建筑綠色照明和節(jié)能控制的探究

姚金陽

摘 要：建筑室內(nèi)光環(huán)境直接影響著人們的生活健康、工作效率以及視覺對(duì)建筑的藝術(shù)形態(tài)，隨著現(xiàn)代照明技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)和計(jì)算方法正在逐漸向著科學(xué)化、合理化以及以人為本的思想方向發(fā)展。同時(shí)，對(duì)于綠色照明和節(jié)能控制方面都有很大的促進(jìn)作用，對(duì)于合理而高效的自然采光，以及自然采光與人工照明相結(jié)合的研究將會(huì)更加廣泛和深入，為此本文將就建筑綠色照明和節(jié)能控制展開探討。

關(guān)鍵詞：建筑；綠色照明；節(jié)能控制

中圖分類號(hào)：TM93.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）06-0003-01

1 選擇適宜的配電部件和照明方式

第一，選擇適宜的配電部件。通過對(duì)設(shè)計(jì)方案的驗(yàn)證和評(píng)估，電氣設(shè)計(jì)師選擇適宜的配電部件和變配電裝置，確保在滿足負(fù)荷要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)和綠色環(huán)保；在選擇容量時(shí)，通常選擇稍微大于實(shí)際值，以便在確保安全的基礎(chǔ)上減少各配電設(shè)備的損耗；在選擇適宜配電裝置時(shí)，還要考慮合適的導(dǎo)體截面，通常選擇載流量略大于實(shí)際值，同時(shí)導(dǎo)體所在的電壓又不能超過電壓指定值。

第二，選擇適宜的照明方式。不同的建筑或空間功能對(duì)于照明方式是截然不同的，對(duì)于一般照明而言，可能只是要求達(dá)到相應(yīng)的照度值以及照度均勻度的要求，而有些特殊的房間則需要選擇合適的照明方式，例如局部照明或是重點(diǎn)突出某個(gè)被照物的照明方式。合理化的設(shè)計(jì)開關(guān)控制的不同照明方式，使照明方式存在合理性和科學(xué)性，例如對(duì)于靠窗位置，自然采光相對(duì)于房間內(nèi)部要好一些，對(duì)于照明方式也應(yīng)該合理化分布。此外，對(duì)于某些場合或空間采用光控來控制照明方式，有些地方卻需要采用聲控或紅外線感應(yīng)等等，不同環(huán)境條件采用不同的照明方式。

第三，選擇適宜的照明光源。選用光源一般應(yīng)注意以下方面內(nèi)容：考慮使用照明場所功能性特點(diǎn)和建筑所處環(huán)境，進(jìn)而選用合適的光源和照明方式；考慮要求選擇光源所呈現(xiàn)處的色溫、光效以及頻閃率等；尤其對(duì)于廣泛應(yīng)用的熒光燈中的啟動(dòng)裝置和相關(guān)附件的考慮，也是做到綠色照明很重要的一項(xiàng)考慮因素。

2 智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用背景

手動(dòng)控制和自動(dòng)開關(guān)控制屬于傳統(tǒng)的照明控制方式，原理和設(shè)備較為簡單，這種簡單開關(guān)控制只適用于小區(qū)域的、控制區(qū)域內(nèi)的燈具數(shù)量有限、而且控制的邏輯較為簡單，對(duì)于燈具也只能是簡單的分組控制，而不能根據(jù)需要對(duì)單個(gè)燈具的照度進(jìn)行調(diào)節(jié)，場景單調(diào)。傳統(tǒng)控制雖然簡單、直觀，但是設(shè)計(jì)完成后系統(tǒng)的改動(dòng)就變的很困難，不利于后期的改進(jìn)控制；再者，對(duì)于復(fù)雜的控制，傳統(tǒng)控制布線就會(huì)非常復(fù)雜，使得出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)增多，可靠性降低，一旦出現(xiàn)故障，后期維修也相當(dāng)麻煩，這都會(huì)影響照明質(zhì)量。

近年來，照明系統(tǒng)也在逐漸智能化，尤其是“互聯(lián)+”等概念的提出，智能照明系統(tǒng)技術(shù)正在逐漸廣泛出現(xiàn)在我們的日常生活中。針對(duì)高檔住宅的照明個(gè)性化需求，辦公建筑的重要區(qū)域比如會(huì)議室的燈光控制，或大型標(biāo)志性的建筑的場景控制，再或者大的酒店的照明，這些需求決定了引入智能照明系統(tǒng)的必要性。智能照明系統(tǒng)在控制方式、照明方式、管理方式以及布線、后期維護(hù)、系統(tǒng)可靠性方面均有著極大的優(yōu)勢。

2.2 智能照明系統(tǒng)的工作原理和應(yīng)用案例

圖1為一個(gè)典型的智能照明系統(tǒng)，其采用ZigBee技術(shù)，主要由ZigBee節(jié)點(diǎn)模塊、ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)、調(diào)光控制電路和遠(yuǎn)程控制上位機(jī)四個(gè)部分組成。通過信息采集電路采集到的信息，首先傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行處理，然后通過ZigBee收發(fā)節(jié)點(diǎn)模塊使其轉(zhuǎn)換為無線電信號(hào)，接著發(fā)送到ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中，再通過ZigBee收發(fā)協(xié)調(diào)器模塊給上位機(jī)傳輸，使上位機(jī)能獲得到了實(shí)時(shí)的現(xiàn)場環(huán)境信息。當(dāng)上位機(jī)得到實(shí)時(shí)信息后以此信息為依據(jù)，管理員根據(jù)實(shí)際需要，通過操作PC上位機(jī)發(fā)出相關(guān)指令，該指令再傳輸給執(zhí)行電路讓其做出相應(yīng)的動(dòng)作從而控制節(jié)能燈具。

3 自然采光控制

自然采光控制也是采光照明中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，目前主要是通過百葉窗的開關(guān)控制來控制太陽光入射到空間的范圍。圖2為百葉窗控制系統(tǒng)框圖，在正常的照度要求和視覺舒適度的條件下，由照度傳感器采集室內(nèi)外的照度基準(zhǔn)值，并與目標(biāo)值一起送到控制器中，通過相應(yīng)的控制分析處理，得出需要調(diào)節(jié)的百葉窗角度值，而檢測模塊通過測量值再反饋至結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)室內(nèi)照度值的目的（即照度傳感器檢測到室內(nèi)照度低于目標(biāo)值時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)百葉窗開啟一定角度增加進(jìn)光量；傳感器檢測到高于目標(biāo)值的照度時(shí)，減小百葉窗開啟角度進(jìn)而減少進(jìn)光量）。

4 照明供電設(shè)計(jì)的優(yōu)化

首先，照明負(fù)荷分回路供電。具體說來：沖擊性負(fù)荷采取單獨(dú)電源供電，較大功率的負(fù)荷單獨(dú)供電，在條件允許的情況下，這些負(fù)荷和照明負(fù)荷分別采用不同變壓器供電；對(duì)于照明質(zhì)量要求高的場所，以及照明負(fù)荷較多的情況下，可以設(shè)置單獨(dú)的照明用電變壓器，保證照明供電電壓質(zhì)量。

其次，電源設(shè)在負(fù)荷中心。建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，變電所的位置應(yīng)該布置在負(fù)荷中心，而并不是建筑物的中心，也不是到各個(gè)負(fù)荷的平均距離最短。負(fù)荷中心指的是各個(gè)終端負(fù)荷用戶到變電所的導(dǎo)線上產(chǎn)生的電能損耗的總和最小，即變電所布置在傳輸導(dǎo)線上的電能損耗的平均值最小。當(dāng)電流在導(dǎo)線上的電能損耗最小，電流在導(dǎo)線上的電壓降也是最小，終端負(fù)荷到變電所的導(dǎo)線上產(chǎn)生的電壓偏差最小。

最后，合理選擇導(dǎo)線。電氣照明工程中的導(dǎo)線有母線、電纜和低壓絕緣導(dǎo)線。選擇導(dǎo)線時(shí)，優(yōu)先選擇銅芯導(dǎo)線而不是鋁芯，這是因?yàn)殂~的電阻率約為鋁的三分之一，在相同截面積下銅芯導(dǎo)線的電阻是鋁芯導(dǎo)線的三分之一，顯然銅芯導(dǎo)線可以明顯降低電壓損耗；銅芯導(dǎo)線的載流量是相同截面積的鋁芯導(dǎo)線的1.3倍，相同載流量下銅芯的截面積要小于鋁芯導(dǎo)線，綜合電阻與電阻率和截面積的關(guān)系，銅導(dǎo)線的電阻小于鋁導(dǎo)線，電壓降小。

5 結(jié)語

由于光源在空間各方向中發(fā)出的光通量不均勻、大小也不相等，而我們傳統(tǒng)的建筑照明設(shè)計(jì)更多是滿足于理論計(jì)算或更多依靠經(jīng)驗(yàn)理論，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中卻難以滿足實(shí)際工作要求，此外對(duì)于綠色照明和照明節(jié)能設(shè)計(jì)，以及是否能更加準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)照明能耗和智能控制等方面還存在許多不足，故我們的電氣設(shè)計(jì)師未來應(yīng)在此方面進(jìn)行更深入的研究。

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