現代建筑中照明設計的節能措施研究

趙天華

摘要:我國的照明事業還處于一個方興未艾的發展階段，推廣高效照明器具，節約照明用電，對建筑中照明節能設計方法進行分析和探討有著重要的現實意義。

關鍵詞: 照明事業；節能；設計方法

1引言

早在1993年，國家經貿委就啟動了我國綠色照明工程。所謂綠色照明，是指通過科學的照明設計，采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品，最終達到建成環保、高效，有益于環境和提高人們工作生活質量的照明系統。在應用過程中應該把節能和質量統一起來，運用先進、合理的照明設計手法，采用優質高效的照明器材，達到多方面的良好效果。

在照明節能過程中，高效照明器材是重要基礎，主要包括光源、燈具、相關的電氣附件等。在實際的應用中，合理的照明方式和合理的控制方式也應該綜合考慮。

2光源的選擇

電光源發光原理可分為兩類，一類是熱輻射電光源，如白熾燈、鹵鎢燈等。另一類是氣體放電光源，如汞燈、鈉燈、氮燈、金屬鹵化物燈等。各種電光源的發光效率有較大的差別，氣體放電燈比熱輻射電光源的發光效率就高很多。一般情況下，要盡可能選用光效率高的氣體放電光源。

在選擇光源時，在滿足顯色性、啟動時間等的要求下，應優先選用高光效光源節能燈。按照不同的工作場所的要求，采用不同種類的高效光源，可節約能源。熒光燈比白熾燈節電70%，適用于在辦公室、病房、宿舍等室內照明。緊湊型熒光燈發光效率比普通型熒光燈高5%，細管熒光燈比普通熒光燈節電10%，在開閉頻繁、面積小、照明要求低的情況下，采用白熾燈。

目前，高效節能熒光燈光源已得到了廣泛應用，如T系列直管形熒光燈、環形熒光燈、緊湊型熒光燈等，能夠實現高效節能、明亮舒適的照明目標。辦公室、教室、閱覽室以及高度較低的工業場所，應選用三基色細管徑直管形熒光燈，并要求單支功率大的燈管。高大空間的照明宜選用以顯色性能好的金鹵燈為光源配以高反射器的燈具，金鹵燈具有光效高、壽命長、顯色性好等優點。公路、廣場等照明宜選用發光效率更高的低壓鈉燈、無極燈。裝飾照明、建筑夜景照明、廣告照明、應急照明等宜采用LED(發光二極管)。LED燈具有壽命長、能耗低、顯色性好、維護方便、節能等優點。LED燈在裝飾照明、建筑夜景照明、廣告照明等照明領域具有廣闊的應用前景。

3燈具的選擇

燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量，滿足環境和作業的配光要求，并且不產生炫光和嚴重的光幕反射，并兼顧使用效率。要提高效率，一方面是要運用高科技來計算燈具的反射面和其他部分，另一方面要從反射罩材料、漫射罩的材料等加以優化，提高燈具的光通維持率。

對于光源是很少單獨使用的,光源必須配備各種燈具,才能真正體現其實用價值。因此,在照明設計中, 應注意選擇控光效果好、效率高的燈具還應注意燈具的配光曲線。燈具的效率對節能的影響很大。燈具選擇不當、效率太低,將使能量損失高達30%-40%,這是用其他方法都無法補救的；反之,燈具效率高,可使單位面積耗電量下降,降低投資和運行費用, 從而節能。在進行照明設計時,應針對不同面積和高度的房間,先計算室內占空比RCR,然后根據計算得出的RCR值來確定選用寬或中窄光束的照明燈具,再根據房間中天花板、墻面以及地面的反射系數,求出所選用燈具在該房間的利用系數, 這才是較為科學的照明設計的方式, 才能達到節能的效果。

4照明方式和控制方式的選擇

隨著照明技術的發展，照明控制系統也越來越多，照明控制要做到安全、靈活、經濟。中央智能照明管理系統是分布式系統，它將專用的微處理器置入各類模塊，使他們具有數字計算和數字通信能力。采用五類雙絞線電纜進行聯網組成總線，不需要通過計算機就直接設置輸出輸入單元間的邏輯程序，并且可在網絡中隨時添加新的控制單元，具有分布控制的特點和開放性，并可以和其它建筑管理系統（BMS）、樓宇自控系統（BA）、保安、消防系統結合起來，其軟件的可編程性和硬件的靈活結構大大節省了投資成本。可任意實現單點、雙點、多點、區域、群組邏輯控制，定時開關、亮度手/自動調節、紅外線監控、遙控、場景組合、電話撥打等多種照明控制功能，實現照明的智能化管理，可以展現豐富的燈光效果、同時實現節約能源的目的。從節能、環保、運行維護及投資回收期上看，現代智能照明控制方式應成為照明控制的主流。設計應有前瞻性，新建項目的照明控制應考慮滿足如下的控制要求。

住宅、公寓樓梯照明開關宜采用紅外移動探測加光控開關；高級公寓、別墅內由于裝修復雜，宜采用智能照明控制系統。

對于公共建筑如酒店、大堂、多功能廳、會議室宜采用智能照明集中控制，走廊采用手動、移動感應器或定時自動控制。

對于體育場館、劇院、博物館、美術館等功能性要求較高的公共建筑應采用智能照明集中控制，走廊采用定時及手動控制。

對于小開間辦公室，可采用面板開關控制，對于大面積的辦公室、圖書館，宜采用智能照明控制系統。在有自然采光區域內的電氣照明，可采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動點燃或關閉該區域內的燈具，保證室內照明的均勻和穩定。

對于學校教學樓，多媒體教室采用調光控制。為節省投資，一般教室可采用面板開關控制，走廊、門廳等公共場所宜采用智能照明集中及就地兩種控方式。

5電氣附件電子鎮流器的選擇

在設計中應使用低損耗、性能優的光源用電子附件，如電子鎮流器、電子觸發器、電子變壓器等。對于電子鎮流器的選擇還應注意以下幾個方面:

燈電流波峰系數控制:熒光燈壽命取決于燈管陰極的發射能力。燈電流波峰系數是影響陰極發射能力和發射電流穩定性的重要指標，國家標準規定控制在1.7以下，燈電流波峰系數高，燈陰極受到損傷度大，燈管發黑時間加快，壽命必然下降，燈電流波峰系數過大，還會帶來附加閃動。

異常保護功能:電子鎮流器在與燈管配套使用中會出現燈管漏氣、不激活、不啟動及主電路電流過大等異常情況，為使鎮流器不損壞，設置異常保護功能，在燈管發生異常時，自動關閉鎮流器，以保證產品的性能及可靠性。

過電流、電壓控制:電網中各種諧波和噪波污染(如瞬時高壓、高能脈沖)，以及雷擊過流沖擊等都會直接影響或損壞開關管、電容器等，為此需要設置保護。

降低溫升:鎮流器的溫升主要來自半導體元件產生的功耗而發熱:溫升提高，其壽命降低，設計時，要盡量減少功耗，提高效率:優秀電子鎮流器電效率在90%以上。

采用專業電子絕緣膠封灌，可使產品整體溫升降低，防止水、灰塵等雜物進入，因潮濕引起的短路造成的產品損壞，進一步提高了產品的可靠性，同時也避免運輸震動和沖擊造成的損壞。寬電壓工作范圍: 國內有些地方電壓變化較大，供電質量較差，電子鎮流器應能適應電網變化正常工作。

6自然光的有效利用

天然光是不用耗能的最好光源，在滿足使用功能的前提下，可直接利用天然光進行照明。

使用平面反光鏡的一次反射。用反光鏡一次將太陽光反射到室內需要采光的地方，這種方法對提高側窗采光的均勻度具有較為明顯的效果。

導光管法。用導光管將太陽集光器收集的光線經過特殊制作的導光裝置強化與高效傳輸后，由系統底部的漫射裝置把自然光線均勻地傳送到室內需要采光的地方。從黎明到黃昏，甚至是雨天或陰天，光導照明系統導人室內的光線仍然十分充足，可以提供8h以上的白天室內照明。自然光光導照明出射光為全色光，光線柔和，照度分布均勻且顯色性好。自然光光導技術與自然通風相結合，可使其功能更加完善，在采光的同時使室內保持良好的自然通風。

光致(電致)采光玻璃。在玻璃中添加氧化銀和堿金屬鹵化物，并引人少量的氧化銅或氧化福等配合而成，在強光照射下，產生灰色效應;光線減弱后玻璃又恢復原狀。用薄膜吸附在玻璃表面上，形成調節陽光的玻璃，

參考文獻

[1]楊世光，室內環境與健康照明，北京:照明工程學報，2004

[2]熊以龍，綠色照明工程的現狀分析與對策建議，照明，2004

[3]符家榮，建筑照明節能的研究，照明，2004