建筑電氣設(shè)計(jì)中照明方案與光源選擇及其照度和燈具控制問題研究

邱 黎

（重慶市設(shè)計(jì)院，中國 重慶 400015）

0 引言

目前，我國照明所消耗的電能約占電力總消耗量的1/6，顯然提高照明系統(tǒng)的能效水平無疑將較大幅度降低照明能耗，有效緩解電力供應(yīng)緊張的局面。國家建設(shè)部對(duì)照明節(jié)能設(shè)計(jì)的要求就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，利用電能、太陽能等能源，力求最大限度地減少照明系統(tǒng)中的能耗損失。建筑照明量大而面廣，故照明節(jié)能的潛力很大。照度、色溫、顯色指數(shù)等相關(guān)技術(shù)參數(shù)是照明節(jié)能中應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素。

1 照明方案的選擇

1.1 照度標(biāo)準(zhǔn)

GB50034-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范規(guī)定了不同的建筑類型和工作區(qū)域所應(yīng)具有的照度標(biāo)準(zhǔn)值與照明功率密度值，不同房間或場所的照度標(biāo)準(zhǔn)值僅給出一個(gè)，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)所設(shè)計(jì)的工程，參照標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 照明方式

（1）一般照明：即均勻照明，用于對(duì)照度無特殊要求的場所，如辦公室、會(huì)議室等場所。

（2）分區(qū)一般照明：同一場所不同區(qū)域有不同照度的要求，如工藝用房、加工車間等場所。

（3）混合照明：用于部分作業(yè)面照度要求較高，只采用一般照明不合理的場所，如高大加工車間等場所。

（4）局部照明：采用一般照明不能滿足照度要求的場所，應(yīng)增設(shè)局部照明，如工藝用房、加工車間等場所。

工作場所為達(dá)到整個(gè)場所的照明要求，除旅館客房外，通常均應(yīng)設(shè)一般照明；同一場所的不同區(qū)域有不同的照度要求時(shí)，為節(jié)約能源，根據(jù)照度該高則高和該低則低的原則，應(yīng)采用分區(qū)一般照明；對(duì)于部分作業(yè)面照明要求高，但作業(yè)面密度又不大的場所應(yīng)采用混合照明，通過增加局部照明的方式來提高作業(yè)面照度。

1.3 燈具的選用

（1）燈具光強(qiáng)空間分布曲線宜采用空間、平面相對(duì)等的照度曲線。

（2）燈具分類宜按光通量分布、光束角、防護(hù)等級(jí)劃分。

（3）燈具的能效應(yīng)采用燈具的光輸出比作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）燈具配光種類的選擇應(yīng)根據(jù)不同場所選用不同種類燈具的配光形式，直接配光燈具射出的光通量應(yīng)最大限度地落實(shí)到工作面上，即有較高的利用系數(shù)。

2 照明光源的選擇

2.1 選用高光效光源

按工作場所的條件，選用不同種類的高效光源，提高照明質(zhì)量，保護(hù)實(shí)力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和能源的有效利用率，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

（1）燈具安裝高度較低的場所選用熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈，它們都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優(yōu)點(diǎn)，但前者比后者光效更高、壽命更長、光通維持效率高、性價(jià)比更優(yōu)。因此，除有裝飾性要求的場所外，一般情況下，都應(yīng)選用直管熒光燈，并推薦采用T5、T8細(xì)管。

（2）燈具安裝高度較高的場所宜用金鹵燈，也可用中顯色高壓鈉燈，對(duì)于顯色性要求高的場所，可以采用陶瓷金鹵燈；對(duì)于沒有顯色性要求的工業(yè)場所，可以用高效、壽命長的高壓鈉燈。

（3）安裝高度高且不易維護(hù)的場所如高大廳堂等，宜選用高頻無極熒光燈。其重要特點(diǎn)是使用壽命長（達(dá)5-6萬小時(shí)），同時(shí)，光效高（60-701m/W），顯色性好（Ra達(dá) 80），起點(diǎn)快捷、可靠。

（4）不應(yīng)選用熒光高壓汞燈。金鹵燈是在汞燈的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其光效比汞燈約提高60%（400W為例），顯色指數(shù)高，壽命更長。

（5）限制熱輻射光源（普通照明用白熾燈、鹵鎢燈）的應(yīng)用。熱輻射光源的優(yōu)點(diǎn)是顯色性好、起點(diǎn)快速、便于調(diào)光。但由于光效低、壽命不長，所以要限制使用。除要求調(diào)光、開關(guān)頻繁和短暫工作以及特殊裝飾要求外，不應(yīng)使用。

2.2 選用高效率節(jié)能燈具及附件

除裝飾需要外，應(yīng)優(yōu)先選用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系數(shù)高、配光特性穩(wěn)定的高效燈具。采用非對(duì)稱光分布燈具。由于它具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點(diǎn)，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能。燈具的效率對(duì)節(jié)能的影響很大。燈具選擇不當(dāng)、效率太低，將使能量損失高達(dá)30%-40%，這是用其他方法都無法補(bǔ)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(yùn)行費(fèi)用，從而節(jié)能。

燈具附件：由于傳統(tǒng)型電感鎮(zhèn)流器存在著噪音大、有頻閃、功率損耗高、功率因數(shù)低等缺點(diǎn)，普通型電感鎮(zhèn)流器逐漸退出市場，被節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器所取代。

國標(biāo) 《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034規(guī)定：“直管熒光燈應(yīng)配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器”。這兩種鎮(zhèn)流器各有其優(yōu)缺點(diǎn)。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器通過優(yōu)化鐵芯材料和改進(jìn)工藝等措施降低自身功耗，一般可降低20%-50%，使燈的總輸入功率（燈管和鎮(zhèn)流器功率和）下降5%-10%。其主要優(yōu)勢是可靠性高、使用壽命長、諧波含量低、價(jià)格便宜，但自然功率因數(shù)低，工頻點(diǎn)燈，仍存在頻閃效應(yīng)的固有缺點(diǎn)。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器選用時(shí)，應(yīng)考慮功率因數(shù)補(bǔ)償，包括單燈補(bǔ)償式或線路集中補(bǔ)償?shù)确绞健?/p>

3 常見照度控制方法

3.1 手動(dòng)方式

（1）標(biāo)準(zhǔn)安裝的墻壁開關(guān)：最普通的控制方法，只有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)。

（2）按鍵控制按鈕：包括無級(jí)調(diào)節(jié)（可以連續(xù)調(diào)節(jié)照度）和有級(jí)調(diào)節(jié)（設(shè)置照度調(diào)節(jié)檔位）。

（3）遙控開關(guān)：通過無限發(fā)射和接受裝置進(jìn)行控制。

3.2 自動(dòng)方式

（1）基于自然光的照度控制：通過照度傳感器測量人工光照和自然光照來實(shí)現(xiàn)，將測量值與預(yù)先設(shè)定的照度值相比較，如預(yù)設(shè)值與實(shí)際值有任何差異，人工照明就會(huì)隨之調(diào)整。

（2）基于人的照度控制：采用紅外探測器，如果在預(yù)定的時(shí)期內(nèi)房間沒有檢測到人的存在照明將自動(dòng)關(guān)閉。預(yù)設(shè)一個(gè)可以選擇的光照等級(jí)，到達(dá)這一等級(jí)光照裝置自動(dòng)變暗。

4 燈具控制方案的確定

在照明中，照明的控制方式對(duì)于照明節(jié)能起到了重要的作用。現(xiàn)有的照明控制方式很多，例如：單燈控制、多燈控制、雙控開關(guān)控制、樓宇自控系統(tǒng)控制、智能控制（總線控制）、其他控制方式（采用探測器控制）等。《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中列出了多條照明控制的條文，如第7.4.5條指出，每個(gè)照明開關(guān)所控光源數(shù)不宜太多；第7.4.6條指出，房間或場所裝設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，宜分組控制；第8.3.7條中的后一句話：在有天然采光時(shí)，近窗和遠(yuǎn)窗處可分別開關(guān)。這告訴我們，照明設(shè)計(jì)要考慮當(dāng)僅有少數(shù)人工作時(shí)，可按需要開一部分燈，而不必點(diǎn)亮更多燈，以免造成不必要的能源浪費(fèi)。因此，民用建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施；體育館、影劇院、候機(jī)廳、候車廳等公共場所應(yīng)采用集中控制，并按需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施；旅館的每間（套）客房應(yīng)設(shè)置節(jié)能控制型總開關(guān)；居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明，除應(yīng)急照明外，宜采用節(jié)能自熄開關(guān)；每個(gè)照明開關(guān)所控光源數(shù)不宜太多；房間或場所裝設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，宜按有關(guān)規(guī)范要求分組控制。

5 結(jié)束語

總之，隨著社會(huì)的發(fā)展和文明的進(jìn)步，節(jié)能理念為越來越多的人所接受，通過政策引導(dǎo)，實(shí)施有效管理，是推進(jìn)我國建筑節(jié)能的重要手段。

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