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[摘 要]现代照明系统在建筑能耗中所占的比例日益增大，实现照明系统的节能迫在眉睫。该文有针对性地阐述了照明节能设备的选择，介绍了照明控制方式的优化方法，对建筑物的照明节能具有参考意义。
[关键词]照明系统；节能控制
中图分类号：TD224 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0077-02
现代照明系统不仅仅满足了人们视觉上的明暗效果，而且采用多种控制方案给建筑物添加了丰富的艺术美感，在许多商务大厦、餐馆酒店、展销中心、体育馆等公共场所中得到了广泛应用。与此同时，照明系统也在日益成为建筑中的能耗大户。据统计，照明能耗一般占整个建筑电量能耗的25%-35%，占全国电力总消耗量的13%，因此实现照明系统节能的意义十分重大，经济效果明显.、
1 照明節能设备选择
1.1 合理选择高效经济光源
在早期楼宇建筑中，有很多地方依然使用白炽灯，不利于建筑物长远的节能经济发展。9W紧凑节能型荧光灯与60W白炽灯具有大致相同的光通量。两种灯具光通量大致相同，一只紧凑型节能灯具开始投资售价约37元，而白炽灯仅为1元，从初始投资来看，白炽灯综合投资成本要远远低于紧凑型节能灯具。但是从运行费用来看，紧凑型节能灯具经一年运行后，不仅其节能费用收回了灯具前期投资成本，同时还节省了9.2元。在楼宇建筑中，照明灯具的数量巨大，按照数据分析，如果在建筑电气照明系统中合理选择节能灯具，其所获得的经济效益十分可观。
光源选择是整个照明系统选型设计的主要部分，在工程实际应用中，应结合工程实际情况、灯具使用场所、人员对照明设备视觉要求以及照明数量和质量等技术要求合理选择灯具光源类型。应在满足照明区域显色性、启动时间等技术要求的前提下，优选发光效率高、显色性好、综合使用寿命长、运行安全可靠、安装维护简单方便、性价比高的发光光源。具体选择原则如下：（1）对于安装高度较低的场所应选用荧光灯。目前，工程实际应用中的荧光灯包括直管荧光灯和紧凑型荧光灯两类，它们均具有光效性能高、寿命较长、显色性较高等优点。但大量科学研究和实际工作经验表明，直管荧光灯在使用寿命、光通维持效率水平以及性价比等方面均比紧凑型荧光灯优越。因此，在没有特殊照明系统装饰性要求的场所中，宜选用直管荧光灯，推荐选用综合效率较高的T5、T8细管荧光灯。（2）对于灯具安装高度较高的照明场所宜选用金卤灯，也可选用高效能的中显色高压钠灯。在对显色性要求非常高的场所，也可选用陶瓷金卤灯。（3）对于楼宇建筑中一些安装高度十分高，且后期运行维护不太容易的场所，如高大迎宾大厅、宴会厅等场所，应选用综合使用寿命长、光效高的高频无极荧光灯。（4）用金卤灯代替传统荧光高压汞灯，提高照明系统光效、显色指数等技术指标。（5）除特殊装饰需求外，应限制热辐射光源（如普通照明用白炽灯、卤钨灯）等在建筑电气照明系统中的使用。
1.2 采用高效率节能灯具
在做照明系统设计时，以上各类光源均很少单独使用，而是将各种光源相互搭配，利用各种光源的优缺点进行互补，才能在工程应用中真正体现其实际应用价值，在发挥照明系统应有功能效果基础上，构筑节能降耗的完善合理方案。在照明系统设计过程中，不仅要注意选用控光效果好、能量转换效率高的灯具，同时还应注意各种灯具的配光曲线，保证照明系统具有高效节能的灯光效果。灯具搭配不当、灯具使用效率太低等均可能使照明系统浪费高达30%～40%电能资源。灯具安装就位后，除重新选型搭配安装外，无其他方法可以补救，造成巨大能源浪费或投资资金损失。另一方面，如果整个照明系统灯具使用效率和转换效率均非常高，则不但可以使照明区域单位面积的耗电量大大下降，降低建筑电气照明系统综合投资，同时后期运行维护控制管理较为灵活可靠，有效实现了电气照明系统节能目的。
在做照明系统设计时，一般不宜选用效率低于70%的灯具。当选用装有遮光栅格灯具时，安装调试过程中要特别注意遮光栅格保护角对灯具光效性能的影响；合理选用布置非对称光分布灯具，由于此类灯具具有减弱工作区反射眩光的优点，因此其能在一定照度下，有效改善人员的视觉条件，从而获得较为优越的灯光效果；选用变质速度较慢的外壳材料灯具，如玻璃灯罩、搪瓷反射罩等外壳保护的灯具，可以有效减少光能衰减率，达到节能降耗的目的。
1.3 优选气体放电光源启动照明设备
大量工程数据表明，荧光灯用电感镇流器运行功耗一般约为荧光灯额定功率的20%，高强度气体放电灯的镇流器运行功耗约为额定功率的15%～16%。电子镇流器启动荧光灯能耗要比电感镇流器启动荧光灯能耗低，约可节能10%，而其自身功耗约可降低到电感镇流器自身能耗的60%～75%，电子式启动照明设备节电效果十分明显。因此，对于气体放电光源而言，宜配用电子镇流器或节能型电感镇流器，以降低照明灯具电能损耗。
2 照明系统的节能设计
2.1 合理选择照明搭配方案
（1）应根据技术经济性、适用性、实际性等原则进行建筑艺术照明设计。不能为了片面追求艺术形式，降低照明系统的综合经济可靠性。（2）按照建筑物功能分区设置一般照明和混合照明系统。（3）进行需要高照度或改善光色要求的特殊场合照明设计时，宜结合场地实际情况，采用两种以上光源组成完善的混光照明系统。（4）进行建筑照明系统设计时，要优先选用利用系统较高的照明设计方案，不允许为了片面节能而降低推荐照度方案，影响建筑照明系统应有的灯光效果。
2.2 合理选择照明系统照度标准
进行照明系统设计时，应依据GB50034—2004《建筑照明设计标准》等规范标准技术要求，并根据不同的建筑功能特性和工作区域要求，选择经济合理的照度标准值与照明功率密度值。当建筑物内部不同房间或场所仅给出一个照度标准参考值时，设计人员可根据工程实际情况，参照标准值进行动态设计。也可在参考标准值基础上进行适当修正，但不能盲目提高照明区域的照度标准，避免出现照明系统照度值选取太高，造成不必要的电能资源浪费。 2.3 合理选择照明线路
照明线路的损耗约占输入电能的4%，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。照明电压一般为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线3种方式供电。三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
2.4 提高照明设计质量精度
加强设计人员的照明设计质量意识和节能意识，充分利用先进的专业照明设计模拟软件如TI.al，Pl、LumenMiero、Caleulux、AGI32、DIALux等，通过房l司建模、合理布置灯具的位置以及软件本身自带的灯具数据库（灯具的配光曲线、生产厂商、采用的单位、亮度的置值等）进行照度的精确设计和计算，并建立不同的场景虚拟和现实模拟，输出完整的报表，提高设计质量的精度，创造高效、舒适、节能的建筑照明空间，从建筑照明的最初设计环节上减小照度的冗余设计，实现能源的高效利用。
3 照明系统的科学管理
3.1 定时控制
建筑物内部的有规律的使用场所的照明可以分成若干组.每组灯具均受照明控制器的控制，通过软件编程的方式使各组照明灯具按用户预置的时间衷自动开启、关闭，例如楼梯间、走道、电梯厅、厕所等公共区域的照明灯具可预先设定时间段定时对这些场所的照明灯具进行开关控制.例如在下班时间自动变暗或关闭，或者只有在上班、营业时间才供电，从而避免了人走灯长明的浪费能源的现象。
3.2 集中控制
对公共场所的照明宜采用集中控制方式，并根据各分区的具体用途、使用时段和天然采光状况将公共场所所有的灯具分区、分组，设定各种照度参数和运行模式。在中央控制室可随意修改各分区的运行模式，任意设定智能化的面板开关、调整开关控制的区域，實现照明系统的人性化设计，在满足照度要求的基础上最大限度地节约能源。例如对公共场所的照明，采用分组开关方式或调光方式控制。人员进出较多的时段（如上下班时段），打开大厅全部同路的灯光，方便人员进出；人员进出较少时段，打开部分回路的灯光；在各出人口处设有手动控制开关.可根据需要手动控制就地开关灯。
3.3 按钮控制
对于一些局部场所，例如办公区域、营业场所、某些特殊房间等，可采用传统的智能化手动面板控制，通过软件编程随意设置面板的控制对象，发挥其调光功能或分段控制功能，从而在手动状态下实现系统的节能。
3.4 泛光照明控制
广告灯、泛光照明等利用感光元件结合调光控制器，.对其进行定时开启，从而避免不必要的电能的浪费。对于设有建筑设备综合管理系统BMS的建筑，可将公共区域的照明、建筑立面照明、庭院照明等纳人集成管理系统进行管理和控制，实现场景控制、定时控制，分时、分期、分月、分季控制，既美化建筑夜景，使人赏心悦目，又达到了最佳的节能目的。目前国家对智能照明控制系统的管线敷设和选型的规范要求非常少，不能做到有规可依，2008年北京奥运会以后经过实地调研得到不少宝贵经验，根据体育建筑智能化系统工程技术规程（JGJ/T179-2009）6.4.6智能照明的控制系统总线或信号线及控制线不得与强电电源线共管或共槽敷设，保护管应为金属管，并应良好接地。除此之外控制器的选型也注意做到规范要求：6.4.5场地照明及控制系统驱动模块的额定电流不应小于其回路的计算电流，驱动模块额定电压应与所在回路的额定电压相一致，当驱动模块安装在控制柜等不良散热场所或高温场所，应当降容使用，降容系数应为0.8-1.设计控制系统的时候，应该注意产品的选型参数要符合国家规范要求。
3.5 场景控制
对于一些具有一定组合灯光效果要求，或者多种灯光效果的场所或区域，可采用场景控制模式，同一场所的若干照明回路可随意组成若干场景，每种场景下均可对照明回路连续调光控制，各场景之间可任意切换，可选择最节约能源的方式进行组合，既简化了控制，又达到了节能的目的。如对于会议室及多功能厅，在会议的各阶段根据角色（发言人和观众）不同，可设置多种场景控制模式，如报告模式：突出发言人的形象为主，主席台灯的亮度设置在70%一100%之间，听众席的照度从前排到后排逐渐变亮，便于记录；投影模式：主席台只留讲解人所在位置，灯具亮度50%左右，听众席的照度由前排至后排逐渐增亮，并增加对投影仪的红外控制；此外还可设置研讨模式、人场模式、退场模式、备场模式等。
4 选用新技术产品
LED（发光二极管）具有耗电量低、综合使用寿命长、反应速度快等优点，是照明系统研究的新兴方向。LED能发出多种颜色的光，可根据用户需求营造出温馨、舒适的休闲环境，目前已广泛应用于城市交通标志灯、建筑室外夜景渲染、园林艺术照明等方面。利用其光色可调时变特性，运用数字化计算机智能控制技术，根据艺术需求形成光影、明暗、色彩等多彩变换，提高建筑艺术审美功能。
LED灯具发光效率高，且其价格也有较大回落，因此在相当多的建筑中已得到普及。随着半导体技术的进一步发展，LED灯具的发光效率可能会进一步提升，目前实验室数据已可达200lm/W。相信在不久的未来，LED灯具将会在建筑电气照明系统中得到更加广泛的推广应用。
总之，在当前的照明降压节能降耗技术的应用中，各种技术的应用各有优势和劣势，应该根据具体情况，通过对照明系统进行精心设计、合理选择照明产品以及在日常运行中进行科学化规范化的管理，并积极采用先进的智能照明控制系统，来达到显著的节能效果，具有很强的实用性和广泛的适用性。照明系统节能潜力巨大.它为解决当前日益增大的建筑能耗提供了一个有效途径，在一定程度上缓解了我国的用电危机。
参考文献
[1] 任元会.工业与民用供配电设计手册（第三版）.中国电力出版社，2005.
[2] 低压配电设计规范.GB50054-94.北京：中国建筑工业出版社.
[3] 城市道路照明设计标准.CJJ45-91.北京：中国建筑工业出版社.
[关键词]照明系统；节能控制
中图分类号：TD224 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0077-02
现代照明系统不仅仅满足了人们视觉上的明暗效果，而且采用多种控制方案给建筑物添加了丰富的艺术美感，在许多商务大厦、餐馆酒店、展销中心、体育馆等公共场所中得到了广泛应用。与此同时，照明系统也在日益成为建筑中的能耗大户。据统计，照明能耗一般占整个建筑电量能耗的25%-35%，占全国电力总消耗量的13%，因此实现照明系统节能的意义十分重大，经济效果明显.、
1 照明節能设备选择
1.1 合理选择高效经济光源
在早期楼宇建筑中，有很多地方依然使用白炽灯，不利于建筑物长远的节能经济发展。9W紧凑节能型荧光灯与60W白炽灯具有大致相同的光通量。两种灯具光通量大致相同，一只紧凑型节能灯具开始投资售价约37元，而白炽灯仅为1元，从初始投资来看，白炽灯综合投资成本要远远低于紧凑型节能灯具。但是从运行费用来看，紧凑型节能灯具经一年运行后，不仅其节能费用收回了灯具前期投资成本，同时还节省了9.2元。在楼宇建筑中，照明灯具的数量巨大，按照数据分析，如果在建筑电气照明系统中合理选择节能灯具，其所获得的经济效益十分可观。
光源选择是整个照明系统选型设计的主要部分，在工程实际应用中，应结合工程实际情况、灯具使用场所、人员对照明设备视觉要求以及照明数量和质量等技术要求合理选择灯具光源类型。应在满足照明区域显色性、启动时间等技术要求的前提下，优选发光效率高、显色性好、综合使用寿命长、运行安全可靠、安装维护简单方便、性价比高的发光光源。具体选择原则如下：（1）对于安装高度较低的场所应选用荧光灯。目前，工程实际应用中的荧光灯包括直管荧光灯和紧凑型荧光灯两类，它们均具有光效性能高、寿命较长、显色性较高等优点。但大量科学研究和实际工作经验表明，直管荧光灯在使用寿命、光通维持效率水平以及性价比等方面均比紧凑型荧光灯优越。因此，在没有特殊照明系统装饰性要求的场所中，宜选用直管荧光灯，推荐选用综合效率较高的T5、T8细管荧光灯。（2）对于灯具安装高度较高的照明场所宜选用金卤灯，也可选用高效能的中显色高压钠灯。在对显色性要求非常高的场所，也可选用陶瓷金卤灯。（3）对于楼宇建筑中一些安装高度十分高，且后期运行维护不太容易的场所，如高大迎宾大厅、宴会厅等场所，应选用综合使用寿命长、光效高的高频无极荧光灯。（4）用金卤灯代替传统荧光高压汞灯，提高照明系统光效、显色指数等技术指标。（5）除特殊装饰需求外，应限制热辐射光源（如普通照明用白炽灯、卤钨灯）等在建筑电气照明系统中的使用。
1.2 采用高效率节能灯具
在做照明系统设计时，以上各类光源均很少单独使用，而是将各种光源相互搭配，利用各种光源的优缺点进行互补，才能在工程应用中真正体现其实际应用价值，在发挥照明系统应有功能效果基础上，构筑节能降耗的完善合理方案。在照明系统设计过程中，不仅要注意选用控光效果好、能量转换效率高的灯具，同时还应注意各种灯具的配光曲线，保证照明系统具有高效节能的灯光效果。灯具搭配不当、灯具使用效率太低等均可能使照明系统浪费高达30%～40%电能资源。灯具安装就位后，除重新选型搭配安装外，无其他方法可以补救，造成巨大能源浪费或投资资金损失。另一方面，如果整个照明系统灯具使用效率和转换效率均非常高，则不但可以使照明区域单位面积的耗电量大大下降，降低建筑电气照明系统综合投资，同时后期运行维护控制管理较为灵活可靠，有效实现了电气照明系统节能目的。
在做照明系统设计时，一般不宜选用效率低于70%的灯具。当选用装有遮光栅格灯具时，安装调试过程中要特别注意遮光栅格保护角对灯具光效性能的影响；合理选用布置非对称光分布灯具，由于此类灯具具有减弱工作区反射眩光的优点，因此其能在一定照度下，有效改善人员的视觉条件，从而获得较为优越的灯光效果；选用变质速度较慢的外壳材料灯具，如玻璃灯罩、搪瓷反射罩等外壳保护的灯具，可以有效减少光能衰减率，达到节能降耗的目的。
1.3 优选气体放电光源启动照明设备
大量工程数据表明，荧光灯用电感镇流器运行功耗一般约为荧光灯额定功率的20%，高强度气体放电灯的镇流器运行功耗约为额定功率的15%～16%。电子镇流器启动荧光灯能耗要比电感镇流器启动荧光灯能耗低，约可节能10%，而其自身功耗约可降低到电感镇流器自身能耗的60%～75%，电子式启动照明设备节电效果十分明显。因此，对于气体放电光源而言，宜配用电子镇流器或节能型电感镇流器，以降低照明灯具电能损耗。
2 照明系统的节能设计
2.1 合理选择照明搭配方案
（1）应根据技术经济性、适用性、实际性等原则进行建筑艺术照明设计。不能为了片面追求艺术形式，降低照明系统的综合经济可靠性。（2）按照建筑物功能分区设置一般照明和混合照明系统。（3）进行需要高照度或改善光色要求的特殊场合照明设计时，宜结合场地实际情况，采用两种以上光源组成完善的混光照明系统。（4）进行建筑照明系统设计时，要优先选用利用系统较高的照明设计方案，不允许为了片面节能而降低推荐照度方案，影响建筑照明系统应有的灯光效果。
2.2 合理选择照明系统照度标准
进行照明系统设计时，应依据GB50034—2004《建筑照明设计标准》等规范标准技术要求，并根据不同的建筑功能特性和工作区域要求，选择经济合理的照度标准值与照明功率密度值。当建筑物内部不同房间或场所仅给出一个照度标准参考值时，设计人员可根据工程实际情况，参照标准值进行动态设计。也可在参考标准值基础上进行适当修正，但不能盲目提高照明区域的照度标准，避免出现照明系统照度值选取太高，造成不必要的电能资源浪费。 2.3 合理选择照明线路
照明线路的损耗约占输入电能的4%，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。照明电压一般为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线3种方式供电。三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
2.4 提高照明设计质量精度
加强设计人员的照明设计质量意识和节能意识，充分利用先进的专业照明设计模拟软件如TI.al，Pl、LumenMiero、Caleulux、AGI32、DIALux等，通过房l司建模、合理布置灯具的位置以及软件本身自带的灯具数据库（灯具的配光曲线、生产厂商、采用的单位、亮度的置值等）进行照度的精确设计和计算，并建立不同的场景虚拟和现实模拟，输出完整的报表，提高设计质量的精度，创造高效、舒适、节能的建筑照明空间，从建筑照明的最初设计环节上减小照度的冗余设计，实现能源的高效利用。
3 照明系统的科学管理
3.1 定时控制
建筑物内部的有规律的使用场所的照明可以分成若干组.每组灯具均受照明控制器的控制，通过软件编程的方式使各组照明灯具按用户预置的时间衷自动开启、关闭，例如楼梯间、走道、电梯厅、厕所等公共区域的照明灯具可预先设定时间段定时对这些场所的照明灯具进行开关控制.例如在下班时间自动变暗或关闭，或者只有在上班、营业时间才供电，从而避免了人走灯长明的浪费能源的现象。
3.2 集中控制
对公共场所的照明宜采用集中控制方式，并根据各分区的具体用途、使用时段和天然采光状况将公共场所所有的灯具分区、分组，设定各种照度参数和运行模式。在中央控制室可随意修改各分区的运行模式，任意设定智能化的面板开关、调整开关控制的区域，實现照明系统的人性化设计，在满足照度要求的基础上最大限度地节约能源。例如对公共场所的照明，采用分组开关方式或调光方式控制。人员进出较多的时段（如上下班时段），打开大厅全部同路的灯光，方便人员进出；人员进出较少时段，打开部分回路的灯光；在各出人口处设有手动控制开关.可根据需要手动控制就地开关灯。
3.3 按钮控制
对于一些局部场所，例如办公区域、营业场所、某些特殊房间等，可采用传统的智能化手动面板控制，通过软件编程随意设置面板的控制对象，发挥其调光功能或分段控制功能，从而在手动状态下实现系统的节能。
3.4 泛光照明控制
广告灯、泛光照明等利用感光元件结合调光控制器，.对其进行定时开启，从而避免不必要的电能的浪费。对于设有建筑设备综合管理系统BMS的建筑，可将公共区域的照明、建筑立面照明、庭院照明等纳人集成管理系统进行管理和控制，实现场景控制、定时控制，分时、分期、分月、分季控制，既美化建筑夜景，使人赏心悦目，又达到了最佳的节能目的。目前国家对智能照明控制系统的管线敷设和选型的规范要求非常少，不能做到有规可依，2008年北京奥运会以后经过实地调研得到不少宝贵经验，根据体育建筑智能化系统工程技术规程（JGJ/T179-2009）6.4.6智能照明的控制系统总线或信号线及控制线不得与强电电源线共管或共槽敷设，保护管应为金属管，并应良好接地。除此之外控制器的选型也注意做到规范要求：6.4.5场地照明及控制系统驱动模块的额定电流不应小于其回路的计算电流，驱动模块额定电压应与所在回路的额定电压相一致，当驱动模块安装在控制柜等不良散热场所或高温场所，应当降容使用，降容系数应为0.8-1.设计控制系统的时候，应该注意产品的选型参数要符合国家规范要求。
3.5 场景控制
对于一些具有一定组合灯光效果要求，或者多种灯光效果的场所或区域，可采用场景控制模式，同一场所的若干照明回路可随意组成若干场景，每种场景下均可对照明回路连续调光控制，各场景之间可任意切换，可选择最节约能源的方式进行组合，既简化了控制，又达到了节能的目的。如对于会议室及多功能厅，在会议的各阶段根据角色（发言人和观众）不同，可设置多种场景控制模式，如报告模式：突出发言人的形象为主，主席台灯的亮度设置在70%一100%之间，听众席的照度从前排到后排逐渐变亮，便于记录；投影模式：主席台只留讲解人所在位置，灯具亮度50%左右，听众席的照度由前排至后排逐渐增亮，并增加对投影仪的红外控制；此外还可设置研讨模式、人场模式、退场模式、备场模式等。
4 选用新技术产品
LED（发光二极管）具有耗电量低、综合使用寿命长、反应速度快等优点，是照明系统研究的新兴方向。LED能发出多种颜色的光，可根据用户需求营造出温馨、舒适的休闲环境，目前已广泛应用于城市交通标志灯、建筑室外夜景渲染、园林艺术照明等方面。利用其光色可调时变特性，运用数字化计算机智能控制技术，根据艺术需求形成光影、明暗、色彩等多彩变换，提高建筑艺术审美功能。
LED灯具发光效率高，且其价格也有较大回落，因此在相当多的建筑中已得到普及。随着半导体技术的进一步发展，LED灯具的发光效率可能会进一步提升，目前实验室数据已可达200lm/W。相信在不久的未来，LED灯具将会在建筑电气照明系统中得到更加广泛的推广应用。
总之，在当前的照明降压节能降耗技术的应用中，各种技术的应用各有优势和劣势，应该根据具体情况，通过对照明系统进行精心设计、合理选择照明产品以及在日常运行中进行科学化规范化的管理，并积极采用先进的智能照明控制系统，来达到显著的节能效果，具有很强的实用性和广泛的适用性。照明系统节能潜力巨大.它为解决当前日益增大的建筑能耗提供了一个有效途径，在一定程度上缓解了我国的用电危机。
参考文献
[1] 任元会.工业与民用供配电设计手册（第三版）.中国电力出版社，2005.
[2] 低压配电设计规范.GB50054-94.北京：中国建筑工业出版社.
[3] 城市道路照明设计标准.CJJ45-91.北京：中国建筑工业出版社.