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【摘 要】随着我国经济发展速度的加快,对于能源的消耗不断的上升,大量的能源消耗的同时也带来了巨大的污染,严重的制约了我国经济的可持续发展。建筑做照明作为一个用能大户,需要消耗大量的电能。针对这种情况,在建筑电气照明设计的过程当中,应该采取相应的措施有效地降低能源的消耗,减轻对我国电力供应的压力,节能减排,促进我国经济的可持续发展。文章对电气照明设计中的节能措施进行了探讨。
【关键词】建筑电气;照明设计;节能措施
一、建筑电气照明设计节能的原则
1.1满足建筑物的功能要求,不能因为节电而降低标准,即应满足照明的照度、色温、显色指数,满足建筑物的一些特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施用电展厅的工艺照明及电力用电等。
1.2考虑实际经济效益,节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。应该让增加的投资,能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
1.3节省无谓消耗的能量,节能的着眼点应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关或影响较小的,甚至在整个系统中可以近似忽略的,再考虑采取什么措施节能。
二、合理确定照明设计方案
2.1 合理选择照明方案
第一,建筑在选择照明方案的时候应该优先考虑实际的效果,而不是仅仅将目光集中在照明的形式之上。在有空调的房间之内,将照明和空调进行有效的整合。第二,比较适合采用混合照明的方法来进行分区设置,混合照明同样适合用于对颜色分辨具有较高要求的空间照明。第三,为了能够使照明的效果达到最佳的效果,建筑物的内部的墙面应该使用颜色相对比较浅的涂料。根据国家相关的标准和规范,在进行照明方案设计的过程当中,应该确保相关方案的照明系数较高。
2.2 合理选择照度标准
在建筑内部照度的确定上,应该严格遵守国家相关的规范和标准,同时应该具体参照建筑照明的实际需求来确定建筑内部照明的功率密度。在实际的设计过程当中,设计人员可以参照国家相关的技术标准,同时从建筑的实际情况出发,来确定建筑照度。
2.3 合理确定照明方式
照明方式对于建筑照明的效果具有直接的影响,应该根据不同场所的实际照明的需要来选择合理的照明方式。很多场所在同一个区域之内对于照明也有不同的需求,应该根据实际的需要选择合适的照明方式,从而有效地降低能源的消耗。很多建筑的照明需要较高的亮度,但是使用的频率不是很高,为了减少能源的浪费,可以采用高低搭配的照明方式,在平时的时候开启一般照明,只在需要的时候采用高亮度的照明。
三、建筑照明节能技术方法
3.1充分利用天然采光
天然采光相对静态的人工照明来说,更具活力,人们的生产、办公活动在白天最为频繁,充分利用天然光,是照明节能的一个重要内容。在GB50034-2004建筑照明设计标准中,特别提到利用自然光实现照明节能的几个方面,利用天然光,可以通过建筑物的采光设计来实现,如反射挡光板的采光窗、阳光凹井采光窗等。也可利用先进的导光方法和导光材料,如反射法、导光管法、光导纤维法、高空聚光法等,这也是众多建筑采光设计者近年来重点研究的方向之一。现在逐步推广应用的一点,就是通过照明控制系统,根据室外天然光的变化,自动调节人工照明照度。建筑设计时,应尽量采用浅色的墙面、地面和顶棚,以便有效利用光能。
3.2采用高效光源
光效是指每单位功率所发出光通量的多少,由于照明电能几乎是由照明灯消耗的,因此,光效的好坏对节电影响很大。例如白炽灯过去使用最广泛,因为它便宜,安装维护简单,但致命的弱点是发光效率太低,因此目前常被各种发光效率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。当然,在选用时还应考虑电光源的寿命、显色性、启动及再启动等主要性能。
3.3照明节能灯具设计及选用
将一个或多个光源的光重新分布,或改变其光色的装置称作灯具。照明灯具的选择对于发挥照明光源的最大潜力起着至关重要的作用。灯具的种类繁多,常用的有控照型(或开敞型)和带保护罩的格栅式、透明式、棱镜式、磨砂式等等。它们的效率是不同的。磨砂或棱镜保护罩式反射率只有55%,格栅式为60%,透明式为65%,控照式(或开敞式)为75%。同一种形式的灯具反射板采用不同的材料其反射效率也是不一样的。
3.4采用高效节能的灯用电器附件
主要选用:
(1)自镇流荧光灯应配电子镇流器;
(2)直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器;
(3)高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器;
(4)在电压偏差较大的场所,宜配恒功率镇流器。气体放电灯工作时需要附加镇流器、启动器等附件,因此电器附件对照明节能有很大的影响,其中气体放电灯的镇流器影响最大。例如,直管荧光灯的电感镇流器自身功耗约为灯管功率的23%~25%,提高镇流器的质量和效率,对照明节能很有意义。可见用节能型电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器是简便易行的节能措施。
3.5选择合理的照明控制方式
随着电子技术的发展,照明控制技术也在不断地发展。照明控制技术由传统的单一机械式开关向电子多功能开关发展,安装方式由明装式向暗装式和隐藏式发展。现代照明控制技术的发展是将照明控制技术和计算机智能控制、智能建筑联系在一起,开发智能照明控制产品,使计算机技术在照明控制方面得到广泛应用。选择合理的照明控制方式,可以取得很好的节能效果,比如运用电子技术来自动控制照明的照明控制系统产品已较成熟,其特点是:将需要作自动控制的照明灯按设定的控制要求进行编组,相同控制要求的灯具接在同一控制的线路上,设照明控制器和若干个照明控制开关设备,照明控制器至各照明控制开关设备用通信传输线连接起来(一般采用4芯总线制传输线)。该系统可用照明控制开关设备人工控制开灯,按预先设定的控制程序开灯、调控灯光,并可接入照度、红外、微波、时控传感器来实现照明系统的自动控制。照明控制系统可以为独立的系统,也可通过系统集成组成为建筑设备管理系统(BAS)的照明控制子系统。
3.6采用高效率节能灯具
上面所减少的各种光源都具有自身的一些特点,在实际的使用过程当中应该根据照明的需求进行灵活的掌握,合理进行搭配,只有这样才能够确保达到最佳的照明效果。这就要求在进行灯具的选择的时候应该尽可能的选择一些具有较高效率的产品,从而使照明过程中的能量的损失得到最大限度的降低,达到节约能源的效果。在实际的建筑电气照明设计过程当中应该首先对室内的占空比进行科学的计算,在计算的过程当中主要依据的就是建筑室内的面积和高度。在科学计算的基础之上,选择相应的照明灯具。同时不能忽视建筑空间墙壁以及上下平面的反射系数,再次基础之上进行相应的建筑照明设计,从而尽可能的减少能源的消耗。
3.7合理确定灯具控制方案
房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜分组控制,在有天然采光时,近窗和远窗处可分别开关。这告诉我们,照明设计要考虑当仅有少数人工作时,可按需要开一部分灯,而不必点亮更多灯,以免造成不必要的能源浪费。因此,民用建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施,体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制,并按需要采取调光或降低照度的控制措施,旅馆的每间客房应设置节能控制型总开关,居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,除应急照明外,宜采用节能自熄开关,每个照明开关所控光源数不宜太多,房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜按有关规范要求分组控制。
【关键词】建筑电气;照明设计;节能措施
一、建筑电气照明设计节能的原则
1.1满足建筑物的功能要求,不能因为节电而降低标准,即应满足照明的照度、色温、显色指数,满足建筑物的一些特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施用电展厅的工艺照明及电力用电等。
1.2考虑实际经济效益,节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。应该让增加的投资,能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
1.3节省无谓消耗的能量,节能的着眼点应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关或影响较小的,甚至在整个系统中可以近似忽略的,再考虑采取什么措施节能。
二、合理确定照明设计方案
2.1 合理选择照明方案
第一,建筑在选择照明方案的时候应该优先考虑实际的效果,而不是仅仅将目光集中在照明的形式之上。在有空调的房间之内,将照明和空调进行有效的整合。第二,比较适合采用混合照明的方法来进行分区设置,混合照明同样适合用于对颜色分辨具有较高要求的空间照明。第三,为了能够使照明的效果达到最佳的效果,建筑物的内部的墙面应该使用颜色相对比较浅的涂料。根据国家相关的标准和规范,在进行照明方案设计的过程当中,应该确保相关方案的照明系数较高。
2.2 合理选择照度标准
在建筑内部照度的确定上,应该严格遵守国家相关的规范和标准,同时应该具体参照建筑照明的实际需求来确定建筑内部照明的功率密度。在实际的设计过程当中,设计人员可以参照国家相关的技术标准,同时从建筑的实际情况出发,来确定建筑照度。
2.3 合理确定照明方式
照明方式对于建筑照明的效果具有直接的影响,应该根据不同场所的实际照明的需要来选择合理的照明方式。很多场所在同一个区域之内对于照明也有不同的需求,应该根据实际的需要选择合适的照明方式,从而有效地降低能源的消耗。很多建筑的照明需要较高的亮度,但是使用的频率不是很高,为了减少能源的浪费,可以采用高低搭配的照明方式,在平时的时候开启一般照明,只在需要的时候采用高亮度的照明。
三、建筑照明节能技术方法
3.1充分利用天然采光
天然采光相对静态的人工照明来说,更具活力,人们的生产、办公活动在白天最为频繁,充分利用天然光,是照明节能的一个重要内容。在GB50034-2004建筑照明设计标准中,特别提到利用自然光实现照明节能的几个方面,利用天然光,可以通过建筑物的采光设计来实现,如反射挡光板的采光窗、阳光凹井采光窗等。也可利用先进的导光方法和导光材料,如反射法、导光管法、光导纤维法、高空聚光法等,这也是众多建筑采光设计者近年来重点研究的方向之一。现在逐步推广应用的一点,就是通过照明控制系统,根据室外天然光的变化,自动调节人工照明照度。建筑设计时,应尽量采用浅色的墙面、地面和顶棚,以便有效利用光能。
3.2采用高效光源
光效是指每单位功率所发出光通量的多少,由于照明电能几乎是由照明灯消耗的,因此,光效的好坏对节电影响很大。例如白炽灯过去使用最广泛,因为它便宜,安装维护简单,但致命的弱点是发光效率太低,因此目前常被各种发光效率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。当然,在选用时还应考虑电光源的寿命、显色性、启动及再启动等主要性能。
3.3照明节能灯具设计及选用
将一个或多个光源的光重新分布,或改变其光色的装置称作灯具。照明灯具的选择对于发挥照明光源的最大潜力起着至关重要的作用。灯具的种类繁多,常用的有控照型(或开敞型)和带保护罩的格栅式、透明式、棱镜式、磨砂式等等。它们的效率是不同的。磨砂或棱镜保护罩式反射率只有55%,格栅式为60%,透明式为65%,控照式(或开敞式)为75%。同一种形式的灯具反射板采用不同的材料其反射效率也是不一样的。
3.4采用高效节能的灯用电器附件
主要选用:
(1)自镇流荧光灯应配电子镇流器;
(2)直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器;
(3)高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器;
(4)在电压偏差较大的场所,宜配恒功率镇流器。气体放电灯工作时需要附加镇流器、启动器等附件,因此电器附件对照明节能有很大的影响,其中气体放电灯的镇流器影响最大。例如,直管荧光灯的电感镇流器自身功耗约为灯管功率的23%~25%,提高镇流器的质量和效率,对照明节能很有意义。可见用节能型电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器是简便易行的节能措施。
3.5选择合理的照明控制方式
随着电子技术的发展,照明控制技术也在不断地发展。照明控制技术由传统的单一机械式开关向电子多功能开关发展,安装方式由明装式向暗装式和隐藏式发展。现代照明控制技术的发展是将照明控制技术和计算机智能控制、智能建筑联系在一起,开发智能照明控制产品,使计算机技术在照明控制方面得到广泛应用。选择合理的照明控制方式,可以取得很好的节能效果,比如运用电子技术来自动控制照明的照明控制系统产品已较成熟,其特点是:将需要作自动控制的照明灯按设定的控制要求进行编组,相同控制要求的灯具接在同一控制的线路上,设照明控制器和若干个照明控制开关设备,照明控制器至各照明控制开关设备用通信传输线连接起来(一般采用4芯总线制传输线)。该系统可用照明控制开关设备人工控制开灯,按预先设定的控制程序开灯、调控灯光,并可接入照度、红外、微波、时控传感器来实现照明系统的自动控制。照明控制系统可以为独立的系统,也可通过系统集成组成为建筑设备管理系统(BAS)的照明控制子系统。
3.6采用高效率节能灯具
上面所减少的各种光源都具有自身的一些特点,在实际的使用过程当中应该根据照明的需求进行灵活的掌握,合理进行搭配,只有这样才能够确保达到最佳的照明效果。这就要求在进行灯具的选择的时候应该尽可能的选择一些具有较高效率的产品,从而使照明过程中的能量的损失得到最大限度的降低,达到节约能源的效果。在实际的建筑电气照明设计过程当中应该首先对室内的占空比进行科学的计算,在计算的过程当中主要依据的就是建筑室内的面积和高度。在科学计算的基础之上,选择相应的照明灯具。同时不能忽视建筑空间墙壁以及上下平面的反射系数,再次基础之上进行相应的建筑照明设计,从而尽可能的减少能源的消耗。
3.7合理确定灯具控制方案
房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜分组控制,在有天然采光时,近窗和远窗处可分别开关。这告诉我们,照明设计要考虑当仅有少数人工作时,可按需要开一部分灯,而不必点亮更多灯,以免造成不必要的能源浪费。因此,民用建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施,体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制,并按需要采取调光或降低照度的控制措施,旅馆的每间客房应设置节能控制型总开关,居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,除应急照明外,宜采用节能自熄开关,每个照明开关所控光源数不宜太多,房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜按有关规范要求分组控制。