关于建筑电气照明系统节能设计的分析

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　摘要：在建筑耗能中，照明能耗占有相当高的比重，因此照明节能设计具有重要意义。在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中电能的损失，从而最大限度的利用电能，从而达到节能目的。

　　关键词：照明系统;节能设计;智能照明控制系统;天然光导光系统

　　引 言

　　近年来， 在建筑设计中，节能设计是建筑专业和暖通专业的一项重要内容，而做好电气节能设计也是非常重要的，在建筑电气设计中通过采取一系列节能措施，可节约大量电能，电气节能设计应该引起电气设计人员足够的重视。下面就电气照明的节能措施进行概述。

　　1照明节能设计原则：

　　公共建筑照明系统的能耗非常大，约占建筑总能耗的15%一30%，系统节能不容忽视。

　　1.1 照明方式的选择原则：

　　(1)一般照明：即均匀照明。用于对照度无特殊要求的场所，工作位置密集时，如办公室、会议室等场所，但照度不宜超过500lx。

　　(2)分区照明：同一场所不同区域有不同照度的要求，如工艺用房、加工车间等场所，但两种场所的照度比不宜大于3:1。

　　(3)混合照明：用于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所。如高大加工车间等场所。

　　1.2照明设计时，应满足规范要求的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、LPD、能效指标等相关标准值的综合要求，在提高照明系统效率、保证质量的前提下，节约照明用电。

　　1.3照度标准值应从节能上考虑，按实际需求选择照度标准值的高低，不宜追求高照度水平。

　　1.4照明配电系统设计应减少配电线路中的电能损耗，如：选用电阻率较小的线缆，减少线缆长度，适当加大截面积。应尽可能采用三相供电，减少电压损失，并尽量使三相照明负荷平衡。

　　1.5设置光控、时控、人体感应等功能的智能照明控制装置，做到需要照明时，灯亮，不需要时，灯灭。

　　1.6照明光源选择：

　　根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能光源，即每瓦输出的光通量高的光源。新标准有利于提高照明能效，推进绿色照明的实施。

　　(1)高度小于4.5m的房间，如办公室、商店、教室、公共场所等以用直管荧光灯为主，用细管径直管形三基色(T8、T5)荧光灯代替T12荧光灯，以达到光效高、寿命长、显色性好的品质要求。

　　(2)高度大于4.5m的场所，用金属卤化物灯或高压钠灯代替荧光高压汞灯，节能率为37.5%。

　　(3) 自镇流紧凑型荧光灯取代白炽灯(40～100w)，节能率为30%一75%。

　　(4)发光二极管LED的选用：高效绿色节能型LED照明产品，产品涵盖了室内、室外多种使用场所需求的照明设备。光源部分采用国际知名品牌：cree、osram、旭明等，其平均光效在100-120(lm/w)，灯具的平均光效为90-100(lm/w)。优异的光学设计、热学设计与结构设计，充分发挥LED光源的优势，创造出配光合理、热性能好、结构合理、外观漂亮的产品。智能化的控制系统，调光、调色温、智能感应等，可以为用户指定最优化的节能方案和最舒服的使用性。

　　1.7选用节能镇流器：宜按能效限定值和节能评价值选用管型荧光灯镇流器和高压钠灯镇流器，选用要求参见《管型荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》GB17896-1999和《高压钠灯用镇流器能效限定值及节能评价值》GB19574-2004。

　　1.8高效灯具的选用：在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具。

　　2照明控制：

　　2.1应根据建筑物的建筑特点、功能、标准、使用要求等具体情况对照明系统进行分散、集中、手动、自动，经济实用、合理有效的控制。

　　(1)公共建筑如学校、办公楼、宾馆的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明宜采用集中控制。并按建筑实用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。

　　(2)住宅建筑等的楼梯间、走道的照明，宜采用节能自熄开关，节能自熄开关宜采用红外移动探测加光控开关，应急照明有应急时强制点亮的措施。

　　(3)旅馆的门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置。

　　(4)医院病房走道夜间采取能关掉部分灯具或降低照度的控制措施。

　　(5)道路照明根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间，并可以根据天空亮度变化进行必要修正，宜采用光控和时间控制相结合的智能控制方式。

　　(6)景观照明应具备平日、一般节日、重大节日开灯控制模式。

　　2.2 应根据照明部位的灯光布置形式和环境条件选择合适的照明控制方式。

　　(1)房间装设有两列或多列灯具时，宜按下列方式分组控制：所控灯列与侧窗平行;生产场所按车间、工段或工序分组;电化教室、会议厅等场所按靠近或远离讲台分组。

　　(2)有条件时可以采用人体感应式或动静感应等方式自动开关灯。

　　2.3功能复杂、照明环境要求较高的建筑物，可以采用专用智能照明控制系统，该系统具有相对的独立性，宜作为BA系统的子系统，与BA系统有接口。

　　3智能照明控制系统简介：

　　智能照明控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。

　　3.1智能照明控制系统的主要特点为：

　　(1)系统可控制任意回路连续调光或开关。

　　(2)场景控制：可预先设置多个不同场景，在场景切换时淡入、淡出。

　　(3)可接入各种传感器对灯光进行自动控制。

　　(4)移动传感器：对人体红外线检测达到对灯光的控制;如人来灯亮，人走灯灭(暗)。　　(5)光亮照度传感器：对某些场合可根据室外光线的强弱调整室内光线，如学校教室的恒照度控制。

　　(6)时间控制：某些场合可以随上下班时间调整亮度。

　　(7)红外遥控：可用手持红外遥控器对灯光进行控制。

　　(8)系统联网：可系统联网，利用上述控制手段进行综合控制或与楼宇智能控制系统联网。

　　(9)可由声.光.热.人及动物的移动检测达到对灯光的控制.

　　3.2系统组成：

　　由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、PC接口、监控计算机、时钟管理器、手持式编程器等部件组成。除电源外所有单元均内置微处理器和存储单元，由双绞线或光纤连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定功能，通过输出单元控制各照明回路负载。

　　3.3数据传输方式：

　　目前主要有光纤传输、双绞线传输、电力载波传输和无线射频传输方式等。其中光纤传输、双绞线传输适用于新建的工程，电力载波传输和无线射频传输方式特别适用于改造的工程。

　　智能照明控制系统可对白炽灯、荧光灯等多种光源调光，对各种场合的灯光进行控制，满足各种环境对照明控制的要求。

　　4天然光的利用：

　　为了在建筑照明设计中贯彻国家的节能法规和技术经济政策，实施绿色照明，宜利用各种技术措施将天然光引入室内进行照明，即天然光导光系统。对日光有较高要求的场所宜采用主动式导光系统，一般场所采用被动式导光系统。天然光导光系统，又叫阳光导入照明系统，无电照明系统和管道天窗系统。室外的自然光经过系统采光器把热量和有害的光线隔绝后通过光导管传输进入到室内，达到减少、甚至完全取代白天的电力照明的效果，充分利用自然光，不但节约能源，而且可以获得全自然的光照环境，提高工作效率，促进身心健康。天然光导光照明系统可以完全取代天窗、采光罩、采光带等传统的采光方式及解决以前无法做到的建筑采光要求，广泛用于工业厂房，地下停车库，城市下沉隧道，别墅会所及体育场馆，展览中心等白天需要照明的场所。

　　当采用天然光导光系统时，宜采用照明控制系统对人工照明进行自动控制，有条件可采用智能照明控制系统对人工照明进行调光控制。当天然光对室内照明达不到照度要求时，控制系统自动开启人工照明，直到满足照度要求。天然光导光系统主要由采光部分、导光部分、照明器及其附件、配件等组成。其照明原理是通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，经过特殊制作的光导管传输和强化后由系统底部的漫射器把自然光均匀高效的照射到场地内部。天然光导光系统只能用于一般照明，不可用于应急照明。

　　4.1采光罩：采光装置外形美观，规格多样，表面喷涂UV光固化硬质涂层，光滑耐磨，有良好的隔热、隔音、自洁性能，耐紫外线照射，透光性强，采光效率高，不易破碎，重量轻，燃烧时不释放有毒物质，离火自熄。

　　4.2光导管：由特殊材质制作的光导管具有超强反射日光的作用，与弯管连接能自由弯曲和转动，不影响室内原有结构，从而将室外自然光导向室内需要的任何地方。其重量轻，固定和安装方便。系统整体密封可防止灰尘和飞虫的进入，保证室外光线高效传入室内。小尺寸的光导管最大传输距离8米，大尺寸的光导管最大传输距离可达20米。

　　4.3弯管：根据不同建筑需要，光导管与弯管结合能自由弯曲和转动，可以把光线导入到任何需要光线的地方;每增加一个弯管，光强将会减小6%左右，目前弯管主要有：30°弯管、45°弯管、60°弯管、90°弯管

　　4.4漫射装置：面罩防静电喷涂技术处理，表面防雾不吸尘，易清洁;采用第三代IRH亚克力面罩，乳白罩透光率高达65%，具有护眼防眩光、光线更柔和特点;增加防虫防尘设计，维护更省心，使用更安全;灯罩采用透明磨砂材料，光线通透不刺眼，灯罩图案更清爽;造型美观大方、亮度高、照明效果好，特别为家庭客厅、卧室设计，让您充分感受生活。具有极好的隔热和隔音功能。

　　结 语

　　综上所述，在电气照明设计的过程中，采取科学合理的节能设计措施不仅可以使设计在技术上满足功能需求，也使整个建筑物的电气设计在一定的程度上具有先进性和经济合理性，在长期使用过程中，其照明能量消耗是巨大的，所以照明节能一直是我们需要深入研究的课题。