电气照明节能设计措施

温晓慧

0 引言

电光源的选择原则应以实施绿色照明工程为重点,绿色照明工程旨在节约能源、保护环境,我国政府早在1996年开始组织实施绿色照明工程,将其列入“九五”“十五”节能重点领域和“十一五”十大重点节能工程。近年来,国际上加快淘汰低效照明产品的呼声越来越高,一些发达国家纷纷宣布了白炽灯的淘汰时间计划。为响应国际社会淘汰白炽灯潮流,推动中国绿色照明工程,国家发展改革委和UNDP,GEF共同设计了“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯”合作项目,项目执行期为2009年～2012年,GEF赠款1400万美元。

1 照明的节能设计

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求,不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度地利用光能,通常的节能措施有以下几种。

1.1 选用高效节能光源

光效即光源每瓦电功率产生发出的光能量(俗称光通量),单位:流明/瓦特(lm/W)。光源每瓦电功率产生的光通量越多,光效与亮度越高,节约电能越多。光效与光通量是两个不同的物理概念,但是,往往产生混淆。电光源产生发出的光能量,称为光通量,单位为流明(lm)。在某固定的空间内,电光源产生的光通量越充足,人对周围环境的视觉感觉越明亮。光效与光通量区别:光效:是表征电光源,将电能转化成光能量效率高低的一个物理量。光通量:是表征电光源,按照既定的光效和电功率,产生发出的光能量的总和。

在实际照明应用设计中,鉴别比较电光源技术性能优劣时,具有现实直观物理意义的概念应该是光效。

常用光源性能比较见表1。

表1 常用光源性能比较

1)一般情况下,室内外照明不应采用普通白炽灯,白炽灯属第一代光源,光效低,寿命短,在特殊情况下采用时,其额定功率不超过100W。在频繁开关或避免频闪效应的场所、需要调光、防止电磁干扰的场所,可以考虑采用白炽灯,对于局部照明、事故照明、透光照明、信号指示是可以利用的光源。

2)推荐采用三基色 T8,T5直管荧光灯及紧凑型荧光灯,用T8,T5直管荧光灯取代白炽灯,直管荧光灯的光效和寿命均为普通白炽灯的5倍以上,无论从能效考虑,还是从显色性能考虑,三基色荧光灯都更符合GB 50034-2004建筑照明设计标准的要求。三基色荧光灯和紧凑型荧光灯光效高、寿命长、显色性好,适用于高度较低的房间,在设计中应优先采用。

3)推荐采用钠灯和金属卤化物灯。高压钠灯和金属卤化物灯,同属高强气体放电灯,各种规格的高压钠灯和金属卤化物灯由于具有高效和长寿命的特点,但金属卤化物灯具有显色性好的优点,特别适用于有显色性要求高的高大(高于6 m)厂房、展览展示大厅、地铁等场所。而高压钠灯光效更高、寿命更长、价格较低,但显色性差,可用于显色要求不高的场所。

4)采用高效节能的灯具及灯用附件。目前,普通应用的照明灯具的传递光能的光学系统,多采用反射式结构,灯具的光输出效率,一是取决于反射器的光学设计,二是取决于反射器的表面自理技术。美国绿色照明计划推荐采用抛物面型荧光灯具,据其实践,普通标准型荧光灯灯具光输出效率为65%,而抛物面型荧光灯具其光输出效率可达84%。反射式灯具以及其他类型的折射式、折反组合式灯具,除正确选用材料、工艺外,精心进行光学设计,在考虑提高光能利用率的同时,尚需结合考虑其他方面的问题,如眩光及其他对环境的光污染等。

推广使用低能耗、性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器、公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器、气体放电灯宜采用电子触发器。电器附件的选用必须与光源相配。GB 50034-2004建筑照明设计标准中明文规定管型荧光灯应采用电子镇流器或节能型电感镇流器。

1.2 合理确定照度标准及照明功率密度

照明设计规范规定了各种场所的照度标准,视觉要求,照明功率密度等等。照度标准不能随意降低,也不宜随便提高,有效的控制单位面积灯具安装功率,在满足照明质量的前提下,选用光效高、显色性好的光源及配光合理、安全高效的灯:一般房间(场所)应优先采用高效发光荧光灯(如 T5,T8管)及紧凑型荧光灯,高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

照明功率密度值符合国家标准GB 50034-2004的规定。

1.3 改进灯具的控制方式

采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关。公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

1.4 合理选择照明控制方式

在各种特定的照明场所,为了节约电能,或可以通过各种调光设备或控制器件来对照明环境的照度或灯的熄灭或启动加以调整和控制。常用的方法有:1)中央控制;2)开关控制;3)调光控制;4)定时时钟控制;5)场景控制;6)遥控控制;7)日照补偿控制;8)远程控制;9)日程计划安排等。

1.5 充分利用自然光

这是照明节能设计的重要途径之一。在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合,做到充分合理的利用自然之光使之与室内人工照明有机的结合,从而大大节约人工照明电能。

1.6 分户计量

严格控制用电指标,定期测量照度、考核用电量。

2 工程节能设计实例

2.1 建筑概况

松原站站房总建筑面积3000m2,属于中型旅客站房。

2.2 节能措施

2.2.1 按使用功能正确分类,合理选择照明控制方式

根据本项目的功能特点,其人工照明按使用类别分为正常照明、应急照明、值班照明、广告照明和景观照明等,其中应急照明分为备用照明、安全和疏散照明。

候车大厅、站台层、出站通道等大空间的照明分为主体照明和辅助照明两种。主体照明、辅助照明两种照明分别控制,以达到节能的目的。管理办公检查场所设置一般照明,并根据需要设置局部照明以增加照度水平。

对正常照明因故障熄灭后,尚需确保正常工作或活动继续进行的场所,装设备用照明。

对正常照明熄灭后,尚需确保人员安全疏散的出口和通道、楼梯以及进出站厅、旅客地道、候车厅、售票厅等公共场所装设疏散照明。

值班照明利用平时照明的一部分。

所有区域自动控制的灯具皆通过回路接线可分别开启1/2,1/3,1/4的照明灯具,达到根据使用要求分级调节照度的目的。办公等小房间采用墙壁开关面板控制,公共场所照明采用智能照明控制系统。

2.2.2 合理选择灯具及光源

室内高大空间选用金卤灯,一般场所则选用T5高光效荧光灯或T8三基色荧光灯配电子镇流器、紧凑型节能荧光灯为主。疏散指示灯则选用LED光源。

灯具效率根据其出口光形式,须满足国家规范的最低效率要求。光源显色指数不低于80。灯具维护系数按安装场所选择。

2.2.3 合理确定照度标准及照明功率密度

一般照明的照度均匀度不低于0.8,若受建筑限制无法均匀布灯,可放宽至0.6。统一眩光值一般不高于22,办公作业场所不高于19。

3 结语

照明工程设计应确定合理的照度,合适的照明方式,正确选用适应的光源、灯具,合理布置,保证照明质量等,以更好的实施绿色节能照明。在运行使用中,要科学、合理的维护与管理,才能达到设计的预期目标。

[1]GB 50034-2004,建筑照明设计标准[S].

[2]GB 50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].

[3]GB/T 50314-2006,智能建筑设计标准[S].

[4]TB 10086-2006,铁路电力设计规范[S].

[5]绿色照明工程实施手册[M].北京:中国建工出版社,2003.

[6]朱小清.照明技术手册[M].北京:机械工业出版社,2003.