建筑電氣照明節能設計的探討

摘 要：在能源儲量不斷減少，環境破壞日益嚴重的背景下，世界各國對于建筑的節能減排提出了更高的要求。電氣照明是所有建筑中都必備的設施之一，同時也是建筑中的主要能耗設備，做好建筑電氣照明的節能設計能夠有效的降低建筑能耗，達到綠色建設的設計和施工要求。該文對建筑電氣照明設備進行了研究，針對建筑電氣照明節能設計的要求及其標準進行闡述，進一步以合理制定照明設計方案、推廣高光效燈具的使用、選擇合適的電源啟動設備、采用智能照明控制系統、加大研發新產品力度、科學的提升建筑照明系統的功率因數、加大太陽能等新能源在建筑照明中的應用、優選氣體放電光源啟動設備，八小節來完善建筑電氣照明設計節能的措施，最后根據方案、照明線路、照度值、照明方式，來分析建筑電氣照明節能設計照明標準的選擇，希望能為建筑設計水平的發展和提高做出一定的參考。

關鍵詞：建筑電氣 照明 節能設計

中圖分類號：TU9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（a）-0129-02

在中國，電力作為重要的能源得到了廣泛的應用，也是中國能源消耗的主要組成部分。在電力工程建設過程中，除了空調用電，照明用電是主要的功耗模式。為了提高資源的利用效率，節約能源，使用節能電器和照明設備在建筑工程施工過程中，提高能源利用效率，降低建筑物的能耗。在照明設備的設計，以減少線路能耗，提高電力系統，充分發揮在照明設備的節能潛力。因此，在建筑設計過程中重視節能照明設備。

節約資源、保護環境是21世紀許多國家的戰略性發展策略，也是我國長期的發展目標。將這一方針落實到各個產業的發展中，就要求企業和政府共同做好生產和管理的節能減排工作。建筑產業作為我國的支柱型產業之一，在能源消耗量和工業排放量上都較大，做好建筑產業的節能減排工作將有利于實現我國的節能減排發展目標。電氣照明是所有建筑中都會使用到的設備，控制好建筑電氣照明的節能設計將促進建筑施工的節能減排工作進行。

1 建筑電氣照明節能設計的要求

1.1 綠色照明原則

在建筑電氣照明的節能設計中，最關鍵的環節就是實現綠色照明。所謂的綠色照明就是指在保證居民日常工作、生活的光照需要的前提下，實現照明能源消耗的最低化。綠色照明的實現同時還要考慮到建筑的經濟性，不能為了追求節約能源就一味的擴大工程成本。與此同時，建筑的綠色照明必須符合居民對光照強度的基本需求，不能影響居民的日常生活。同時，照明燈的布置應當符合一定的美學原則和科學原則，在照明燈數量不變的前提下，實現最好的光照效果。

1.2 經濟適用原則

經濟適用原則要求電氣照明設備的設計人員能夠合理的布局照明燈的數量和結構，在不增加照明燈數量的前提下，有效提高照明強度和照明效果。在電氣照明設備的布置和使用過程中有效的避免浪費、做好設備的日常管理和維護工作，盡量控制照明成本，最終實現經濟性原則。

1.3 使用節能燈具的要求

實現建筑電氣照明的節能設計最有效的手段之一就是使用節能燈具。節能燈具不僅能夠起到節能的作用，在照明效果上也有一定的提高。為了減少電力的損耗，在建筑中一般可以采用功率較小的金屬鹵化物燈具。這種節能燈具與傳統的白熾燈相比，在能源消耗量上有了明顯的降低。普通的白熾燈只能將10%的電能轉化為光能，而節能燈則能夠將近60%電能有效的轉化為光能。此外，節能燈的使用壽命一般都比普通的白熾燈要長，符合了經濟性的原則。因此，在一些高層建筑或室外建筑中，可以采用金屬鹵化物燈具來代替傳統的白熾燈。

1.4 合理選擇照明標準

對建筑電氣照明進行合理的布局將有利于減少能源消耗，一般可以減少總消耗量的4%左右。為減少輸電線路上的電能消耗，可以采用電阻率較低的導線，并且通過合理的布局線路來減小導線的總體長度。燈具的開關也會消耗一定的電能，做好開關的調節也有利于減少能源的消耗。例如，對于臥室的燈具就可以采用調節式的開關，而過道走廊的開關則可以采用聲控、燈控開關，有效減少能源的浪費。照明方式的選擇應當根據建筑的自然采光情況及照明的需求進行選擇。常用的照明方式有一般照明、局部照明和混合照明這三種方式。此外，在建筑中還應該有效利用自然光，可以通過現代的科技手段加大對自然光的利用程度，最終實現建筑采光的節能性。

2 建筑電氣照明設計節能的措施

2.1 合理制定照明設計方案

良好的方案是實現照明節能要求的前提。為實現照明設計方案的優化，設計人員在進行照明設計時應當注意兩點。首先是建筑的照明設計應當具備良好的實用性，不能只注重形式的新穎，而忽視了實際的照明需求。例如，在有空調的房間內，照明方式就應當選擇一般照明、局部照明和混合照明相結合的方式。而對于一些采光效果較好、房間顏色較淺的房間，應當充分利用自然光，達到節能減排的目的。其次，建筑的照明設計必須符合相關的行業標準和國家法規，其中最主要的參考標準為《建筑照明設計標準》。所有的建筑照明設計都應該在符合這一標準的基礎上，根據實際的建筑結構和功能特點，制定出合理、可行的照明設計方案。

2.2 推廣高光效燈具的使用

合理的使用燈具是控制建筑照明能源消耗的關鍵環節。燈具的選擇也應該根據建筑的照明需求和自然采光效果來選擇。燈具既要滿足良好的光照效果，同時還要具備節能減排的要求。此外，燈具的質量、使用年限、操作性、實用性、經濟性等也應當有較好的保障。在進行燈具的選擇時，可以從以下幾個方面進行考慮。在較低的建筑中，可以采用熒光燈，在充分利用自然光的基礎上，熒光燈就能充分滿足室內的光照需求。對于高度較大的建筑則可以采用金屬鹵化物燈。這種燈具的照明效果好，使用壽命長，穩定性高，在一些室外建筑中也有廣泛的應用，例如我國2008年北京奧運會上主場館鳥巢的照明燈就采用了金屬鹵化燈。在場地范圍較大、高度較高的建筑中，金屬鹵化燈能夠起到良好的照明和節能減排效果。在一些高度大，且維護難度較高的建筑中一般采用無極熒光燈來進行照明。我國的人民大會堂采用的就是這種燈具。特別要注意的是，熒光高壓燈和熱輻射燈的能源消耗量較大，在建筑照明中應當盡量避免使用。

2.3 選擇合適的電源啟動設備

一般使用的熒光燈的電感鎮流器的功率是熒光燈功率的20%，高強度氣體放電燈的鎮流感器額定的功率是15%，電子鎮流感器的耗能則只有10%。所以在進行建筑電氣照明節能技術時應該使用氣體放電光源和電子鎮流器相結合，從而達到最優化組合，降低能耗。

2.4 采用智能照明控制系統

智能照明控制系統就是將信息技術、網絡技術、通信技術等與建筑照明技術有效的結合起來，從而形成一個智能管理的控制系統。與傳統的照明控制系統相比，這種智能控制系統的優勢主要體現在以下幾個方面。首先，智能控制系統能對系統中所有的照明燈進行實時的監控和管理，并且能夠對照明強度、照明時間等進行調節，有效避免了電能的浪費。其次，智能控制系統能夠精確的感應出自然采光的變化，并根據自然采光的強度來調節人工照明的強度，從而實現了自然光線的最大限度利用。最后，智能控制體系改變了傳統模式下人工控制照明設備的缺陷，實現了照明設備的自動化調節，并實現了程序化的管理。這極大的提高了設備管理的效率，減輕了工作人員的負擔，還控制了人工成本的輸出，如中央電視新辦公地點“大褲衩”所采用的照明系統就是智能控制系統，以聲控和光控為手段，改變了燈光控制方式。

2.5 加大研發新產品力度

加大自然光線的利用是實現建筑照明節能要求的有效途徑，但在當前的技術水平和設備條件下，建筑照明對于自然光的利用程度并不高。當前建筑中對自然光線[1]的利用途徑主要是增加玻璃窗的數量或在建筑頂層設置一定的光能轉化設備。這些自然光利用手段只適用于建筑的高層，對于建筑低層自然光線難以照射到的用戶而言，照明效果仍然達不到要求。針對這一問題，相關設計開發人員就應當加大對照明設備的研發力度，例如光纖照明的方式就是一種有效的解決辦法。光纖照明就是通過室外設置的太陽光采集裝置將太陽光通過光纖出送到室內照明燈具上，從而達到不消耗電能卻能發揮照明作用的效果。這些新型技術手段的應用能夠有效的提高建筑照明的質量，并且實現節能的目標。研究人員應當進一步研發和完善相應的技術和設備，為建筑照明提供更好的技術支持。

2.6 科學的提升建筑照明系統的功率因數

在建筑的照明系統中會應用到一定的用電設備，例如變壓器、發電機等。這些設備在使用的過程中往往會產生一定的無功功率，增加了不必要的能源消耗[2]。為了減少無功功率的產生，可以采用提高設備功率因素的方式。例如，在熒光燈具上可以增設一定的電子鎮流器，在變壓器上則可以增加電容器。這些手段的應用都能起到較好的提升功率因素的作用，從而實現節能的目標。對于那些使用頻率不高但電容較大的設備則需要采用單獨的處理方法來進行無功功率的補償。

2.7 加大太陽能等新能源在建筑照明中的應用

新能源具有高效、清潔的作用，用新能源代替傳統的不可再生能源能夠實現節約資源，減少排放的作用，同時還能提高能源利用和轉化的效率。當前應用較為廣泛的新型能源包括太陽能、風能、核能等，而在照明系統中，太陽能又具有增強自然光照的作用，是一種理念的新型能源，因此在建筑照明的市場中具有廣泛的應用和開發前景。我國的許多城市和農村都已經將太陽能應用到了建筑的照明系統中[3]，相關技術開發人員應當進一步完善和開發太陽能轉化技術，將太陽能的利用效率進一步提高，為建筑照明提高更好的服務。

2.8 優選氣體放電光源啟動設備

熒光燈用電感鎮流器一般功耗為熒光燈額定功率的20%，高強度氣體放電燈的鎮流器功耗為額定功率的15%～16%。而電子鎮流器與電感鎮流器相比較，節電10%，其本身功耗也比電感鎮流器降低50%～75%，節電效益顯著建筑電氣照明節能設計照明標準的選擇。因此，我們要采取相應的措施來防范和抑制高次諧波，使得諧波含量達到國家標準的要求。主要采取的措施有：選用符合國家電磁兼容標準的產品；減少3次及其倍數的諧波對電源的干擾；對諧波源設置隔離變壓器[4]；采用無源和有源電力濾波器；適當增加導體截面等措施。

3 建筑電氣照明節能設計照明標準的選擇

3.1 方案選擇

在進行建筑照明方案選擇的過程中，首先應當遵照相應的行業標準，并針對實際情況對方案進行適當的調整。此外，在不同的建筑和不同的場合中，照明的選擇標準也是不同的。例如，對于一些公共場合而言，如體育館、廣場等，可以采用集中照明的方式。而對于一些智能性建筑則可以采用調壓照明和調光照明的方式。

3.2 照明線路

根據相關統計數據的顯示，照明線路上電能的損耗占總能耗的4%左右，若能有效降低這一部分能耗，將提高建筑照明的節能性。因此，在建筑照明線路的選擇上必須要慎重。首先在線路的長度上必須盡量控制在最小。隨著線路長度的增加，導線上消耗的電能也會有所增加。此外，在導線材料的選擇上應當選擇電阻率較小的材料。在供電方式的選擇上則應該采用三相供電方式[5]，這樣更有利于保持電荷的平衡，減少電能的損失，提高照明效果。

3.3 照度值選擇

所謂的照度值就是指對建筑平面的平均光照強度。在建筑照明中選用合理的照度值將有利于控制能源的消耗量，提高照明質量。照度值的選擇是有一定標準和依據的，必須根據建筑的性質和特點來進行選擇，照度值過高或過低都會影響建筑的照明質量和節能效果。照度值的選擇依據是人眼的視覺效果[6]，只有符合人眼舒適的視覺效果才能確保光照強度不會對人的視力產生影響。因此，我國制定了相關的標準對照度值進行了明確的規定，這些標準在《建筑照明設計標準》這一文件中也有所涉及。

3.4 照明方式

對照明方式的選擇也要考慮到合理性。照明方式的選擇應當根據建筑的實際用途進行考慮。例如對于實驗室而言，對光照的強度和顏色等都有明確的要求，只有符合這些要求才能確保實驗室有良好的環境，減少環境因素對試驗結果產生影響。而對于一些對光照強度要求較高的建筑，采用一般的照明方式可以無法滿足光照的要求，為此可以在實際光照的基礎上增加局部光照來確保建筑的光照強度[7]。這樣，不僅可以達到高效的照明度，減少電能的使用，而且還要可以提高檢驗工作的效率。

4 結語

節能是一個非常復雜的問題，我國的建筑節能工作還處于發展初期，有關建筑節能工作的政策、法律、法規不斷頒布和出臺，說明國家對于建筑節能十分關注重視。建筑電氣照明節能設計應充分考慮選擇高效率的節能設備，應用先進的設計技術，按照節能標準進行設計，為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動空間。同時在建筑的全生命周期中實現高效率地利用能源，最低限度地影響環境，使建筑成為生態的、可持續的綠色建筑。此外，還要加強對現代科技手段的運用，合理的利用天然光，改善人們的生活工作的環境，提高節能效果，增強人們的舒適感，加強對人們視覺的保護，確保人們身體健康，并且達到節能作用。

參考文獻

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[2]李晗，陳海樂.淺談建筑電氣照明的節能[J].黑龍江科技信息，2011（28）：37-38.

[3]程大章，王長慶，王坐中，等.智能建筑節能的調研與分析[J].智能建筑與城市信息，2010（7）：16-22.

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