或工作環(huán)境。

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作者簡介：

趙航（1991.1-），男，山東濰坊人，山東建筑大學(xué)碩士研究生，電氣設(shè)計(jì)師。研究方向：建筑電氣。

（作者單位：山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院）