節能技術在現代建筑電氣照明中應用的初探

張亮 劉堯

（1.中國城市建設研究院有限公司，北京 100120；2.中國中元國際工程有限公，北京 100089）

節能技術在現代建筑電氣照明中應用的初探

張亮1劉堯2

（1.中國城市建設研究院有限公司，北京 100120；2.中國中元國際工程有限公，北京 100089）

統計顯示，照明用電占約據我國每年總用電量的14%，而且住宅總面積小于農村地區的城鎮住宅區，電能消耗量還一直呈現上升趨勢，為此現代建筑非常需要加快節能照明系統的建設步伐。相較于國外發達國家，我國建筑電氣照明節能的法律法規還有待完善，相關技術還處于探索階段，為了促使我國建筑電氣照明節能技術與國外先進水平的接軌，我們從事電氣設計的工作人員有必要對此問題進行深入探討。

節能技術 現代建筑 電氣照明 應用策略

1 節能技術在現代建筑電氣照明中的應用策略

1.1 電光源、燈具及附件的節能設計

（1）選擇高能效的電光源。改變電光源是建筑電氣照明節能最廉價和最簡單的方法，一般我們從使用壽命和光效這兩個方面來考察電光源的綜合能效，表1為幾種電光源的綜合能效指標。

電光源的選擇，并非是綜合能效指標越高越好，而應該根據使用場所的具體要求來選擇：①家庭、旅館及餐廳等照明場所宜選擇緊湊型熒光燈（如白光LED燈）；②商場、學校教室、普通辦公室及高度在4.5m以下的生產車間，宜選擇高效直管熒光燈和白光LED燈；③辨色要求不高的高大民用建筑場所及工業廠房（如足球運動場、火車站站廳、廣場等）宜選擇高壓鈉燈。

（2）選擇高效率的燈具。①選擇直接型、開敞式燈具。直接配光燈具有很大的向下光道，燈具出射光通量可以最大限度落到工作面上；開敞式燈具因沒有遮擋，燈具發出的光能較多且效率較高；②合理使用反射罩提高燈具效率。優秀的反射罩具有增加燈罩對光能量的反射能力，減少光能量在空間傳輸中的損耗，因此可以廣泛應用于車間、體育館等照明場所。

（3）選擇節能型的燈具附件。鎮流器是照明領域的主要燈具附件，目前主要分為電感鎮流器和電子鎮流器兩類。在選擇整流器時，要遵循如下原則：自身功耗較低、運行可靠且使用壽命長、性價比高、頻閃小且噪音低、諧波含量小且電磁兼容性符合要求。

1.2 配光的節能設計

（1）減小房間的減光效應。在建筑材料一定的條件下，房間每個被照面的照度值與相應的衛生狀況有直接關系，這就意味著房間越干凈，其減光效應越弱，為此我們要保持房間各受光面的干凈整潔。（2）提高燈具的利用系數。提高燈具的利用系數，被照面平均照度也會相應增大，為此可以從如下方面著手：①如果房間窄而高，那么要選用窄配光照明器；如果房間寬而低，那么要選用寬配光照明器；②當建筑物構建好后，房間的室空比雖然無法改變，但我們可以通過改變房間內各面裝飾建筑材料的反射率來改變燈具的利用系數（例如以石膏做飾面材料時，其反射率為0.91；以膠合板做飾面材料時，其反射率為0.58；以普通玻璃做飾面材料時，其反射率為0.08）。這就意味著，我們可以根據房間的用途來選擇合適的裝飾建筑材料，提高室內各反射表面的反射能力，用有效的光源來獲得理想的配光效果。

1.3 通過控制手段來實現電氣照明的節能

（1）采用導光系統來對太陽光進行收集，反射后導入室內支持照明及開發光伏電池。

①導光技術控制天然光。天然光具有照度不穩定、照明深度有限等缺陷，室內照明容易受到室內自然光變動的影響，而采用導光技術則可以彌補這些缺陷。天然光導光系統一般由控制系統及太陽光收集系統這兩個部分構成，其中控制系統的功能是根據當地的維度、經度及時間，利用計算機來自動算出建筑物所處太陽的高度和方位角；太陽光收集系統則根據計算機得出的太陽高度和方位角，對反射收集裝置的角度進行調節，以便最大限度收集太陽光并導入室內。需要注意的是，目前建筑室內的一般照明可以采用天然光導光技術，但應急照明則不建議使用。

（2）在智能照明控制系統上通過場景控制照明電壓、控制保護照明設備等來達到節能的目的。

第一，場景控制。根據室內不同照明需求，智能照明控制系統可以提前設置對應合適的光照效果和燈光場景，運行過程中根據不同場景的需求來對光照進行隨意切換。如大型會議室內可以設置準備模式、報告模式、會議模式、投影模式、休息模式、結束模式和清潔模式，每種模式的光環境都不同以滿足不同的功能需求。第二，智能照明電壓控制。 智能照明電壓控制系統可以有效抑制電網沖擊電壓和浪涌電壓，為燈具輸出最佳的穩定電壓且避免燈絲的熱沖擊，這樣既能夠減少過電壓所照成的照明眩光，又能夠最大限度延長燈具的使用壽命。第三，多種控制方式的結合。在實際應用時，可以將照明場景設置為凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚、陰天、雨天、晴天、工作日、休息日等多種模式，再配合照度感應控制對應以上模式根據自然光變化來控制室內人工光，從而在滿足照度視覺要求的基礎上達到節能的目的。

1.4 照明供電設計的節能優化

（1）系統導線的節能優化。建筑電氣照明系統中常用的導線包括電纜、母線和低壓絕緣導線，實際系統中這三類導線采用銅芯線的較多。雖然銅芯導線的成本高于鋁芯導線，但卻具有如下優勢：銅芯導線具有更高的安全性；銅芯導線載流量大于相同界面鋁芯導線的1.3倍；在相同應力下，鋁排變形而銅排完好無缺；銅芯導線可以減少輸電線路的損耗。綜上所述，在建筑電氣照明系統中采用銅芯導線，其綜合優勢要遠遠高于鋁芯導線。（2）電源設置在負荷中心，做到負荷三相平衡。實際工程設計時，建筑體內電井或配電箱位置均應設置在系統負荷中心。此外，電氣照明系統設計的平面布置及系統方案的確定，要盡可能做到三相對稱布置（三相越接近，管線電材使用越經濟且能耗越小）。

2 結語

綜上所述，降低建筑照明用電已經成為我國節能工程的重要組成部分，為此電氣設計人員在進行建筑電氣照明設計時，要嚴格按照節能標準，從選擇高效的電光源、燈具及附件，優化配光設計、采用導光系統及智能照明控制系統，優化照明供電等幾個方面著手，力爭利用先進的節能技術來為人們提供一個安全、舒適且健康的工作和生活環境，為我國建筑電氣節能技術貢獻自己應有的力量。

［1］文桂萍.建筑電氣照明節能設計的探討［J］.四川建筑科學研究，2007（6）.

［2］于澤勇.建筑電氣節能問題研究［D］.濟南：山東大學，2009.

［3］尋睿.淺談建筑電氣節能設計及照明節能設計的探討［J］.科學與財富，2012，22（11）.

表1 幾種電光源的綜合能效指標