建筑電氣施工中照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

米勇剛

（安慶供水集團(tuán)公司，安徽 安慶 246004）

引言

建筑照明量大面廣，家庭照明工程中燈飾燈具、控制方式、線路、安裝位置等方面都影響著用電能量，具有較大的節(jié)能潛力。在電路設(shè)計(jì)和線路敷設(shè)階段，采取合理的措施，為構(gòu)建一個(gè)綠色、環(huán)保、節(jié)能和溫馨的居室打好基礎(chǔ)，這不僅能避免投入使用后反復(fù)修改照明線路，更能有效緩解電力供需矛盾，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

一、建筑電氣安裝技術(shù)概述分析

建筑電氣設(shè)備安裝是整個(gè)建筑工程施工中非常重要的組成部分，其安裝的質(zhì)量會影響到后期電氣設(shè)備的使用性能以及整個(gè)建筑的應(yīng)用效果。同時(shí)隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，電氣設(shè)備的使用功能在不斷地完善，其自身的使用性能也得到了很大的提升。這對于建筑電氣安裝技術(shù)提出了較高的要求，它不僅可以保證整個(gè)建筑工程的舒適性、便捷性，同時(shí)也可以為人們創(chuàng)造一個(gè)良好的居住和工作環(huán)境。在建筑電氣安裝的過程中，需要將安裝工作質(zhì)量放在首位。在具體的安裝工作開展過程中還要結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，對電氣設(shè)備的安裝進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，制定完善的工程施工方案，保證后續(xù)設(shè)備安裝工作能夠全面順利地開展。進(jìn)行設(shè)備安裝的時(shí)候，施工的技術(shù)人員還要以質(zhì)量和安全作為重要的施工理念，考慮到電氣設(shè)備在安裝之后能夠滿足人們的使用需求，還可以保證整個(gè)建筑用戶的用電安全。

二、建筑電氣施工中照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代化建設(shè)速度的不斷加快，建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，但也帶來非常巨大的能源消耗和損耗，并在生產(chǎn)作業(yè)開展的過程中，對周邊的環(huán)境造成了一定的破壞。加強(qiáng)照明節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)，對降低整個(gè)建筑行業(yè)的能源消耗有著非常重要的作用。我國現(xiàn)行的電氣照明體系以及相關(guān)電子照明裝置的使用制度還處于基礎(chǔ)發(fā)展階段，各項(xiàng)體系和制度都還不夠完趙鵬舉陜西建工第三建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師善，參與照明節(jié)能施工的工作人員專業(yè)素質(zhì)水平較低，全民的節(jié)能環(huán)保意識有待提高，這些問題對能源消耗控制工作以及節(jié)能保護(hù)工作的開展帶來了較大影響。

三、建筑電氣照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

（一）合理布置照明點(diǎn)位

（1）利用周邊自然光源。分析家庭住宅的周邊環(huán)境，盡可能借用外部有利環(huán)境充分利用自然光線，減少白天對人工照明的使用。燈具的排列盡可能與窗戶平行，即使在陰雨天，也只需開啟較暗部位的燈具。（2）合理安排居室空間。在裝修設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)內(nèi)部空間使用情況，在盡可能保留原來結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將房屋內(nèi)部劃分為公共空間、私密空間，盡量少做隔斷，保證每個(gè)區(qū)域都有良好的采光和通風(fēng)。如果設(shè)計(jì)效果和空間功能必須要通過隔斷來實(shí)現(xiàn)，則盡可能不要影響采光和通風(fēng)，否則增添人工照明，會額外增加能耗。（3）合理劃分控制分區(qū)。對于照明控制回路，按照利用自然光的情況，劃分為白天可利用自然光的區(qū)域和不可利用自然光的區(qū)域，將不同區(qū)域分開設(shè)置控制回路。而對于同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，可以按不同用途的照度需求，布置多組控制回路，也可以采取裝用調(diào)光設(shè)備等措施。節(jié)能還在于控制回路的劃分、單個(gè)回路服務(wù)范圍的確定，回路劃分越細(xì)、范圍越小越有利于節(jié)能，但是控制設(shè)備的初始投入會增大。因此，設(shè)計(jì)與劃分控制分區(qū)時(shí)，還需考慮初始投入、使用頻率的情況。既要節(jié)能，也要控制好初始投入，不能顧此失彼。（4）選擇淺色建筑材料。根據(jù)色彩視覺，淺色的材料對于光線反射較強(qiáng)，吸收較少，建筑材料采用淺色系更利于彰顯光線，達(dá)到顏色與光線的融合。因此在室內(nèi)的屋頂、地面或者墻壁上選擇淺色的地磚、涂料、油漆、墻紙等，有利于減少照明能耗。

（二）合理選擇燈具

燈具作為電光源，其合理選擇關(guān)乎電能的使用效率和電能損耗。合理選擇燈具的樣式、種類、功率、風(fēng)格，不僅能夠照亮居室、裝飾居住環(huán)境，還能夠有效節(jié)約照明能耗。若是照明燈具的功率太低，室內(nèi)光線太暗會影響生活品質(zhì)；而照明燈具的功率過高，則會導(dǎo)致電能使用增加，產(chǎn)生不必要的損耗。（1）滿足照度標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)住宅的照度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，不同區(qū)域有著不同的照度的要求。對某些需要照度較高的區(qū)域，可以安裝多個(gè)光源相互配合。對某些有一定光色要求的區(qū)域，可以采用混合照明。照明方式及功率依據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，必須在滿足照度標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)惠及效能好。（2）選用高效率燈飾燈具。在目前的家庭裝修市場上，吊燈和射燈等受到了大量消費(fèi)者的青睞。而事實(shí)上，吊燈與射燈屬于高耗能產(chǎn)品，長時(shí)間工作，會大量消耗電能、釋放熱量。有些消費(fèi)者心疼電費(fèi)而長期關(guān)閉吊燈，燈飾變成了積灰的裝飾，無形之中又是一種材料的浪費(fèi)。因此應(yīng)盡量不選擇太繁雜的吊燈。常用的吊燈有敞開型和帶保護(hù)罩型，保護(hù)罩分為透明式、格柵式、棱鏡式、磨砂式等，它們的通光效率是不同的。敞開式的效率大于透明式，透明式的效率大于格柵式，格柵式的效率大于磨砂、棱鏡式。（3）采用節(jié)能燈。在確保照度滿足需求的前提下，采用高效節(jié)能照明燈可以提高電能利用率，達(dá)到節(jié)省電能的目的。雖然初始投入比普通燈多，但后續(xù)使用費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通燈。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：①提高照明質(zhì)量，相同功率照度可提高1—3 倍；②高效節(jié)能，在照度不變的情況下，可節(jié)約電能37.5%—50%；③使用壽命長，高效節(jié)能燈與傳統(tǒng)燈比較，使用壽命長3—10 倍；④光污染低，紫光和紫外線的反射率是普通燈的1/8；⑤顯色好，光衰減少，長期使用反射率僅降低3%—8%，眼睛舒適度高；⑥正常工作時(shí)溫升低；⑦使用電壓寬，100—265V 范圍內(nèi)均能瞬間啟動并正常工作，對電網(wǎng)污染小。

（三）節(jié)能布置及智能控制設(shè)計(jì)

在照明系統(tǒng)的節(jié)能布置方面，需要對建筑內(nèi)部的照明系統(tǒng)進(jìn)行全局規(guī)劃，確保照明系統(tǒng)的能源利用率達(dá)到最高，從而降低不必要的能源消耗。首先，針對建筑內(nèi)部不同分區(qū)采用不同的分散、集中、手動、自動照明系統(tǒng)控制模式，在一些公共空間內(nèi)加入聲控技術(shù)、光控技術(shù)以及振動控制技術(shù)，當(dāng)該分區(qū)有照明需求時(shí)照明系統(tǒng)會自動啟動，當(dāng)照明需求結(jié)束后會自動關(guān)閉照明點(diǎn)位，從而能夠?qū)崿F(xiàn)照明智能控制，能夠有效避免照明燈常亮的問題。建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)，可提前和建筑師溝通，部分區(qū)域頂部設(shè)置玻璃采光以充分利用自然光采光。此外，燈具整體發(fā)光效率也受制于其周圍反射材料的影響，反射效率為49%～93%，選擇高反射效率的材料能夠大大提高燈具的發(fā)光能效。同時(shí)，照明配電箱應(yīng)該盡量在設(shè)計(jì)時(shí)考慮靠近負(fù)荷中心，條件允許的情況下采用三相供電，這樣線損相比單相可以減少40%以上。若工程預(yù)算充足，可考慮設(shè)置照明節(jié)電器，其可通過動態(tài)監(jiān)測電壓、電流、功率、輸入/輸出來維持總諧波含量恒定，從而延長照明設(shè)備的使用壽命。除此之外，隨著智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，智能照明的應(yīng)用為建筑照明節(jié)能技術(shù)提供很大的發(fā)展空間，使其在自動開啟和關(guān)閉的基礎(chǔ)上，能夠?qū)α炼鹊冗M(jìn)行調(diào)節(jié)，從而進(jìn)一步優(yōu)化照明系統(tǒng)的電力能源消耗結(jié)構(gòu)，同時(shí)還能夠選擇不同的電力來源，例如在太陽能蓄電池電能儲存豐富的情況下優(yōu)先使用蓄電池中的電能，當(dāng)太陽能蓄電池所存儲電力能源不能滿足實(shí)際照明時(shí)自動切換到電力系統(tǒng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源消耗結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（四）自然光的節(jié)能技術(shù)

現(xiàn)階段，我國建筑電氣安裝過程中對于綠色節(jié)能理念的應(yīng)用還可以加強(qiáng)對自然光的使用。使用自然光不僅可以滿足照明系統(tǒng)的要求，同時(shí)還可以節(jié)約電能有效地降低電力能源的消耗。目前我國使用比較多的自然光技術(shù)主要有以下幾種：第一，導(dǎo)光技術(shù)。這種技術(shù)是通過利用光的傳導(dǎo)方式，有效地彌補(bǔ)一些光照不穩(wěn)定的情況，加強(qiáng)了這一技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。利用這一技術(shù)還可以對光照角度和時(shí)間進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)對光照能源的應(yīng)用，提高整個(gè)綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果。第二，光照的效應(yīng)理論。這一理論主要是借助農(nóng)業(yè)種植業(yè)為出發(fā)點(diǎn)使用的一種新型技術(shù)，通過安裝相似的采光棚，可以對太陽能進(jìn)行回收和轉(zhuǎn)換，合理地安裝在相應(yīng)的位置，就可以加強(qiáng)對能源的充分利用。

（五）使用合理地控制手段

在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)反饋技術(shù)的聯(lián)合作用下，當(dāng)前階段的建筑電氣照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用變得更加的成熟和完善。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的靈活運(yùn)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑電氣照明節(jié)能設(shè)施的智能化管理，在此過程中還要對電氣照明裝飾的亮度、顏色以及使用時(shí)段等指標(biāo)進(jìn)行精確地把控，在現(xiàn)階段建筑照明設(shè)施控制系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，常用的系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)以及分離控制系統(tǒng)兩種。

（六）減少照明線路能耗

(1）提高照明功率因數(shù)。目前建筑電氣設(shè)計(jì)中，一般采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆绞教岣吖β室驍?shù)，這種做法提高了用戶側(cè)的功率因數(shù)，但是對末端線路的無功傳輸并沒有減少，并不能達(dá)到照明節(jié)能的目的。因此，對負(fù)荷集中的大功率照明負(fù)荷，照明設(shè)備宜選用高功率因數(shù)型，并在鎮(zhèn)流器上加補(bǔ)償電容，使燈具cos ≥0.95，從而減少無功損耗，達(dá)到節(jié)能目的。(2）減少供電線路長度。一是設(shè)計(jì)中保證線路路徑最短，減少導(dǎo)線長度就是減少導(dǎo)線電阻和有功損耗；二是低壓線路不要出現(xiàn)來回往復(fù)供電的現(xiàn)象；三是變壓器要盡量位于負(fù)荷中心，照明分配電箱供電線路不宜過長，一般不超過50m，對于面積比較大的供電區(qū)域，應(yīng)分區(qū)設(shè)置豎井，分區(qū)域供電。(3）合理選擇導(dǎo)線截面。導(dǎo)線截面的選擇對于長供電線路，應(yīng)滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)靈敏度、電壓損失的要求。可以合理增大導(dǎo)線截面，比如對1kW 單相照明負(fù)荷，導(dǎo)線截面2.5mm2 的照明線路在50m 供電距離的情況下，若換為4mm2 導(dǎo)線，所節(jié)省的線路損耗，經(jīng)簡單計(jì)算，在2 個(gè)月的情況下就可以收回成本。(4）優(yōu)化配電方式。合理分配用電負(fù)荷，比如將一個(gè)房間的風(fēng)機(jī)盤管接入照明負(fù)荷回路中，在季節(jié)性負(fù)荷（風(fēng)機(jī)盤管）不用的情況下可以用較大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，相當(dāng)于仍是減小了線路損耗。

（七）變頻調(diào)控設(shè)計(jì)

變頻節(jié)能技術(shù)是指在建筑內(nèi)部空間的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷需求出現(xiàn)變化時(shí)，通過變頻節(jié)能技術(shù)能夠?qū)照{(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)組以及水泵機(jī)組等進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)外部溫度變化選擇最為合適的功率，使空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行功率能夠與外部環(huán)境相匹配，從而使空調(diào)系統(tǒng)能夠在最優(yōu)運(yùn)行功率下運(yùn)行。以建筑中央空調(diào)系統(tǒng)為例，中央空調(diào)的運(yùn)行熱負(fù)載一般會低于設(shè)計(jì)參數(shù)一定數(shù)值，一般情況下冷凍水的設(shè)計(jì)溫度會在5℃左右，水泵在全功率運(yùn)行的狀態(tài)會產(chǎn)生不必要的能量消耗，從而使水泵所輸送的能量高于當(dāng)前所需要的能量。將變頻調(diào)節(jié)技術(shù)加入到冷凍水泵系統(tǒng)中，冷凍水泵所輸送的能量能夠根據(jù)當(dāng)前環(huán)境所需溫度進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，從而使其不會長期處于最大運(yùn)行功率狀態(tài)，而是根據(jù)所需能量對冷凍水泵的能量輸送進(jìn)行調(diào)節(jié)，使水泵在低功率狀態(tài)下運(yùn)行，能夠降低電力能源的消耗，還能夠根據(jù)室內(nèi)實(shí)際溫度將制冷調(diào)節(jié)為當(dāng)前所需的最佳溫度，從而為居住者創(chuàng)造一個(gè)良好的溫度環(huán)境，提高居住者的舒適度，有利于建筑長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。

（八）合理控制設(shè)備

1.照明設(shè)備的控制。在照明設(shè)備的用電過程中，合理使用與管理，也是節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也要進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)考慮。對于樓梯間、走廊等位置的照明燈，安裝感應(yīng)照明開關(guān)，采用感應(yīng)人流自動開啟、關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域照明的控制方式。此外，照明燈具還應(yīng)盡量能夠獨(dú)立控制，單開單關(guān)。2.合理安裝插座。家庭電氣節(jié)能還可從插座入手，為節(jié)能管理提供基礎(chǔ)。合理安排墻面插座的位置，盡量減少插線板，而且也可選擇有控制開關(guān)的插座。

（九）消防應(yīng)急照明問題

GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》自2019 年3 月1 日實(shí)施。該規(guī)范以前沒有出現(xiàn)過，以前安全特低電壓供電使用的場景也不多，很多設(shè)計(jì)師不知道應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注什么，以至于出現(xiàn)了不少問題：a.應(yīng)急照明蓄電池供電時(shí)的持續(xù)時(shí)間，沒有考慮非火災(zāi)狀態(tài)下的工作時(shí)間。GB51309-2018 第3.2.4 條規(guī)定：本條第1～4 款規(guī)定的場所中，當(dāng)按照本標(biāo)準(zhǔn)第3.6.6 條的規(guī)定設(shè)計(jì)時(shí)，持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)分別增加設(shè)計(jì)文件規(guī)定的燈具持續(xù)應(yīng)急點(diǎn)亮?xí)r間。筆者認(rèn)為，當(dāng)按3.6.6 條的規(guī)定設(shè)計(jì)（即非火災(zāi)狀態(tài)下系統(tǒng)主電源斷電后，集中電源或應(yīng)急照明配電箱應(yīng)連鎖控制其配接的非持續(xù)型照明燈的光源應(yīng)急點(diǎn)亮、持續(xù)型燈具的光源由節(jié)電點(diǎn)亮模式轉(zhuǎn)入應(yīng)急點(diǎn)亮模式；燈具持續(xù)應(yīng)急點(diǎn)亮?xí)r間nmin 應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，且不應(yīng)超過30min），則蓄電池的累計(jì)持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)相應(yīng)增加nmin。還有一點(diǎn)容易被忽視，民用建筑中大于2 萬m2 的車庫應(yīng)急照明蓄電池供電時(shí)的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于1h，當(dāng)按3.6.6 條的規(guī)定設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)為60+nmin。b.人員密集場所設(shè)計(jì)的照度不足。GB50016-2014（2018 年版）第10.3.2 條規(guī)定：人員密集場所，樓梯間、前室或合用前室等地面最低水平照度不應(yīng)低于10.0lx，疏散走道不應(yīng)低于3.0lx。中小學(xué)和幼兒園疏散走道地面的最低水平照度不應(yīng)低于5.0lx，見JGJ310-2013《教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.6.2 條。很多設(shè)計(jì)師不了解哪些場所屬于人員密集場所，以至于僅按一般場所設(shè)計(jì)照度值。人員密集場所定義見《中華人民共和國消防法》第七十三條或19D702-7《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)與安裝》第10 頁。c.應(yīng)急照明疏散燈具的間距也容易出現(xiàn)問題，因?yàn)榕cGB50016-2014（2018 年版）要求略有不同。GB51309-2018 第3.2.9條規(guī)定：有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的疏散走道，方向標(biāo)志燈的標(biāo)志面與疏散方向平行（垂直）時(shí)，燈具的間距不應(yīng)大于10m（20m）。走道轉(zhuǎn)角區(qū)間距不應(yīng)大于1m，見GB50016-2014（2018 年版）第10.3.5 條。d.應(yīng)急照明集中電源供電時(shí)，設(shè)計(jì)的蓄電池容量略有不足。規(guī)范并沒有給出應(yīng)急照明實(shí)際功率與蓄電池額定容量的對應(yīng)關(guān)系，這是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中容易迷惑的地方。

結(jié)語

總而言之，隨著我國綠色、節(jié)能、環(huán)保理念的不斷深入發(fā)展，對建筑行業(yè)電氣照明節(jié)能技術(shù)的研究已經(jīng)是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，在未來的發(fā)展過程中，我們要加強(qiáng)對照明節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新力度，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑行業(yè)的綠色、節(jié)能發(fā)展。