建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)研究

瞿敏敏

江蘇省常州技師學(xué)院（江蘇 常州 213000）

0 引言

現(xiàn)階段，我國綠色照明工程的開展已進(jìn)入如火如荼的階段，建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)成了許多人關(guān)注的內(nèi)容。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，廣泛采用電氣照明節(jié)能系統(tǒng)，能在很大程度上節(jié)約能源、降低損耗，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)展開全面分析和研究，具有十分重要的意義。

1 建筑電氣照明系統(tǒng)能耗的影響因素

從總體上看，建筑電氣照明系統(tǒng)的能源消耗受許多因素的影響，應(yīng)從多個(gè)角度出發(fā)綜合思考。

（1）在現(xiàn)代化建筑中，電氣照明系統(tǒng)的光源是最主要的耗能部件，不同類型的光源，其額定功率、綜合能耗、光效、色溫等指標(biāo)存在很大差別。在實(shí)際運(yùn)用的過程中，建筑空間會(huì)因功能的不同而呈現(xiàn)差異化的指標(biāo)設(shè)計(jì)需求，光源及空間照明需求的適配性會(huì)在很大程度上對(duì)能源利用率產(chǎn)生影響。

（2）現(xiàn)階段，相關(guān)技術(shù)已取得了較大的進(jìn)步，電氣照明系統(tǒng)的控制途徑越來越多樣化。不同場景應(yīng)用不同的控制方法。科學(xué)的控制方法能盡可能縮短無效照明時(shí)長，繼而達(dá)到降低消耗的目的。

（3）當(dāng)光源條件一致時(shí)，照明系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)具體的照度造成影響。對(duì)墻面反射及室型指數(shù)等多種客觀條件的考量，也會(huì)或多或少地影響實(shí)際照度。

由此可見，必須挑選恰當(dāng)?shù)墓庠矗褂煤侠淼目刂品椒?，并在此基礎(chǔ)上充分利用環(huán)境條件，妥善布置光源，在減少能耗的前提下實(shí)現(xiàn)同樣的照度，并節(jié)約成本。

總而言之，開展建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)全面考量實(shí)際環(huán)境條件和照明需要，再據(jù)此挑選適當(dāng)?shù)墓庠从布翱刂品椒?，憑借科學(xué)的運(yùn)算分析，在確保滿足運(yùn)用需求的前提下完成節(jié)能降耗的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體而言，可以從改善照明方案、縮減照明系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)間、采用節(jié)能光源、提升燈具能源轉(zhuǎn)換率、維持高效的照度、利用局部照明等方面入手。需要注意的是，上述方法都應(yīng)在保障照度與照明質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)行，逐步加強(qiáng)照明系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換成效，這對(duì)于系統(tǒng)的節(jié)能至關(guān)重要。

2 建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)方法

要保證建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，則應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中全面融入并展現(xiàn)節(jié)能降耗理念，提高能

源的實(shí)際利用率，讓能源轉(zhuǎn)換為更大的經(jīng)濟(jì)效益。為此，相關(guān)人員必須采用科學(xué)的照明設(shè)計(jì)方法，使建筑照明在真正意義上滿足節(jié)能需求，并改善建筑內(nèi)部的空間環(huán)境。

2.1 選擇適合的節(jié)能燈具

在甄選光源與節(jié)能燈具時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的使用場地、條件及需求，挑選對(duì)應(yīng)的高效燈具，這樣不僅可以減少能源消耗，還能獲得理想的光照效果。

（1）從如今的社會(huì)發(fā)展情況看，應(yīng)以更加新型的光源替代傳統(tǒng)的普通白熾燈，如細(xì)管直管型三基色熒光燈、小功率的陶瓷金屬鹵化物燈等。節(jié)能熒光燈的平均壽命可達(dá)3 000 h，發(fā)光效率為40～120 lm/W，換言之，9 W的節(jié)能燈便可代替?zhèn)鹘y(tǒng)40 W的自熾燈泡。

（2）可將非光強(qiáng)氣體放電燈用于室外道路或高大空間照明，如高壓鈉燈、高頻大功率細(xì)管直管熒光燈、金屬鹵化物燈等。

（3）傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器具有耗能較大的特點(diǎn)，可以采用電子鎮(zhèn)流器替代。也可將節(jié)能電感鎮(zhèn)流器用于氣體放飛燈，需注意，電感性的熒光燈及氣體放電燈均需要裝置電存器，以達(dá)到補(bǔ)償無功損耗的效果。

（4）節(jié)能照明燈具應(yīng)采用高純電化鋁反射器，以更好地提升反射率，節(jié)約能耗。

（5）盡可能地使用波長大小一致、使用壽命長、發(fā)光均勻的節(jié)能型LED光源[1]。

2.2 選擇高效的照明配件和裝置

要充分體現(xiàn)照明節(jié)能功效，鎮(zhèn)流器不可或缺。應(yīng)挑選節(jié)能效果顯著、品質(zhì)有保障、安全性較強(qiáng)的鎮(zhèn)流器，如今電子鎮(zhèn)流器就是運(yùn)用最廣泛的產(chǎn)品。以40 W的熒光燈為例，若采用常規(guī)的電感型鎮(zhèn)流器，則耗電量為8 W左右，是熒光燈耗電量的1/5；若采用新型低損耗或節(jié)能型鎮(zhèn)流器，那么耗電量僅有4 W，是熒光燈耗電量的1/10；若使用電子鎮(zhèn)流器，耗電量能達(dá)到更低的程度。對(duì)熒光燈使用電感鎮(zhèn)流器，若不加補(bǔ)償電容，則功率因數(shù)僅為0.5，但若加補(bǔ)償電容，其功率因數(shù)就能超過0.9。

綜合以上分析可以看出，就單個(gè)數(shù)值而言，照明裝置或配件設(shè)計(jì)并不能起到十分明顯的照明節(jié)能作用，但在大批量的照明設(shè)計(jì)中，其便能發(fā)揮可觀的節(jié)能功效[2]。

2.3 科學(xué)確定照度標(biāo)準(zhǔn)

照度標(biāo)準(zhǔn)的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際場地空間的大小、構(gòu)造及服務(wù)對(duì)象確定，以保障照明場所具備理想的視覺環(huán)境。在我國最新發(fā)布的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034—2013）中，適當(dāng)調(diào)整了部分場所（如住宅車庫）的照明功率密度值，還完善了關(guān)于圖書館、科技館、會(huì)展、博覽及金融建筑等的照明功率密度限制。相關(guān)人員需要切實(shí)掌握新標(biāo)準(zhǔn)，與時(shí)俱進(jìn)。另外還要注意的是，當(dāng)建筑等級(jí)與功能方面要求較低或作業(yè)精度與速度重要性不強(qiáng)時(shí)，可適當(dāng)降低作業(yè)面和參考面的照度。在設(shè)計(jì)特定建筑物的照明時(shí)，需要全面考量不同空間的照度需求。以醫(yī)院建筑的照明為例，化驗(yàn)室需達(dá)500 lx，診療室需達(dá)300 lx，而病房在檢查與閱讀期間達(dá)200 lx即可，由于病房可以改用局部照明滿足需求，因此平時(shí)應(yīng)控制在100 lx左右。

2.4 控制開關(guān)的使用

若場所或固定房間里有很多燈具同時(shí)存在，就要對(duì)其進(jìn)行合理控制。在天然采光充足的情況下，遠(yuǎn)窗和近窗都應(yīng)安裝開關(guān)。因此，在設(shè)計(jì)室內(nèi)照明的過程中，要全面考慮使用的人數(shù)，人數(shù)較少時(shí)只需要使用一小部分燈具，其他燈具保持關(guān)閉狀態(tài)，在一定程度上可以減少資源浪費(fèi)。在設(shè)計(jì)民用場所的客廳和過道照明時(shí)，需要采取統(tǒng)一的開關(guān)控制方法，還要適當(dāng)考慮場所采光條件和使用要求，進(jìn)行合理的分組控制。在設(shè)計(jì)影院的照明控制時(shí)，也需要統(tǒng)一管理和控制照明設(shè)備，還要根據(jù)影院內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和要求控制照光強(qiáng)度。就旅館而言，所有房間都應(yīng)該設(shè)置節(jié)能控制開關(guān)，可以使用天然采光的樓梯和走廊，并安裝應(yīng)急的照明燈具和節(jié)能控制開關(guān)，在采光充足的情況下，節(jié)能控制開關(guān)可以自動(dòng)熄滅。

2.5 提高照明電氣的功率因數(shù)

在很多變壓器中，會(huì)使用一些小的電感元器件，這些器件即使是在不使用的情況下也會(huì)產(chǎn)生一定的功率，無形中浪費(fèi)了一些電能。對(duì)此，可以通過合理改變裝置功率因數(shù)，降低產(chǎn)生的功率，進(jìn)而減少資源的浪費(fèi)。因此，在民用建筑電氣的設(shè)計(jì)過程中，在壓力較低一側(cè)的變壓器上，多數(shù)采用統(tǒng)一的補(bǔ)償策略，不斷降低變電站到用戶高壓線路上產(chǎn)生的無功功率，進(jìn)而提高用戶使用電氣的功率系數(shù)，節(jié)約用電量。另外，在安裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)選擇就地安裝，實(shí)施就地補(bǔ)償。

3 建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能管理措施

對(duì)于建筑電氣照明系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能方面的管理，應(yīng)綜合考慮不同場所的具體環(huán)境條件和照明需要，確保符合相關(guān)的質(zhì)量準(zhǔn)則。在管理過程中，應(yīng)盡可能做到靈活操作與穩(wěn)定調(diào)控，以達(dá)到雙重效果。具體而言，可從以下兩個(gè)方面把握。

3.1 采用新型電子節(jié)能鎮(zhèn)流器

鎮(zhèn)流器是節(jié)能燈具必備的，雖然傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器也能在一定程度上起到鎮(zhèn)流作用，但是其實(shí)際效果差強(qiáng)人意，并不能充分滿足當(dāng)前需求，耗能也較大。新型電子鎮(zhèn)流器具備噪聲小、頻閃污染少、消耗的功能低等多種優(yōu)勢，同時(shí)還大幅度減少了線損率，提升了電網(wǎng)質(zhì)量水平。因此，必須高度重視電子節(jié)能鎮(zhèn)流器，并將其妥善運(yùn)用于節(jié)能設(shè)計(jì)中，以達(dá)到良好的節(jié)能降耗效果[3]。

3.2 改善照明系統(tǒng)的節(jié)能管理模式

在實(shí)際操作中，應(yīng)結(jié)合不同場所的具體照明需求及環(huán)境狀況，優(yōu)化和完善照明系統(tǒng)的節(jié)能管理模式，以確?？刂品桨傅撵`活性、便利性、穩(wěn)定性與可操作性，進(jìn)一步提升節(jié)能效果。

（1）對(duì)于小型的個(gè)人或集體用房，以及其他類似的照明場所，如普通住宅，可使用一燈一控的模式。若有較好的條件，還可考慮使用可變光節(jié)能控制。

（2）針對(duì)一些較大的建筑，可運(yùn)用多燈一控模式，如果整個(gè)場所對(duì)照度有均勻性強(qiáng)的需求，那么可以使用隔一控一的方式，反之則可使用分區(qū)或分組控制模式。與此同時(shí)，還可設(shè)計(jì)一定數(shù)量的照明子系統(tǒng)，讓其發(fā)揮輔助功能[4-5]。

（3）針對(duì)一部分受天然采光條件影響的場所，要考慮其具體情況。如果是具備天然采光優(yōu)勢的場所，應(yīng)充分利用其采光優(yōu)勢，切實(shí)帶動(dòng)建筑電氣照明系統(tǒng)整體節(jié)能降耗水平的提升。有的照明場所離側(cè)窗較遠(yuǎn)，無法獲得充足的天然采光，對(duì)此就應(yīng)設(shè)置帶有光電智能控制功能的自動(dòng)化光控器，彌補(bǔ)其天然采光的不足，也能降低能耗。如對(duì)建筑走廊、過道之類的場所，可以利用定時(shí)開關(guān)達(dá)到照明控制的目的。

3.3 采用高光效光源

不同的建筑物對(duì)功能的使用需求不同，使用的光源也不一樣。在挑選合適的建筑物光源時(shí)，一定要滿足其需要的功率需求，在這個(gè)基礎(chǔ)上選擇合適、高效的光源，以節(jié)約能源，減少資源浪費(fèi)。在選擇照明光源和附件時(shí)，要全面考慮多種影響因素，包括色溫、價(jià)格和光源的使用時(shí)間等。

節(jié)能燈有很多使用優(yōu)勢，如發(fā)光效率高，顯色好，比之前使用的白熾燈更能節(jié)約電量等，也因此逐漸在千家萬戶中普及。熒光燈就是一種典型的節(jié)能燈，其節(jié)能效果非常明顯，性價(jià)比高，在消耗同等電能的情況下可以產(chǎn)生更高效的照明效果，尤其是T5熒光燈，照明效果極其明顯，可以顯著降低電能消耗，達(dá)到節(jié)能的效果。

在一些對(duì)燈光有高要求的特殊場合，要求照射出來的燈光非常耀眼和醒目，不能使用柔和的燈光。此時(shí)，可以使用氣體放電燈，這種燈具可以在消耗極少電能的情況下達(dá)到燈光醒目的效果。

另外，在人們的日常生活和現(xiàn)代化設(shè)計(jì)中，應(yīng)用的LED燈比較多，其節(jié)能環(huán)保，并且有較強(qiáng)的藝術(shù)性，可以顯著減少電能的消耗，經(jīng)濟(jì)適用性良好。

4 結(jié)束語

建筑電氣照明系統(tǒng)的能耗受多種因素的影響，如硬件、環(huán)境利用、控制形式等。要實(shí)現(xiàn)建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，就應(yīng)采用科學(xué)的方法，選擇適合的節(jié)能燈具、高效的照明配件和裝置，確定照度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，還要運(yùn)用先進(jìn)的節(jié)能管理措施，緩解能源供給壓力，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。