论文部分内容阅读
摘要：本文笔者结合自己多年的工作经验，主要阐述了照明节能的措施及照明的标准设计，希望能够为广大同行起到抛砖引玉的作用。
关键词：节能设计；措施；光源；标准
１ 照明节能措施
1．1 充分利用自然光
充分利用自然光这是照明节能的重要途径之一。天然光是取之不尽，用之不竭的能源。如何利用天然光作建筑物的照明，以节约照明用电，已引起国内外建筑和照明设计人员的高度重视。利用自然光可以从以下几个方面入手：
首先，积极采用自动调光设备。自动调光设备能随自然光强弱的变化自动调节人工光源的照明，以保证工作面有恒定的照度。这样，不仅能改善照明效果，而且比开关控制方法更节能。其次，合理利用热反射贴膜。热反射贴膜通常可以透过80％以上的可见光，同时将太阳光内的红外热辐射反射回去，这样建筑可以恰当地增加窗墙比来充分利用自然光，而又能避免房间过热增加空调负荷。最后，适当应用自然光光导照明系统。该系统通常由采光装置、光导管、漫射装置三部分组成，通过室外采光装置收集室外的自然光线并将其导入系统内部，再经由特殊制作的光导管传输后，由安装于系统另一端的漫射装置把自然光线均匀发散到室内需要照明的地方（见图1，图2）。一般而言，利用自然光能节约用电10％～70％。
1．2风光互补照明系统的应用
风光互补照明系统是一种完全依靠太阳能和风能发电的离网型照明系统。其主要由风力发电机、太阳能电池板、照明负载、控制器及蓄电池等部分组成。风力发电机和太阳能电池板作为整套系统的发电部分，避免了由风能或太阳能单独供能而可能造成的电力供应不足或不平衡。白天光照强则主要用太阳能电池板的光伏效应发电，夜晚或阴雨天气则主要靠风力发电机将机械能转为电能，系统的发电部分可以在不同时间段和外界自然条件下对光源供电，保障了照明需求。相比于普通照明系统，风光互补系统造价提高了20％～30％，但风光互补照明系统3年所节约的电费就可以补平这个差价。目前风光互补照明系统使用寿命通常超过10年，故其经济效益显著。目前国内风光互补照明技术主要示范应用于小区道路照明及景观照明，如图3、4所示。
1．3 高效照明节能光源选择
在照明系统中应根据工程、使用场所的要求，合理选择光源。光源必须满足显色性、启动时间等使用要求下，再根据光源的效率、使用寿命及价格等指标进行经济分析后确定。目前常用光源大概分为：白炽灯、荧光灯、金属卤化物灯及ＬＥＤ灯。
（1）白炽灯。白炽灯因光效低、发热量大、使用寿命短等缺点，在进行照明设计时应减少其使用。只有在一些需频繁开关的场所、避免频闪效应的场所，可根据需求进行选择。
（2）荧光灯。节能型荧光灯因其技术成熟、规格型号齐全、可适用于多种场合而得到了广泛的应用。选择荧光灯光源时，应使用Ｔ8和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用更节电的Ｔ5荧光灯。荧光灯应以直管荧光灯为主，并应选用细管径（ｄ≤26ｍｍ），有条件时应优先选用直管稀土三基色细管径荧光灯（T8、T5），以达到光效高、寿命长、显色性好的品质要求。
（3）金属卤化物灯及高压钠灯。金属卤化物灯具有光效高、寿命长、显色性好的优点，特别适用于有显色性要求的高大厂房、剧院及总装车间等大面积照明场所。高压钠灯光效更高，寿命更长、价格更低，但显色性差，可用于辨色性要求不高的场所，如锻工车间、材料库、道路、广场、码头等。
（4）LED灯。LED灯已从单纯的装饰性照明及景观照明开始向普通照明进军。但因LED灯的温升问题及大功率LED的散热问题没能很好解决，在技术上还有很长的路要走。
（5）性能比较。各种节能光源的光效及主要技术指标见表１。
1．4镇流器的匹配
科学地选择节能型光源后，节能型附件（镇流器）的选择也是照明节能设计的重要一环，镇流器的选择应根据灯具的类型选择不同形式的节能型镇流器。按照以下原则选择镇流器：
（1）自镇流荧光灯应配用电子镇流器。
（2）直管形荧光灯应配用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，宜配用恒功率镇流器。
（5）功率较小者可配用电子镇流器。
1．5照明控制
照明控制方式应遵循以下几条原则：
（1）每个房间灯控制开关数量不宜少于2个（单灯具除外）。每个灯具开关控制的光源数量不宜太多。对部分光源实施声、光控制，或全夜、半夜控制。公共区域、展厅、停车库（场）、建筑泛光照明等宜采用建筑设备监控系统控制。
（2）观众厅、会议室等宜采用智能照明控制系统控制。
（3）对于天然采光良好的场所可在满足照度的前提下有条件时可设计自动开关灯或者调光开关。有条件的个人办公室可设计人体感应或者动静感应的自动开关灯。在照明设计时照明控制既要做到灵活方便又要有效的控制浪费。
2民用建筑照明标准设计
2004年中华人民共和国建设部发布了国家标准《建筑照明设计标准》GB50034－2004（以下简称照明标准）。本标准较原国家标准增加了照明节能，配电控制，管理监督等章节内容，并将照明功率密度值作为照明节能的工程建设标准强制性条文。民用建筑照明设计光源选择是十分重要的，建议：
（1）一般照明宜选用T8．T5型高显色性直管荧光灯或高显色性紧凑型荧光灯，一般照明场所不宜选用荧光高压汞灯。
（2）一般商业营业厅宜选用细管型直管荧光灯．紧凑型荧光灯和小功率的金卤灯，大型商场．超市宜选用蝠式配光荧光灯。
（3）商场．办公．展览等局部或重点照明宜选用小型轨道式投光灯或嵌入式茼灯。照明光源宜选用紧凑型荧光灯．小型金卤灯及低压卤钨灯．PAR灯等高显色光源。
（4）高度较低房间，如办公室．教室．会议室及仪表．电子等生车间宜选用细管径直管荧光灯。
（5）高度较高房间，如商场．展厅．影剧院及工业厂房宜根据使用及生产要求选用大功率的细管径荧光灯。
（6）一般情况下，室内外照明不应采用普通白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100Ｗ。按国家标准《建筑照明设计标准》规定的各类民用建筑的照度标准值，照明功率密度（LPD值）。在满足照度标准值的前提条件下，严格控制照明功率密度不得大于国家标准要求的LPD值。
3、结束语
电气照明节能设计，是按照国家照明标准和规定，通过选用高效照明光源、節电照明装置提高照明用电效率，使相同照度水平上的耗电量最低，达到最大限度节约照明用电的目的。我国“绿色照明促进项目”已经正式启动，这意味着我国到2012年年节约照明用电120亿KWh，占总发电量的10%。因此电气照明节能设计具有极大的经济效益。
作者简介：张治（1986-），男，汉族，湖南衡阳人。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：节能设计；措施；光源；标准
１ 照明节能措施
1．1 充分利用自然光
充分利用自然光这是照明节能的重要途径之一。天然光是取之不尽，用之不竭的能源。如何利用天然光作建筑物的照明，以节约照明用电，已引起国内外建筑和照明设计人员的高度重视。利用自然光可以从以下几个方面入手：
首先，积极采用自动调光设备。自动调光设备能随自然光强弱的变化自动调节人工光源的照明，以保证工作面有恒定的照度。这样，不仅能改善照明效果，而且比开关控制方法更节能。其次，合理利用热反射贴膜。热反射贴膜通常可以透过80％以上的可见光，同时将太阳光内的红外热辐射反射回去，这样建筑可以恰当地增加窗墙比来充分利用自然光，而又能避免房间过热增加空调负荷。最后，适当应用自然光光导照明系统。该系统通常由采光装置、光导管、漫射装置三部分组成，通过室外采光装置收集室外的自然光线并将其导入系统内部，再经由特殊制作的光导管传输后，由安装于系统另一端的漫射装置把自然光线均匀发散到室内需要照明的地方（见图1，图2）。一般而言，利用自然光能节约用电10％～70％。
1．2风光互补照明系统的应用
风光互补照明系统是一种完全依靠太阳能和风能发电的离网型照明系统。其主要由风力发电机、太阳能电池板、照明负载、控制器及蓄电池等部分组成。风力发电机和太阳能电池板作为整套系统的发电部分，避免了由风能或太阳能单独供能而可能造成的电力供应不足或不平衡。白天光照强则主要用太阳能电池板的光伏效应发电，夜晚或阴雨天气则主要靠风力发电机将机械能转为电能，系统的发电部分可以在不同时间段和外界自然条件下对光源供电，保障了照明需求。相比于普通照明系统，风光互补系统造价提高了20％～30％，但风光互补照明系统3年所节约的电费就可以补平这个差价。目前风光互补照明系统使用寿命通常超过10年，故其经济效益显著。目前国内风光互补照明技术主要示范应用于小区道路照明及景观照明，如图3、4所示。
1．3 高效照明节能光源选择
在照明系统中应根据工程、使用场所的要求，合理选择光源。光源必须满足显色性、启动时间等使用要求下，再根据光源的效率、使用寿命及价格等指标进行经济分析后确定。目前常用光源大概分为：白炽灯、荧光灯、金属卤化物灯及ＬＥＤ灯。
（1）白炽灯。白炽灯因光效低、发热量大、使用寿命短等缺点，在进行照明设计时应减少其使用。只有在一些需频繁开关的场所、避免频闪效应的场所，可根据需求进行选择。
（2）荧光灯。节能型荧光灯因其技术成熟、规格型号齐全、可适用于多种场合而得到了广泛的应用。选择荧光灯光源时，应使用Ｔ8和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用更节电的Ｔ5荧光灯。荧光灯应以直管荧光灯为主，并应选用细管径（ｄ≤26ｍｍ），有条件时应优先选用直管稀土三基色细管径荧光灯（T8、T5），以达到光效高、寿命长、显色性好的品质要求。
（3）金属卤化物灯及高压钠灯。金属卤化物灯具有光效高、寿命长、显色性好的优点，特别适用于有显色性要求的高大厂房、剧院及总装车间等大面积照明场所。高压钠灯光效更高，寿命更长、价格更低，但显色性差，可用于辨色性要求不高的场所，如锻工车间、材料库、道路、广场、码头等。
（4）LED灯。LED灯已从单纯的装饰性照明及景观照明开始向普通照明进军。但因LED灯的温升问题及大功率LED的散热问题没能很好解决，在技术上还有很长的路要走。
（5）性能比较。各种节能光源的光效及主要技术指标见表１。
1．4镇流器的匹配
科学地选择节能型光源后，节能型附件（镇流器）的选择也是照明节能设计的重要一环，镇流器的选择应根据灯具的类型选择不同形式的节能型镇流器。按照以下原则选择镇流器：
（1）自镇流荧光灯应配用电子镇流器。
（2）直管形荧光灯应配用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，宜配用恒功率镇流器。
（5）功率较小者可配用电子镇流器。
1．5照明控制
照明控制方式应遵循以下几条原则：
（1）每个房间灯控制开关数量不宜少于2个（单灯具除外）。每个灯具开关控制的光源数量不宜太多。对部分光源实施声、光控制，或全夜、半夜控制。公共区域、展厅、停车库（场）、建筑泛光照明等宜采用建筑设备监控系统控制。
（2）观众厅、会议室等宜采用智能照明控制系统控制。
（3）对于天然采光良好的场所可在满足照度的前提下有条件时可设计自动开关灯或者调光开关。有条件的个人办公室可设计人体感应或者动静感应的自动开关灯。在照明设计时照明控制既要做到灵活方便又要有效的控制浪费。
2民用建筑照明标准设计
2004年中华人民共和国建设部发布了国家标准《建筑照明设计标准》GB50034－2004（以下简称照明标准）。本标准较原国家标准增加了照明节能，配电控制，管理监督等章节内容，并将照明功率密度值作为照明节能的工程建设标准强制性条文。民用建筑照明设计光源选择是十分重要的，建议：
（1）一般照明宜选用T8．T5型高显色性直管荧光灯或高显色性紧凑型荧光灯，一般照明场所不宜选用荧光高压汞灯。
（2）一般商业营业厅宜选用细管型直管荧光灯．紧凑型荧光灯和小功率的金卤灯，大型商场．超市宜选用蝠式配光荧光灯。
（3）商场．办公．展览等局部或重点照明宜选用小型轨道式投光灯或嵌入式茼灯。照明光源宜选用紧凑型荧光灯．小型金卤灯及低压卤钨灯．PAR灯等高显色光源。
（4）高度较低房间，如办公室．教室．会议室及仪表．电子等生车间宜选用细管径直管荧光灯。
（5）高度较高房间，如商场．展厅．影剧院及工业厂房宜根据使用及生产要求选用大功率的细管径荧光灯。
（6）一般情况下，室内外照明不应采用普通白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100Ｗ。按国家标准《建筑照明设计标准》规定的各类民用建筑的照度标准值，照明功率密度（LPD值）。在满足照度标准值的前提条件下，严格控制照明功率密度不得大于国家标准要求的LPD值。
3、结束语
电气照明节能设计，是按照国家照明标准和规定，通过选用高效照明光源、節电照明装置提高照明用电效率，使相同照度水平上的耗电量最低，达到最大限度节约照明用电的目的。我国“绿色照明促进项目”已经正式启动，这意味着我国到2012年年节约照明用电120亿KWh，占总发电量的10%。因此电气照明节能设计具有极大的经济效益。
作者简介：张治（1986-），男，汉族，湖南衡阳人。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。