建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)探討

吳志敏

（上海開藝設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司太原分公司，山西太原 030006）

0 引言

當(dāng)前，在逐步完善建筑功能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，還要對能耗控制給予重視，強(qiáng)化建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，從根本上提高建筑物具有的綜合性能，不僅能有效提高建筑能源的利用率，節(jié)約能源；還能有效推進(jìn)建筑行業(yè)向綠色節(jié)能方向發(fā)展，從而提高建筑電氣照明系統(tǒng)的實(shí)用性。實(shí)現(xiàn)建筑的多功能性必須依靠電氣照明系統(tǒng)，因此，建筑物中必須預(yù)留很多電力負(fù)荷以及用電相應(yīng)接口，以此達(dá)到建筑物的不同功能以及不同場景使用的相關(guān)要求，從而提升居住用戶的體驗(yàn)感[1]。另外，建筑物在后續(xù)運(yùn)行的過程中，要從電氣工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本與能耗等很多方面予以考慮，對能源進(jìn)行合理控制利用。從建筑設(shè)計(jì)的階段就對電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能進(jìn)行優(yōu)化與完善，以此提升建筑物節(jié)能效果。

案例位于南方某城市，是由一棟商業(yè)樓以及附屬的地下車庫組成，建筑的總體面積是7800m2。商業(yè)區(qū)域?yàn)榈厣?層建筑，主要包含購物和餐飲以及休閑娛樂集一體的綜合建筑。地下車庫是1層，在東面與南面兩側(cè)的道路設(shè)置進(jìn)出口。該建筑項(xiàng)目中沒有自然照明，商業(yè)區(qū)域以及地下車庫均采取電氣照明系統(tǒng)。建筑項(xiàng)目的電氣照明系統(tǒng)必須以建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，在達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多方案的對比從而形成建筑電氣照明節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并對自然環(huán)境進(jìn)行有效利用，從而達(dá)到綠色建筑建設(shè)的重要目標(biāo)。

1 建筑電氣照明的概念及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

1.1 建筑電氣照明的基本概念

電氣照明系統(tǒng)屬于是人工照明，具有方便控制調(diào)節(jié)以及燈光較穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性較高等一些優(yōu)點(diǎn)，是近幾年應(yīng)用非常廣泛的照明方式。選取更具科學(xué)性的照明方式能有效提升經(jīng)濟(jì)效益以及改善照明的質(zhì)量與能源有效節(jié)約等一些重要作用，照明方式選取的原則是：當(dāng)采用照明存在不合理時(shí)，適宜選取一般的照明方式；當(dāng)某工作區(qū)域必須高于一般的照明照度時(shí)，可以進(jìn)行分區(qū)照明；相對于照度要求非常高以及工作位置的密度比較小時(shí)，可以采取混和照明；在工作場所區(qū)域內(nèi)不能只設(shè)置局部的照明[2]。

1.2 對電氣照明進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)存在的重要性

在建筑電氣工程施工建設(shè)的過程中，照明系統(tǒng)是建筑中重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為確保電氣照明系統(tǒng)在建筑工程施工中能夠快速建設(shè)完成，必須提升照明設(shè)計(jì)的能力，依據(jù)建筑物中電氣設(shè)備的相關(guān)要求作出有效調(diào)整。同時(shí)，照明系統(tǒng)的電機(jī)設(shè)備不只是用于采光，還能有效提升建筑整體設(shè)計(jì)的風(fēng)格。多數(shù)的建筑物在電氣照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，采取的設(shè)計(jì)方法不管是白天或是夜晚，都需要利用照明系統(tǒng)對整體室內(nèi)的氛圍感進(jìn)行調(diào)節(jié)，但在電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，有可能導(dǎo)致電力資源產(chǎn)生很大的消耗，不具合理性的電氣照明系統(tǒng)節(jié)能的相關(guān)要求，甚至?xí)ㄖw節(jié)能環(huán)保措施的實(shí)施產(chǎn)生影響[3]。為了更加合理以及科學(xué)的應(yīng)用建筑電氣設(shè)備，防止能源長時(shí)間的消耗，必須對相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)人員強(qiáng)化綠色節(jié)能的觀念認(rèn)知，進(jìn)而在建筑電氣照明設(shè)備使用的過程中，使電氣照明節(jié)能設(shè)備得到充分利用。

2 建筑中電氣照明節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 經(jīng)濟(jì)效益的基本原則

建筑中電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要原則就是有效提高經(jīng)濟(jì)效益。依據(jù)建筑施工的相關(guān)要求，相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)人員必須選擇環(huán)保建設(shè)材料與節(jié)能設(shè)備，通過降低電氣照明系統(tǒng)產(chǎn)生的能源費(fèi)用，在短期內(nèi)回收投入的費(fèi)用。在建筑電氣設(shè)計(jì)的過程中對節(jié)能環(huán)保予以重視，在電氣設(shè)備安裝以及使用的過程中也必須減少能源消耗。建筑中的電氣設(shè)備安裝與使用不但要確保經(jīng)濟(jì)效益，還要對我國的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行考慮[4]。同時(shí)，不能由于節(jié)能環(huán)保而增加電氣設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用，進(jìn)而投入太多的資金，致使投資的費(fèi)用嚴(yán)重超標(biāo)。建筑電氣照明系統(tǒng)中的照明設(shè)備還要找出建筑施工過程中與使用過程中產(chǎn)生的多余能源耗費(fèi)，采取針對性的節(jié)約能源的相應(yīng)措施。比如電氣設(shè)備中的傳輸線以及變壓器和電氣設(shè)備產(chǎn)生的電能損耗，這些產(chǎn)生的電能損耗不能對建筑功能的充分發(fā)揮提供有力作用，反而還會(huì)耗費(fèi)能源，增加經(jīng)濟(jì)成本，所以，必須將這些情況產(chǎn)生的能源消耗控制在最低。

2.2 適用性的基本原則

建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)還必須滿足適用性的基本原則。適用性的基本原則主要是指建筑電氣中的節(jié)能設(shè)計(jì)不但需要確保建筑施工環(huán)境需要的能源，為建筑設(shè)備提供穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力，確保用電設(shè)施具有非常可靠的容量負(fù)荷，還要對建筑工程在施工的過程中以及使用的過程中的配電進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用電能。建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)不能只重視節(jié)能而沒有確保建筑物的功能性。建筑電氣中的照明設(shè)備必須能為建筑物的照明功能提供有力保障，還要為建筑提供較好的人工環(huán)境。電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)備不能阻礙建筑物內(nèi)部各個(gè)運(yùn)輸通道的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)[5]。

2.3 功能需求的基本原則

建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)備必須依據(jù)建筑使用的具體用途和行業(yè)相關(guān)特點(diǎn)，進(jìn)行特殊性設(shè)計(jì)。比如，一些娛樂場所對于照明的設(shè)備要求非常高，要求必須具有復(fù)雜且多樣的色彩，但是工業(yè)建筑則需要范圍相對固定以及亮度較高的照明設(shè)備。由此，建筑電氣的照明系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)必須在滿足建筑自身對于照明的主要需求的前提下完成，在明確建筑物對于照明系統(tǒng)具有的照明度等主要因素需求之后，在對建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行更深入的研究。

3 建筑中電氣照明節(jié)能優(yōu)化的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 科學(xué)制定照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案

合理的設(shè)計(jì)方案是實(shí)現(xiàn)電氣照明系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化要求的重要前提。為了有效實(shí)現(xiàn)電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，相關(guān)照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的工作人員對照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)必須對一些方面予以重視。①建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)必須具備較好的實(shí)用性，不能只是注重新穎的形式，而沒有對照明實(shí)際需求予以重視。而對于采光效果比較好以及室內(nèi)裝飾顏色比較淺的房間，應(yīng)該利用自然光照，從而達(dá)到節(jié)能減排[6]。②建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)需要達(dá)到相關(guān)國家法規(guī)以及行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)中參考標(biāo)準(zhǔn)是《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須符合這個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)建筑的實(shí)際結(jié)構(gòu)以及具有的功能特點(diǎn)，制定出科學(xué)合理的照明節(jié)能優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。

3.2 增加使用高光效燈具推廣的力度

科學(xué)使用燈具是有效控制建筑電氣照明能耗的重要環(huán)節(jié)。燈具的選取必須依據(jù)建筑電氣照明的需求以及自然采光的效果進(jìn)行選取。燈具不僅要滿足較好的光照效果，還需要具備節(jié)能減排的重要要求。另外，燈具質(zhì)量以及使用的具體年限和實(shí)用性等也需要得到有效保障。在對燈具進(jìn)行選取時(shí)，能從以下方面進(jìn)行綜合考慮。在樓層比較低的建筑中，能采取熒光燈，在利用自然光的條件下，熒光燈就能滿足室內(nèi)光照的需求。相對于樓層較多的建筑則采取金屬鹵化燈[7]。金屬鹵化燈具照明的效果非常好，還具有使用的周期比較長以及穩(wěn)定性較高的優(yōu)勢，在室外建筑中也得到廣泛應(yīng)用，比如，北京奧運(yùn)會(huì)舉辦時(shí)，主要場館鳥巢使用的照明燈具就是金屬鹵化燈。場地的范圍比較大以及高度比較高的建筑物中，金屬鹵化燈具有較好的照明效果與節(jié)能效果。在樓層高度非常高以及維護(hù)難度較高的建筑中，多數(shù)采用無極熒光燈進(jìn)行照明。像我國人民大會(huì)堂就是采用無極熒光燈。尤其需要注意的是，熒光高壓燈與熱輻射燈產(chǎn)生的能源消耗都非常大，在建筑照明的使用中盡可能不予使用。

3.3 選取合理的電源啟動(dòng)設(shè)備

熒光燈使用的電感鎮(zhèn)流器的功率相對比使用熒光燈的功率低很多，高強(qiáng)度的氣體放電燈具有的鎮(zhèn)流感應(yīng)器的主要功率是15%，電子鎮(zhèn)流器的能耗是10%，所以，在對建筑電氣的照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要使用氣體放電的光源與電子鎮(zhèn)流器的結(jié)合體，進(jìn)而使節(jié)能達(dá)到最優(yōu)，有效減少能源消耗。

3.4 采取智能的照明節(jié)能控制系統(tǒng)

智能照明的控制系統(tǒng)主要是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)以及建筑照明節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，從而形成智能管理的控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)進(jìn)行對比能得出，新型智能的翟明控制系統(tǒng)具有的優(yōu)勢體現(xiàn)在3個(gè)方面。

（1）智能的照明系統(tǒng)能對所有的照明燈進(jìn)行有效監(jiān)控和管理，能使照明的強(qiáng)度以及照明的具體時(shí)間等因素得到科學(xué)調(diào)節(jié)，防止電能產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

（2）智能的照明控制系統(tǒng)能精確感應(yīng)到自然采光產(chǎn)生的變化，依據(jù)自然采光的強(qiáng)度對人工照明強(qiáng)度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自然光線的科學(xué)利用。

（3）智能照明控制系統(tǒng)有效的改善了傳統(tǒng)人工控制照明設(shè)備存在的不足，實(shí)現(xiàn)電氣照明設(shè)備自動(dòng)化的調(diào)節(jié)，完成程序化管理。有效提升電氣照明設(shè)備管理效率，減輕相關(guān)工作人員負(fù)擔(dān)，還能對人工經(jīng)濟(jì)成本輸出進(jìn)行控制。

3.5 增加研發(fā)新產(chǎn)品的力度

增強(qiáng)自然光線利用是有效實(shí)現(xiàn)建筑電氣照明節(jié)能優(yōu)化要求的重要途徑，但目前技術(shù)水平以及設(shè)備條件，建筑電氣照明對自然光利用的程度較低。目前建筑工程中對于自然光線利用的主要途徑是增設(shè)玻璃窗數(shù)量以及在建筑頂層設(shè)置光能轉(zhuǎn)換的相應(yīng)設(shè)備。利用自然光的方式只適用建筑中的高層用戶，對于一些建筑低層自然光線照射較少的居住用戶來說，照明的效果還是達(dá)不到基本要求。針對這個(gè)問題，相關(guān)開發(fā)人員就需要增加對電氣照明設(shè)備研發(fā)的力度，比如光線照明方式就屬于有效的解決方式。光纖照明是利用建筑室外設(shè)置采集太陽光的裝置，將太陽光經(jīng)過光纖輸送至建筑室內(nèi)照明的燈具設(shè)備上，進(jìn)而做到不消耗電能卻能有效發(fā)揮出照明的作用。這些新型的照明技術(shù)方式的有效應(yīng)用能提升建筑電氣照明的質(zhì)量，還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要目標(biāo)。相關(guān)的研究人員對照明設(shè)備進(jìn)行更深入的研究，使相應(yīng)的照明設(shè)備得到不斷完善，為建筑電氣照明節(jié)能提供有力的技術(shù)支持。

3.6 科學(xué)提高建筑照明的功率因數(shù)

在建筑電氣照明系統(tǒng)中必須應(yīng)用相應(yīng)的用電設(shè)備，如發(fā)電機(jī)或是變壓器等。這些用電設(shè)備在使用過程中會(huì)產(chǎn)生無功功率，因此增加了多余的能源消耗。為了降低無功功率，可以采取提升電氣設(shè)備功率因數(shù)。比如在熒光燈具上增加相應(yīng)的電子鎮(zhèn)流器，在電氣設(shè)備的變壓器上增設(shè)電容器。這些方式的應(yīng)用都能有效提高功率因數(shù)的重要作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣照明的節(jié)能目標(biāo)。對于使用頻率較低但電容比較大的電氣設(shè)備，則必須采取單獨(dú)處理的方式進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。

3.7 增加新能源的有效應(yīng)用

新能源具有清潔與高效的主要作用，通過采用新能源能有效替代不可再生的能源，從而實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約，降低排放的作用，還能有效提升能源的利用與轉(zhuǎn)化效率。目前新型能源應(yīng)用比較廣泛的包含太陽能以及風(fēng)能與核能等，但在照明節(jié)能系統(tǒng)中，太陽能具有增強(qiáng)光照的主要作用，屬于是理念型的新能源，由此，在建筑電氣市場上具有較好的開發(fā)前景。我國很多的城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)將太陽能應(yīng)用在建筑電氣工程的照明系統(tǒng)中，相關(guān)技術(shù)的開發(fā)人員需要對太陽能的轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行不斷完善與開發(fā)，提升太陽能利用的效率，為建筑電氣照明系統(tǒng)提供良好服務(wù)。

4 結(jié)語

結(jié)合上述的具體內(nèi)容，建筑的綠色節(jié)能是近幾年來我國提出的可持續(xù)發(fā)展中重要的組成部分，通過對建筑綠色節(jié)能進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，能有效提升人們?nèi)粘Ｉ畹馁|(zhì)量以及幸福指數(shù)，為社會(huì)公眾創(chuàng)建健康的生活空間。另外，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)能降低能源消耗，對新能源的開發(fā)與利用，能有效降低社會(huì)公眾生活的經(jīng)濟(jì)成本，推動(dòng)我國建筑事業(yè)的高速發(fā)展。對建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行深入研究，對于提升能源的利用效率以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。在建筑建設(shè)以及建筑使用的過程中，能源節(jié)約是促進(jìn)綠色建筑的高速發(fā)展，對生態(tài)建筑的建設(shè)具有重要的意義。