建筑电气照明节能设计的探讨

1、建筑电气照明节能设计的探讨    摘要：建筑电气照明节能设计应充分考虑选择高效率的节能设备, 应用先进的设计技术, 按照节能标准进行设计, 为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间。本文介绍了照明系统节能设计应遵循的原则，总结了建筑电气照明节能设计措施，通过工程实例论述了照明节能设计方法。 关键词：建筑电气照明节能设计原则措施 中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号： 近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热

2、量：外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4 5倍，屋顶为2.55.5倍，外窗为1.52.2倍；门窗透气性为36倍；总耗能是34倍。如果听任高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，将耗费更多的人力、物力。 一、照明系统节能设计应遵循的原则 1、在满足用户需求的前提下, 尽量减少能源损失。建筑物的用途不同, 对照明的需求也不相同。以工厂车间和居民住宅楼为例, 二者在照度、色温、显色指数的需求上都存在着较大差别。一味地强调节能节电显然是不正确的。如何满足用户需求, 保证照明系统的安全

3、可靠, 是我们设计人员首先应考虑的问题。照明节能的基本原则是在保证视觉要求、照明质量的前提下, 力求减少照明系统中的光能损失, 提高照明用电的利用率。 2、充分考虑经济效益 节能设计应充分考虑经济效益, 衡量投资与收益的关系。如果过分强调节能, 为购买节能设备花费大量资金, 那么, 用户就很难在短期内回收成本, 无法获得收益, 这是有悖于节能设计初衷的。为避免这种现象的发生, 在设计期间, 我们应对各设计方案的经济效益进行反复比对。在照明效果相同或相近的情况下, 从年照明费用、年维护费及年电费3 个方面进行综合比较, 挑选出经济效益最好的设计方案。 二、建筑电气照明节能设计措施 对建筑室内的照

4、明系统进行节能设计主要可以从如下五个可行方面入手。分别为：合理利用自然光源取代人为耗能光源、严格执行标准，避免过渡照明、选择节能设备、按需选择灯具、优化光源控制系统等五个方面。照明减少能源投入是指在不影响正常工作需要的情况下，不影响正常灯光照明的条件下，尽最大可能降低在工作过程中能源的浪费，通过这种方式能够提高资源利用率。 1、合理利用自然光源取代人为耗能光源 合理充分地利用自然光，尤其在临近门窗的地方，能够节约大量电能。为了充分利用自然光，我们可以通过适当扩大门窗面积、 增加玻璃门窗的透光率等手段来达到。人工照明的设置，是用来弥补自然光无法满足照明要求时的缺陷。如果能够合理正确地配置自然光和

5、人工照明，大量的电能可以被节省。 2、严格执行标准，避免过渡照明 每个区域的照度标准可以根据视觉作业要求来确定和划分。电气设计对一个房间内的工作区、交通区等每个区域的照度要求要进行不同的设计。一般使用一般光照和局部照明结合的混合照明方法，来配置对局部工作面照度要求比较高的区域，安排灯具能够灵活调整的照明系统来应对工作位置频频改动的区域。通过这些措施不但提供充足的光照，而且有效节约了电能。 3、选择节能设备 白炽灯虽然具有价格便宜，安装便捷的优点而被广泛使用，但是它也有耗电高，发光效率低下的巨大缺点。根据计算，它工作时，94% 的电能转化为其它能量耗散在空气中，是对资源能量的极大浪费。发改委统计

6、显示，如果把我国现在所有使用的白炽灯换成节能灯并使用一年，一座三峡水电站全年的发电量可以节约下来。国家对推广高效光源十分重视 ，并把它作为 “十一五”中国十大节能重点工程之一。根据不同场所的不同需求 ，我们推荐三类常用的高效光源： 第一类是高强度气体放电灯，如高压钠灯、金属卤化物灯等。这类光源因为能源利用率高、用电少、使用时间长、不容易被锈蚀等优点，从而在高大厂房、大型的体育场馆、户外广场、马路、户外作业场所等被广泛使用。第二类是直管荧光灯。直管荧光灯与白炽灯比较，发光率高、使用时间长、光线柔和，照明度高 ，主要在较低矮的4. 5 m 以下的室内场所使用，如居民住房楼、学校教室、办公楼等，是一

7、种值得被大众接受的高效光源。最后一类是紧凑型节能荧光灯。单端荧光灯与普通照明自镇流荧光灯等都是紧凑型节能荧光灯，在家居住宅、酒店旅馆、餐厅等都适合使用，在工业、商业等领域大功率紧凑型节能荧光灯也发挥着它的重要作用。紧凑型节能荧光灯已经成为了世界范围内承认的新型的理想室内光源，是有效代替白炽灯的首选光源之一。 4、按需选择灯具 按需选择灯具主要是根据建筑内部不同的功能区域对照明的要求不同而选择相应的照明设备的设计方式。通过避免局部地区的照明过剩而达到降低照明耗能的目的。比如居住建筑或者生产建筑具有空闲空间与应用空间之分。两者在灯光的要求方面是不一样的。在空闲空间如走廊，厕所等地方要求的照度比较低

8、。则可以选择功率较小的照明设备进行照明。进而降低了兼职整体的照明能耗。 5、优化光源控制系统 对于建筑内不需要长时间提供照明的场所可以选择先进的更为灵活的照明控制系统。在照明设计中大量采用声控、光敏等先进手段，达到人来则提供照明，人去则自动关闭照明的管理与控制系统。进而达到降低照明时间，提高照明效率，降低照明能耗的目的。具体做法有两个方面：一方面是通过相关规定对建筑内的照度进行统一。做到既不因为过度照明而浪费能源，也不因为照明不足而影响建筑的使用。另一方面是通过选择节能硬件设施以及控制照明方式来达到节能的目的，比如在同等照度的情况下选择节能灯具，选择定点开关，声控，延时开关等方式来合理的安排使

9、用照明设备的时间与区间。进而达到节能的目的。 三、照明节能设计工程实例 1、工程概况 该工程为苏州大学新校区公共教学楼, 为4幢单体构成的建筑, 建筑面积约5. 1万m2, 建筑高度为39. 7m。 2、照明计算及设备选型 现取其中一间典型教室做照度计算。教室基本参数: 长9 m, 宽6m, 高3. 6 m, 黑板宽4. 0m,高1. 2m。 根据平均照度的计算公式: E = N UK /A （1） 式中 光源的光通量 N 灯具数 U灯具的利用系数 K维护系数 A教室面积 由式( 1)得 N = EA/( UK ) 根据GB 500342004建筑照明设计规范,教室平均照度取300 lx。墙面

10、、地面的反射比分别为0. 7、0. 5、0. 3, 灯具安装高度距课桌面1. 8m。查照明设计手册并计算, 灯具的利用系数为0. 73, 维护系数为0. 7。若选择T8 ( 36W ) 三基色荧光灯管, 配电子镇流器, 蝙幅翼式灯具, 每个光源的光通量为3 250 lm, N = 9. 7(N 取12)。若选择T8( 36W )普通灯管, 配电子镇流器,蝙幅翼式灯具, 每个光源的光通量为2 560 lm, 则利用式( 1), 得N = 9. 7(N 取15)。另外, 黑板照明选择T8( 36W )三基色蝠翼式荧光灯6套, 黑板照明选用专用的非对称光强分布特性的双管专用灯具3套。 3、经济效益分

11、析 （1）光源经济效益比较 若选用三基色荧光灯, 照明总功率为 W = Wn +WH + Wz = 36 ×12+ 36 × 6 + 2×21 =690W 若选用普通荧光灯, 照明总功率为 W = Wn +WH + Wz = 36 × 15+ 36 × 6 + 2 × 21 =798W 由于是大学教学楼, 结合假期综合考虑, 每天按工作时间7 h计算, 一间教室一年省下的用电量是275. 9 kW h, 近期电价按0. 9元/kWh 计算,年可节约电费支出248元。同时, 目前市场上正规企业生产的产品, 三基色荧光灯平均每只价格17. 8元/只, 普通荧光灯平均每只价格7. 3元, 基本上半年就可收回成本。 （2）镇流器经济效益比较 36W 荧光灯所配电子镇流器自身用电损耗约5 W, 若配套电感镇流器, 其自身用电损耗约15W。因此每盏灯采用电子镇流器后可降低损耗10W。仅电子镇流器自身用电损耗节能约66% 。按同样的考虑条件, 一间教室一年省下的用电量是572. 3 kW h。近期电价按0. 9元/kWh计算, 1 年可节约电费支出515 元。目前市场上正规企