現(xiàn)代建筑中照明設(shè)計(jì)的節(jié)能措施研究

趙天華

摘要:我國(guó)的照明事業(yè)還處于一個(gè)方興未艾的發(fā)展階段，推廣高效照明器具，節(jié)約照明用電，對(duì)建筑中照明節(jié)能設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和探討有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞: 照明事業(yè)；節(jié)能；設(shè)計(jì)方法

1引言

早在1993年，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委就啟動(dòng)了我國(guó)綠色照明工程。所謂綠色照明，是指通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，最終達(dá)到建成環(huán)保、高效，有益于環(huán)境和提高人們工作生活質(zhì)量的照明系統(tǒng)。在應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該把節(jié)能和質(zhì)量統(tǒng)一起來(lái)，運(yùn)用先進(jìn)、合理的照明設(shè)計(jì)手法，采用優(yōu)質(zhì)高效的照明器材，達(dá)到多方面的良好效果。

在照明節(jié)能過(guò)程中，高效照明器材是重要基礎(chǔ)，主要包括光源、燈具、相關(guān)的電氣附件等。在實(shí)際的應(yīng)用中，合理的照明方式和合理的控制方式也應(yīng)該綜合考慮。

2光源的選擇

電光源發(fā)光原理可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是熱輻射電光源，如白熾燈、鹵鎢燈等。另一類(lèi)是氣體放電光源，如汞燈、鈉燈、氮燈、金屬鹵化物燈等。各種電光源的發(fā)光效率有較大的差別，氣體放電燈比熱輻射電光源的發(fā)光效率就高很多。一般情況下，要盡可能選用光效率高的氣體放電光源。

在選擇光源時(shí)，在滿(mǎn)足顯色性、啟動(dòng)時(shí)間等的要求下，應(yīng)優(yōu)先選用高光效光源節(jié)能燈。按照不同的工作場(chǎng)所的要求，采用不同種類(lèi)的高效光源，可節(jié)約能源。熒光燈比白熾燈節(jié)電70%，適用于在辦公室、病房、宿舍等室內(nèi)照明。緊湊型熒光燈發(fā)光效率比普通型熒光燈高5%，細(xì)管熒光燈比普通熒光燈節(jié)電10%，在開(kāi)閉頻繁、面積小、照明要求低的情況下，采用白熾燈。

目前，高效節(jié)能熒光燈光源已得到了廣泛應(yīng)用，如T系列直管形熒光燈、環(huán)形熒光燈、緊湊型熒光燈等，能夠?qū)崿F(xiàn)高效節(jié)能、明亮舒適的照明目標(biāo)。辦公室、教室、閱覽室以及高度較低的工業(yè)場(chǎng)所，應(yīng)選用三基色細(xì)管徑直管形熒光燈，并要求單支功率大的燈管。高大空間的照明宜選用以顯色性能好的金鹵燈為光源配以高反射器的燈具，金鹵燈具有光效高、壽命長(zhǎng)、顯色性好等優(yōu)點(diǎn)。公路、廣場(chǎng)等照明宜選用發(fā)光效率更高的低壓鈉燈、無(wú)極燈。裝飾照明、建筑夜景照明、廣告照明、應(yīng)急照明等宜采用LED(發(fā)光二極管)。LED燈具有壽命長(zhǎng)、能耗低、顯色性好、維護(hù)方便、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。LED燈在裝飾照明、建筑夜景照明、廣告照明等照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

3燈具的選擇

燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量，滿(mǎn)足環(huán)境和作業(yè)的配光要求，并且不產(chǎn)生炫光和嚴(yán)重的光幕反射，并兼顧使用效率。要提高效率，一方面是要運(yùn)用高科技來(lái)計(jì)算燈具的反射面和其他部分，另一方面要從反射罩材料、漫射罩的材料等加以?xún)?yōu)化，提高燈具的光通維持率。

對(duì)于光源是很少單獨(dú)使用的,光源必須配備各種燈具,才能真正體現(xiàn)其實(shí)用價(jià)值。因此,在照明設(shè)計(jì)中, 應(yīng)注意選擇控光效果好、效率高的燈具還應(yīng)注意燈具的配光曲線(xiàn)。燈具的效率對(duì)節(jié)能的影響很大。燈具選擇不當(dāng)、效率太低,將使能量損失高達(dá)30%-40%,這是用其他方法都無(wú)法補(bǔ)救的；反之,燈具效率高,可使單位面積耗電量下降,降低投資和運(yùn)行費(fèi)用, 從而節(jié)能。在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)針對(duì)不同面積和高度的房間,先計(jì)算室內(nèi)占空比RCR,然后根據(jù)計(jì)算得出的RCR值來(lái)確定選用寬或中窄光束的照明燈具,再根據(jù)房間中天花板、墻面以及地面的反射系數(shù),求出所選用燈具在該房間的利用系數(shù), 這才是較為科學(xué)的照明設(shè)計(jì)的方式, 才能達(dá)到節(jié)能的效果。

4照明方式和控制方式的選擇

隨著照明技術(shù)的發(fā)展，照明控制系統(tǒng)也越來(lái)越多，照明控制要做到安全、靈活、經(jīng)濟(jì)。中央智能照明管理系統(tǒng)是分布式系統(tǒng)，它將專(zhuān)用的微處理器置入各類(lèi)模塊，使他們具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力。采用五類(lèi)雙絞線(xiàn)電纜進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)組成總線(xiàn)，不需要通過(guò)計(jì)算機(jī)就直接設(shè)置輸出輸入單元間的邏輯程序，并且可在網(wǎng)絡(luò)中隨時(shí)添加新的控制單元，具有分布控制的特點(diǎn)和開(kāi)放性，并可以和其它建筑管理系統(tǒng)（BMS）、樓宇自控系統(tǒng)（BA）、保安、消防系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，其軟件的可編程性和硬件的靈活結(jié)構(gòu)大大節(jié)省了投資成本。可任意實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)、雙點(diǎn)、多點(diǎn)、區(qū)域、群組邏輯控制，定時(shí)開(kāi)關(guān)、亮度手/自動(dòng)調(diào)節(jié)、紅外線(xiàn)監(jiān)控、遙控、場(chǎng)景組合、電話(huà)撥打等多種照明控制功能，實(shí)現(xiàn)照明的智能化管理，可以展現(xiàn)豐富的燈光效果、同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。從節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)行維護(hù)及投資回收期上看，現(xiàn)代智能照明控制方式應(yīng)成為照明控制的主流。設(shè)計(jì)應(yīng)有前瞻性，新建項(xiàng)目的照明控制應(yīng)考慮滿(mǎn)足如下的控制要求。

住宅、公寓樓梯照明開(kāi)關(guān)宜采用紅外移動(dòng)探測(cè)加光控開(kāi)關(guān)；高級(jí)公寓、別墅內(nèi)由于裝修復(fù)雜，宜采用智能照明控制系統(tǒng)。

對(duì)于公共建筑如酒店、大堂、多功能廳、會(huì)議室宜采用智能照明集中控制，走廊采用手動(dòng)、移動(dòng)感應(yīng)器或定時(shí)自動(dòng)控制。

對(duì)于體育場(chǎng)館、劇院、博物館、美術(shù)館等功能性要求較高的公共建筑應(yīng)采用智能照明集中控制，走廊采用定時(shí)及手動(dòng)控制。

對(duì)于小開(kāi)間辦公室，可采用面板開(kāi)關(guān)控制，對(duì)于大面積的辦公室、圖書(shū)館，宜采用智能照明控制系統(tǒng)。在有自然采光區(qū)域內(nèi)的電氣照明，可采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線(xiàn)的變化，自動(dòng)點(diǎn)燃或關(guān)閉該區(qū)域內(nèi)的燈具，保證室內(nèi)照明的均勻和穩(wěn)定。

對(duì)于學(xué)校教學(xué)樓，多媒體教室采用調(diào)光控制。為節(jié)省投資，一般教室可采用面板開(kāi)關(guān)控制，走廊、門(mén)廳等公共場(chǎng)所宜采用智能照明集中及就地兩種控方式。

5電氣附件電子鎮(zhèn)流器的選擇

在設(shè)計(jì)中應(yīng)使用低損耗、性能優(yōu)的光源用電子附件，如電子鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器、電子變壓器等。對(duì)于電子鎮(zhèn)流器的選擇還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:

燈電流波峰系數(shù)控制:熒光燈壽命取決于燈管陰極的發(fā)射能力。燈電流波峰系數(shù)是影響陰極發(fā)射能力和發(fā)射電流穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定控制在1.7以下，燈電流波峰系數(shù)高，燈陰極受到損傷度大，燈管發(fā)黑時(shí)間加快，壽命必然下降，燈電流波峰系數(shù)過(guò)大，還會(huì)帶來(lái)附加閃動(dòng)。

異常保護(hù)功能:電子鎮(zhèn)流器在與燈管配套使用中會(huì)出現(xiàn)燈管漏氣、不激活、不啟動(dòng)及主電路電流過(guò)大等異常情況，為使鎮(zhèn)流器不損壞，設(shè)置異常保護(hù)功能，在燈管發(fā)生異常時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉鎮(zhèn)流器，以保證產(chǎn)品的性能及可靠性。

過(guò)電流、電壓控制:電網(wǎng)中各種諧波和噪波污染(如瞬時(shí)高壓、高能脈沖)，以及雷擊過(guò)流沖擊等都會(huì)直接影響或損壞開(kāi)關(guān)管、電容器等，為此需要設(shè)置保護(hù)。

降低溫升:鎮(zhèn)流器的溫升主要來(lái)自半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的功耗而發(fā)熱:溫升提高，其壽命降低，設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減少功耗，提高效率:優(yōu)秀電子鎮(zhèn)流器電效率在90%以上。

采用專(zhuān)業(yè)電子絕緣膠封灌，可使產(chǎn)品整體溫升降低，防止水、灰塵等雜物進(jìn)入，因潮濕引起的短路造成的產(chǎn)品損壞，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性，同時(shí)也避免運(yùn)輸震動(dòng)和沖擊造成的損壞。寬電壓工作范圍: 國(guó)內(nèi)有些地方電壓變化較大，供電質(zhì)量較差，電子鎮(zhèn)流器應(yīng)能適應(yīng)電網(wǎng)變化正常工作。

6自然光的有效利用

天然光是不用耗能的最好光源，在滿(mǎn)足使用功能的前提下，可直接利用天然光進(jìn)行照明。

使用平面反光鏡的一次反射。用反光鏡一次將太陽(yáng)光反射到室內(nèi)需要采光的地方，這種方法對(duì)提高側(cè)窗采光的均勻度具有較為明顯的效果。

導(dǎo)光管法。用導(dǎo)光管將太陽(yáng)集光器收集的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)特殊制作的導(dǎo)光裝置強(qiáng)化與高效傳輸后，由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光線(xiàn)均勻地傳送到室內(nèi)需要采光的地方。從黎明到黃昏，甚至是雨天或陰天，光導(dǎo)照明系統(tǒng)導(dǎo)人室內(nèi)的光線(xiàn)仍然十分充足，可以提供8h以上的白天室內(nèi)照明。自然光光導(dǎo)照明出射光為全色光，光線(xiàn)柔和，照度分布均勻且顯色性好。自然光光導(dǎo)技術(shù)與自然通風(fēng)相結(jié)合，可使其功能更加完善，在采光的同時(shí)使室內(nèi)保持良好的自然通風(fēng)。

光致(電致)采光玻璃。在玻璃中添加氧化銀和堿金屬鹵化物，并引人少量的氧化銅或氧化福等配合而成，在強(qiáng)光照射下，產(chǎn)生灰色效應(yīng);光線(xiàn)減弱后玻璃又恢復(fù)原狀。用薄膜吸附在玻璃表面上，形成調(diào)節(jié)陽(yáng)光的玻璃，

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