淺析建筑電氣工程中照明節(jié)能設(shè)計

高澤健

【摘 要】隨著城市建設(shè)迅速發(fā)展，照明用電水平也逐年提高，用電量日趨增大，特別是商業(yè)樓宇和營業(yè)性餐廳，照明負荷有的甚至超過了空調(diào)負荷而躍居各種用電之首。目前，我國照明所消耗的電能約占電力總消耗量的1/6。提高照明系統(tǒng)的能效水平無疑將較大幅度降低照明能耗，有效緩解電力供應緊張的局面。鑒于此，本文對建筑電氣工程中照明節(jié)能設(shè)計進行了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑；照明；節(jié)能設(shè)計

一、前言

目前，我國建筑照明能耗已成為一個國家總能耗的重要組成部分，我國照明能耗約占全國總能耗的 12%—20%。人們已經(jīng)認識到照明節(jié)電不僅節(jié)約資源、減少污染、保護環(huán)境，而且成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。國家建設(shè)部對照明節(jié)能設(shè)計的要求就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，利用電能、太陽能等能源，力求最大限度地減少照明系統(tǒng)中的能耗損失。建筑照明量大而面廣，故照明節(jié)能的潛力很大。

二、建筑照明節(jié)能設(shè)計的方法

1、照明燈具的選用

合理選擇節(jié)能燈具是建筑照明實現(xiàn)節(jié)能的重要措施，熒光燈是應用廣泛，用量最大的氣體放電光源，它具有結(jié)構(gòu)簡單、光效高、發(fā)光柔和、壽命長、無頻閃和無電磁輻射等優(yōu)良性能，把它應用到建筑物照明中會取得良好的照明和節(jié)電效果。熒光燈的發(fā)光效率是白熾燈的4-5倍，壽命是白熾燈的7-8倍，是高效節(jié)能光源。熒光燈按其外形又可分為雙端和單端熒光燈。雙端熒光燈絕大多數(shù)是直管形，根據(jù)燈管的直徑不同，預熱式直管熒光燈有多種類型。例如單端熒光燈外形眾多，如H形、U形、環(huán)U、環(huán)形、球形、螺旋形等，燈頭均在一端。帶有鎮(zhèn)流器和標準燈頭，并使之為一體的熒光燈稱為自鎮(zhèn)流熒光燈。這種燈在不損壞其結(jié)構(gòu)時是不可拆卸的。自鎮(zhèn)流熒光燈集白熾燈和熒光燈的優(yōu)點，具有光效高、壽命長、顯色性好、使用方便等優(yōu)點，它與各種類型的燈具配套，可制成臺燈、壁燈、吊燈、裝飾燈等，適用于家庭、商店、賓館等照明。高強氣體放電燈包括高壓汞燈、高壓鈉燈、高顯鈉燈、金屬鹵化物燈等。這些光源各有優(yōu)勢，把它們有選擇地應用到照明中也一定會取得很好的節(jié)能效果。

2、照明光源的選擇

按工作場所的條件，選用不同種類的高效光源，提高照明質(zhì)量，保護實力，提高勞動生產(chǎn)率和能源的有效利用率，以達到節(jié)約能源的目的。（1）燈具安裝高度較低的場所選用熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈，它們都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優(yōu)點，但前者比后者光效更高、壽命更長、性價比更優(yōu)。因此，除有裝飾性要求的場所外，一般情況下，都應選用直管熒光燈。 （2）燈具安裝高度較高的場所宜用金鹵燈，也可用中顯色高壓鈉燈，對于顯色性要求高的場所，可以采用陶瓷金鹵燈；對于沒有顯色性要求的工業(yè)場所，可以用高效、壽命長的高壓鈉燈。（3）安裝高度高且不易維護的場所如高大廳堂等，宜選用高頻無極熒光燈。其重要特點是使用壽命長，同時，光效高，顯色性好，起點快捷、可靠。 （4限制熱輻射光源（普通照明用白熾燈、鹵鎢燈）的應用。熱輻射光源的優(yōu)點是顯色性好、起點快速、便于調(diào)光。但由于光效低、壽命不長，所以要限制使用。除要求調(diào)光、開關(guān)頻繁和短暫工作以及特殊裝飾要求外，不應使用。

3、燈具控制方案的確定

在照明中，照明的控制方式對于照明節(jié)能起到了重要的作用?，F(xiàn)有的照明控制方式很多，照明設(shè)計要考慮當僅有少數(shù)人工作時，可按需要開一部分燈，而不必點亮更多燈，以免造成不必要的能源浪費。因此，民用建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施；體育館、影劇院、候機廳、候車廳等公共場所應采用集中控制，并按需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施；旅館的每間（套）客房應設(shè)置節(jié)能控制型總開關(guān)；居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明，除應急照明外，宜采用節(jié)能自熄開關(guān)；每個照明開關(guān)所控光源數(shù)不宜太多；房間或場所裝設(shè)有兩列或多列燈具時，宜按有關(guān)規(guī)范要求分組控制。

4、合理選擇電線和電纜

照明線路的損耗占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和各導線截面積。由于線路存在電阻，有電流流過時，就會產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。應選用電阻率較小的材質(zhì)做導線，銅芯最佳但又要貫徹節(jié)約用銅的原則。減少線路的損耗應從以下幾方面入手：（1）減小導線長度。第一，線路盡可能走直線，少走彎路以減少導線長度；第二，低壓線路應不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失；第三，變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電距離，當建筑物每層平面在10000平方米左右時，至少要設(shè)2兩個變配電所，以減少干線的長度；第四，在高層建筑中，低壓配電室應靠近豎井，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，不至于產(chǎn)生支線沿著干線倒送的現(xiàn)象。（2）增大導線截面。首先，對于比較長的線路，除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護的配合及電壓損失所選定的截面，再加大一級導線截面，所增加的費用為M}由于節(jié)約能耗而減少的年運行費用為m，則M/m為回收年限，若回收年限為幾個月或一、二年，則應加大一級導線截面。一般而言，導線截面小于70平方厘米，線路長度超過100米的增加一級導線截面比較容易實現(xiàn)上述條件。其次，利用某些季節(jié)性負荷的線路，這些用戶不用時，可提供給常期用戶作供電線路使用，以減少線路和電阻。

5、選擇合適電動機

在建筑工程中應選用高效率的電動機。選擇電動機類型時，必須正確掌握負荷特性，弄清楚負荷是連續(xù)的還是斷續(xù)的。若為連續(xù)負荷，要了解電動機的輸出功率是否與各種負荷相匹配，如果是風機和泵等平方遞減負荷特性，在輕載時打開風門和閥門，采用調(diào)速電動機在低速運行，可以節(jié)約電能。斷續(xù)負荷時，要了解輕負荷時能否停止電動機的運行，或運行中能否把多余的能量釋放出來。如果即使輕負荷時也不能停止電動機的工作，則應考慮采用交流變頻調(diào)速裝置。在民用建筑中，動力負荷主要是風機和水泵電動機類，一般水泵電動機的容量是根據(jù)可能出現(xiàn)的最大負荷來選擇的。而水泵在運行過程根據(jù)需求情況水流量是變化的。水泵的工作特性是流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚程與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。當流量減少一半時采用調(diào)速的方法將電動機的轉(zhuǎn)速降低一半，則這時電動機的軸功率只是額定功率的1/8，對于需要變流量運行的水泵采用調(diào)速技術(shù)可大幅度的降低能耗。目前變頻調(diào)速是一種高效能的調(diào)速方式，可以在保持正常轉(zhuǎn)差率下運轉(zhuǎn)實現(xiàn)無級調(diào)速，可以在低速運行時使電動機輸出最大轉(zhuǎn)矩不變，起到了節(jié)能降耗的目的。比變頻器價格便宜的另一種節(jié)能措施是采用軟起動器。軟起動器設(shè)備是按起動時間逐步調(diào)節(jié)晶閘管的導通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。軟起動器通常用在電動機容量較大、又需要頻繁起動的水泵設(shè)備中，以及附近用電設(shè)備對電壓的穩(wěn)定要求較高的場合。

6、照度控制方法

（1）手動方式。1）標準安裝的墻壁開關(guān)：最普通的控制方法，只有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)。2）按鍵控制按鈕：包括無級調(diào)節(jié)（可以連續(xù)調(diào)節(jié)照度）和有級調(diào)節(jié)（設(shè)置照度調(diào)節(jié)檔位）。 3）遙控開關(guān)：通過無限發(fā)射和接受裝置進行控制。（2）自動方式。1）基于自然光的照度控制：通過照度傳感器測量人工光照和自然光照來實現(xiàn)，將測量值與預先設(shè)定的照度值相比較，如預設(shè)值與實際值有任何差異，人工照明就會隨之調(diào)整。2）基于人的照度控制：采用紅外探測器，如果在預定的時期內(nèi)房間沒有檢測到人的存在照明將自動關(guān)閉。預設(shè)一個可以選擇的光照等級，到達這一等級光照裝置自動變暗。

三、結(jié)語

建筑照明節(jié)能設(shè)計具有重要意義。作為設(shè)計人員，為了使建筑照明真正達到節(jié)能的效果，應在設(shè)計中熟悉照明節(jié)能的應用，比較各節(jié)能方案，找到合適的照明節(jié)能方案， 改善人們生活質(zhì)量、提高工作效率、保護人民身心健康的照明環(huán)境。

參考文獻：

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