綠色照明與建筑照明節能設計研究

葛俊

摘 要：本文在簡單介紹綠色照明意義與重要作用的基礎上，從照度標準選擇、布燈與照明控制、光源選擇三方面深入論述建筑照明節能設計，提出設計要點、方法與建議，為實際的設計工作提供參考借鑒。

關鍵詞：綠色照明；建筑照明；節能設計

中圖分類號：TU113 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0315-02

如今，綠色建筑成為建筑行業發展主流，綠色照明是綠色建筑重要組成，在節能環保中意義重大，同時在建筑照明設計過程中，需要切實做好節能工作，采取合理可行的節能措施。

1 綠色照明

綠色照明實際上就是在滿足照明要求，保證質量的同時，節省電能，進而減少發電造成的廢氣廢物排放，實現環保目標。目前，我國的資源節約與環境保護工作已經收獲明顯成效，尤其是在照明方面。在這種局勢下，建筑照明設計必須重視做好節能，將節能作為一項重要的標準，從多方面和多角度入手，采用先進可行、切實有效的節能措施[1]。

2 建筑照明節能設計

2.1 照度標準合理選擇

在照明設計工作中，照度標準需要從節能方面考慮，根據實際要求選擇合適的標準。對于民用建筑，可以建筑等級與照明要求為依據，確定標準，檔次較高的提高一個等級，而檔次較低的則降低一個等級，但要以符合現行標準為基礎。現行標準指出，辦公樓、商業樓、酒店、醫療場所、教育場所與工業建筑，其照明方面的功率密度必須達到強制規定。對于照明功率密度，它是房間或者場所的照明功率密度最大允許值，在設計工作中，該值的計算結果不能超出規定。在照明設計過程中，應對逐個房間或者是場所根據使用條件選擇適宜的照度標準，并據此配置光源和燈具，選出最佳方案，對平均照度進行計算，確保其滿足標準。以照明方案為依據，對確定的照明功率密度值對應的燈具及其所有附屬裝置電量進行計算，若計算結果超出要求，則要對照明方案進行調整，到達到標準為止。

建筑的照明節能設計關鍵在于提高系統整體效率，在滿足照明要求的基礎上，盡可能減少用電量。想要減小照明功率密度值，最有效的做法為保證光源效率，如減小鎮流器實際功耗、配置配光曲線和場所良好適應，且效率與利用系數均較高的合適燈具、有效提高墻壁與頂棚等的反射比、確定適宜的照度標準等。

2.2 保證布燈與照明控制的合理性

2.2.1 建筑照明設計

照明設計工作中，電氣設計人員必須充分考慮節能基本要求。對于綜合體育場，其照明以混合照明為宜，應有至少兩套容量有所不同的燈具，以區塊功能要求為依據進行均勻且混合的布置，進而實現分時控制與分級控制，以及各個區域中的分區控制。在大型場館中，特別是超過400W的放電燈，應進行單燈控制設計。

2.2.2 公共場所照明設計

（1）對于功能性要求相對較高的公共場所，應以智能集中控制形式為主。為滿足各種環境與氣氛的實際要求，需要針對場景來進行照明控制設計，同時設置調光系統，以便管理人員進行操作，在節省電能的同時，為管理提供方便。

（2）對于存在一定自然采光區的公共場所，應以恒照度控制為主，與外窗距離較近的燈具，應能根據自然光進行自動啟閉，確保室內照明保持穩定與均勻。

（3）對于特殊柜臺，宜采用一般照明充分結合重點照明的方法。在平日里只使用一般照明，在特殊情況下，開啟聚光燈。

（4）對于公共建筑的門廳、走廊與樓梯間，應以智能集中控制形式為主，同時根據建筑的等級與使用條件，設置必需的分區控制或分組控制。

（5）對于住宅建筑的走道與樓梯間，應布置光控與移動探測開關，在無人通過時自動熄滅，當有人通過時，自動亮起。此外，對于應急照明，需要有在應急情況下可以強制亮起的措施方法。

（6）道路照明方面主要為LED光源。LED光源為典型冷光源，光效高、照明質量好、能耗低、壽命長、易于控制、結構簡單、緊湊，能適應多種供電電壓。在LED燈具的基礎上，配置相應的蓄電池與太陽能電池板，以此進一步減少能耗。據預測，通過這樣的設置，能減少近30%的能耗。

2.2.3 燈具布置與控制要求

在天然采光較好的建筑場所，燈列需要和側窗或者是采光屋面保持平行，這一場所的控制應根據要求的照度進行，采用自動開關燈。對于報告廳、會議室與多功能廳，需要根據講臺的位置進行分組布燈。

在高達空間區域以及生產加工公共場所，需要在設置一般照明的基礎上布置局部照明。當工作位置密集度與工作性質有所不同時，可將工序、車間或者是工段作為依據進行分組，實施分區照明，如果工作區要求較高，則用高照度，相反，如果工作區要求較低，則用低照度，而要注意，上述兩者照度比應控制在3：1以內。

當燈具的安裝高度及美觀性都能滿足要求時，需盡量降低燈具實際安裝高度，并考慮眩光控制方面的要求。除此之外，在燈具布置過程中，應注意和構件安裝施工之間的良好配合。

2.3 選擇滿足環境與功能要求的光源

在選擇電光源時，應將綠色照明思想作為核心。在不斷推進綠色照明的過程中，需要結合具體使用場所，確定適宜的光源。目前常用的節能電光源特點為：①普通熒光燈，光效在70lm/W以上，顯色指數為70，平均壽命為10000h；②三基色熒光燈，光效在90lm/W以上，顯色指數為80～98，平均壽命為12000h；③緊湊型熒光燈，光效在60lm/W以上，顯色指數為85，平均壽命為8000h；④金屬鹵化物燈，光效在75lm/W以上，顯色指數為65～92，平均壽命在6000～20000h范圍內；⑤高壓鈉燈，光效在120lm/W以上，顯色指數為23/60/85，平均壽命為24000h；⑥低壓鈉燈，光效在200lm/W以上，色溫為1750K，平均壽命為28000h；⑦高頻無極燈，光效在60lm/W以上，顯色指數為85，色溫在3000～4000K范圍內，平均壽命在40000～80000h范圍內；⑧LED燈，光效為90～150lm/W，超長壽命達到100000h以上。

2.3.1 白熾燈

在照明設計過程中，需要減少使用白熾燈。通常，無論是室內外照明，都是不允許使用白熾燈的。對于白熾燈，它是第一代光源，其光效相對較低，且壽命很短，但這不代表可以完全取消，因為它無電磁干擾，調節方面，可頻繁開關，在信號指示、局部照明、投光照明與事故照明中仍可使用。如果確需配置白熾燈，則可用其它產品予以代替，如鹵鎢燈，其光效與壽命均遠大于普通白熾燈。特別是在對顯色性有較高要求的場合，可使用不同類型的鹵鎢燈對白熾燈予以替代，以此起到節能和保證照明質量的作用。

2.3.2 熒光燈

熒光燈是當前應用最為廣泛且使用量最大的氣體放電光源，具有較高的光效，其結構簡單，使用壽命長，是可優先考慮節能光源。建議由緊湊型熒光燈對白熾燈予以取代。緊湊型白熾燈能與鎮流器直接相連，形成整體型燈。集合熒光燈與白熾燈所有優點，主要包括：光效較高，相同條件下的光通量可以達到白熾燈3倍；使用壽命長，可達白熾燈10倍以上；顯色指數高達80；具有良好的節能效果；在使用上較為方便，能直接替換傳統的白熾燈，還能和現有燈具良好配合，得到不同類型的燈，滿足家庭與酒店等使用要求。

對于管型熒光燈，其大多為直管型，在兩端分別布置燈頭。按不同的燈管徑，預熱式直管熒光燈有T5和T8兩種類型，分別采用電子鎮流器與電感式鎮流器。熒光燈適用于層高不超過4.5m的房間。在條件允許的情況下，以直管稀土三基色細管徑熒光燈為首選，進而提高光效，延長使用壽命，保證顯色性。

2.3.3 高強度氣體放電燈

主要包括金屬鹵化物燈和高壓鈉燈。對于金屬鹵化物燈與高壓鈉燈，其因為有較高的光效和較長的使用壽命，所以在較高的場所中得到廣泛應用。此外，金屬鹵化物等還有良好的顯色性，可達到較高照度要求。在商業場所中，重點照明建議以陶瓷金屬鹵化物燈為主，相較于其它金屬鹵化物等，它有著更好的光效、使用壽命與顯色性。在一般的照明場所當中，通常不配置熒光高壓鈉燈，確需配置時，可用金屬鹵化物燈予以代替，從而在保證照明質量的基礎上，提高節能效果。

通過對高壓鈉燈的研究可知，其發光特性主要和鈉蒸汽的實際氣壓存在關聯。對于標準高壓鈉燈，其光效相對較高，但顯色性很差，在對顯色性沒有特殊要求的房間使用；而在顯色性要求相對較高的房間，建議使用改進以后的高壓鈉燈。此外，高壓鈉燈能實現調光，比如將實際光輸出調到正常值的一半時，可減少近65%的功耗。

2.3.4 LED燈

建筑照明還可采用LED燈，LED燈能耗只有白熾燈10%，一般情況下的使用壽命可以達到100000h，對于普通家庭，采用LED燈基本可以實現“一勞永逸”；可在高速狀態下工作，普通節能燈頻繁開關其燈絲容易發黑，提前損壞；LED燈固態封裝，為冷光源，便于運輸和安裝，適應振動的能力較強；LED技術正處快速發展階段，光效取得快速突破，而且價格也在不斷降低；無汞等有害物質，組裝部件易于拆裝，無需廠家回收；透鏡和燈罩可以實現一體化設計，透鏡具有防護和聚光兩種功效，防止光的重復浪費；節能效果顯著，在超高亮大功率光源的基礎上配以高效率電源，相較于普通白熾燈，可節省80%以上的電能，而且在相同功率條件下，亮度可達普通白熾燈的10倍。

3 結束語

綜上所述，節能與環保是現在建筑照明核心內容，充分體現以人為本，并保證環境的舒適健康，是設計重要指導思想。制定經濟技術指標滿足要求的方案，需要相關技術人員認真做好設計、分析、計算與比對。

參考文獻

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[6]曹學林.建筑照明節能設計分析[J].電器與能效管理技術，2008（2）：32～36.

收稿日期：2018-6-11

作者簡介：葛 俊，男，漢族，高級工程師，大學本科，從事電氣、照明設計工作。