現代建筑中照明系統的節能技術研究

王軍

摘 要：建筑照明節能旨在于通過建筑光環境充分利用天然光，采用節約能源、保護環境的照明系統，充分發揮人的視覺功能，以優良的照明振奮人的精神，提高工作效率和產品質量，保障人身安全與視力健康，對生活在建筑空間內的人們的精神狀態與心理感受產生積極的影響。

關鍵詞：現代建筑；照明系統；節能技術

1 選擇合理的照明方式

按安裝部位或使用功能不同，照明方式一般有一般照明、分區照明、局部照明、混合照明四種方式。一般照明就是將燈具比較規則的布滿整個場所，從而獲得均勻的照度水平，適用于照明密度大且對光照方向無特殊要求的場所，如辦公室、會議室、營業大廳等。分區照明則根據不同區域對照度要求不同，來分區布置燈具，使照度按需分配，減少能源的浪費。局部照明是為了滿足建筑內某些部位的特殊照度要求，在特定的區域設置輔助照明，增加這一范圍內的照度，如臥室的臺燈、生產車間的操作臺等。此外，還有一種通過在一般照明的基礎上加強局部照明，提高室內照明照度水平的方式，即混合照明。

采用合理的建筑照明方式，可以有利于整個建筑照明系統的節能。功能不同的建筑采用的照明方式也不同，如在公共建筑中應設置一般照明，使整個場所都能照亮。建筑中不同區域、不同作業密度的也應根據相應要求來設置室內照明，區別對待，采用不同的照明方式，以節約能源。

2 選用高效的電光源及照明燈具

建筑照明系統設計中，未采用節能照明燈具，其照度要求雖然滿足了我國標準規定，但建筑物的照明耗電量較大。在照明設計中，通過有意識的選擇節電的照明電器配件，也是一種有效的節電措施。

光源是能量轉換成光的器件，是照明節能技術的核心。在建筑照明設計中選則燈具時，應盡量選用與燈的光電參數相匹配的電器件。目前，由于光效較低、壽命較短的缺點，普通白熾燈的己經逐步縮小應用范圍。而高光效光源光效高、使用壽命長、節能效果顯著，漸漸成為照明設計選擇的主要光源。

此外，燈具的效率和配光也對照明系統的節能影響重大，電氣安裝容量小、運行費用低、效率高并具有藝術美感的燈具是建筑照明設計的最佳選擇。目前，照明設計中常選擇初始光效達到3級上的高效直管熒光燈和緊湊型節能熒光燈并配置高反射率燈具來為建筑提供照明，LED燈由于價格高，常用于一些24h營業的商場等地。

3 優化照明系統設計

建筑照明線路存在損耗，大約占據了耗電總量的4%左右，而供電的方式、導線的面積和長度都會影響照明線路損耗。照明系統方案設計的優劣不僅影響建筑整體照明能耗外，還會直接影響建筑的照明控制系統設計。因此在照明系統方案設計時，不僅要選擇合理的高效光源、燈具及其電器配件外，還應和結合先進的照明控制技術，設計出合理的電氣線路，減少不必要的導線長度與面積，降低建筑照明耗電量。

4 采用智能化照明控制系統

照明控制不僅可以滿足使用要求，達到美學效果、延長照明系統壽命、減少布線和維護工作量的目的，也是重要的照明系統節能措施之一。照明控制的種類包括手動控制、自動控制、光電照明控制、中央系統控制臥及智能控制五類。隨著計算機技術的近速發展，電子通信技術、自動控制技術、總線控制技術以及信號檢測技術等各種技術互相參透，使照明系統的智能化控制成為可能，照明控制已和燈具合為一體，成為照明系統節能設計中不可或缺的一大亮點。采用照明智能控制方式可節約30%-50%的照明用電。相對傳統的照明系統而言，智能照明控制能監控照明、創造靈活的環境氛圍、能自動調節光照度、提高工作效率、節約能源、延長燈具壽命等優勢。

5 應用太陽能發電技術

太陽能光伏發電技術是利用太陽能電池的光伏效應，將太陽箱射能轉換為電能的技術。太陽能光伏發電系統比較復雜，主要包括太陽能方陣、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、交流配電柜、太陽跟蹤控制系統等設備。根據運行方式的不同，太陽能光伏發電系統一般分為太陽能獨立發電系統、與電網連接的太陽能光伏并網發電以及混合型光伏發電系統三種。

5.1 太陽能獨立發電系統。太陽能獨立發電系統又稱離網光伏發電系統，主要應用于公共電網難以覆蓋的偏僻農村、高原、荒漠等地區，或者太陽光照不足、無法與電網互通的地區。這種供電方式主要用于滿足單個用戶一天的工作、生活用電，需要儲能環節，設備復雜，壽命較短，且易在有多余的電能時產生浪費、電能不足時影響用戶正常的工作與生活。

5.2 太陽能光伏并網發電。這種發電技術先通過逆變器將太陽能電池板產生的直流電轉變為交流電，再通過并網逆變器，將轉變的交流電能送上電網，向用戶供電。送種供電方式在電能有剩余的時候，將多余的電能輸送到電網供電；在電能不足時能夠從電網獲取電能補償，以滿足工作和生活的需要。它無需儲能環節，大大降低了投資成本，且發電效率更高，更穩定可靠，很適宜在城市內推廣應用，是太陽能發電的發展方向。

5.3 混合型光伏發電系統。該系統增加了一臺備用發電機組，在電能不足時啟動發電機組，直接向生活設備供電或者由整流器整合后向蓄電池充電，來滿足用戶的需要。目前，我國一方面在偏遠地區（如青海、西藏、新疆、甘肅等地）采用太陽能獨立發電系統為主，以解決設些地區最基本的生活用電問題；另一方面在大中城市的公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公園、車站等公共設施照明系統中推廣使用光伏電源，建設屋頂光伏發電系統。此外，還建立大型太陽能光伏電站示范項目，如深圳國際園林花卉博覽園等，促進兆瓦級光伏并網發電系統應用與發展。

6 充分利用天然光

天然光作為一種免費潔凈的能源，取之不盡用之不竭，合理利用采光技術，將太陽光引入建筑物中，能夠提高室內空間的照度水平與均勻度，減少炫光和視覺上的不舒適感，改善室內光環境。新的天然采光技術利用光的反射、折射、衍射等原理，產生了導光管、光導纖維、采光擱板、棱鏡窗等幾種采光技術。導光管應用較為廣泛，在這里做一下介紹。

導光管主要由集光器、管體、出光部分組成。集光器收集盡可能多的日光，并將其聚焦，對準管體。管體部分主要起傳輸作用，其傳輸方式有鏡面反射、全反射等。出光部分則控制光線進入房間的方式，有的采用漫透射，有的則反射到頂棚通過間接方式進入室內。導光管垂直方向的導光管可穿過結構復雜的屋面及樓板，把天然光引入毎層直至地下層，氣光導管照明系統將明亮的陽光輸送到潮濕陰暗的地下室，不僅可以有效解決地下空間的照明問題，也為生活在建筑地下空間的人們創造一個舒適、健康的工.作、生活環境，同時還能大大降低地下空間內的照明達到節能的目的。

此外陽光在帶來光明的同時也會增加室內的熱量，有研究表明，在平均天空條件下，天然光每提供1501m的照度，就會帶入1以的熱量。因此為靈活地控制室外光和熱的進入，一些新型采光材料也被陸續被發現，如光致變色玻璃、電致變色玻璃、光觸媒技術等，這些技術的應用都能在較少能耗的前提下，大大提高室內光環境質量。

參考文獻

[1] 李崢嶸，趙群，展磊編著.建筑遮陽與節能[M].北京：中國建筑工業出版社，2009：39-56.

[2] 朱瑛.室內照明設計的可持續發展研究[D].華東師范大學，2014： 23-55