关于建筑电气照明与节能设计

孙宝林 朱建田

摘要: 自古以来，我国就是地大物博的强国，而今却成了世界上能源短缺的国家之一，主要还是因为能源浪费比较严重。比如诸多能源中的电能，无论是照明供电系统或照明设备都存在着节能的巨大潜力，但随着城市建筑的不断崛起，造成电能源消耗量巨大，所以我们可以着手对照明能耗进行节能设计，希望能够有效的降低建筑能耗。本文将简单阐述关于建筑电气照明节能的设计原则和影响因素，重点讨论节能设计的主要措施。

关键词:建筑电气;照明;节能

Abstract: since the ancient times, our country is the big powers, today it has become the world one of the countries energy shortages, largely because of energy waste is more serious. Like many energy the power, whether lighting power supply system or lighting equipment and there are the great potential of energy conservation, but as the city buildings rising, cause electrical energy consumption huge, so we can get down to the energy consumption of illumination energy conservation design, the hope can effectively reduce energy consumption. This article will briefly elaborated on the construction of energy conservation of electric lighting design principle and influence factors, this paper focuses on the design of the main energy saving measures.

Keywords: electrical building; Lighting; Energy saving

中圖分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

电能是维持我们正常生产生活的关键因素。在建筑领域的电能消耗中，照明部分的用电量占15%～25%，而实际上，用于照明体系的电能并不是完全的消耗在照明本身，有一部分则消耗在了照明系统运行的其它环节，我们称这种现象为电能逸损。照明能耗在建筑能耗中占的比例相当大,2004年我国总用电量约在21 000亿kWh,2005年超过22 000亿kWh, 而照明用电约占总量的12%,超过500亿kWh。因此，建筑照明体统中蕴含着大量的节能潜力，在这种前提下，电气设计工作人员可以考虑，将节能环保的功能融入到建筑照明电气设计中来。

1 照明设计要考虑节能的因素

1.1 合理选择导线截面和材料

通常情况下，电力负荷计算中比较重视动力荷载，但实际上对于照明线路设计，照明负荷要较为准确地算出，以便于合理地选购导线，导线截面大，浪费材料；截面偏小，负荷大，引起照明线路受损，会产生导线漏电。现在照明线路一般采用暗敷，不容易查找更换，造成不能正常使用和电能损失，同时，线路电阻大，线路损耗高，所以要准确地选择导线截面，并采用阻燃性PVC管作导线保护套管，而且钢度要高，防止导线因破损而漏电。

1.2 设计多回路控制和多地（联）控制线路

现在一些设计采用多灯组合，设计时往往考虑线路上简易，采用单路控制多只灯，甚至数十只灯，使用时不管是否需要，一律全部开启，造成很大的电能浪费。在过道、门厅、楼梯口等走动大场合，要设计多地（联）控制线路，人走到哪儿都可以控制灯，以免无人亮灯，无法关闭，造成电能的浪费。照明支路和插座支路分开，插座支路上临时性负荷较多，移动照明动力和热电负载较多，照明支路负荷较为固定，为了避开影响，采用二支路分开，保证照明支路工作的可靠性。。

2 节能设计主要措施

2.1 节能设计原则

2.1.1 尽量减少能源损失

建筑物的用途不同,对照明的需求也不相同。一味地强调节能节电显然是不正确的。如何满足用户需求,保证照明系统的安全可靠,是我们设计人员首先应考虑的问题。照明节能的基本原则是在保证视觉要求、照明质量的前提下,力求减少照明系统中的光能损失,提高照明用电的利用率。

2.1.2 充分考虑经济效益

节能设计应充分考虑经济效益, 衡量投资与收益的关系，不能片面地过分强调节能。在设计期间,应对各设计方案的经济效益进行反复对比。在照明效果相同或相近的情况下,从年照明费用、年维护费及年电费3个方面进行综合比较,挑选出经济效益最好的设计方案。

2.2 节能设计措施

2.2.1 合理选择光源

高效光源是照明节能的首要因素, 必须重视推广应用高效光源。电光源的选用,根据应用场所不同,至少有两类高效光源应予推广使用。

（1）荧光灯。1）荧光灯具有光效高、寿命长、显色性好等优点。直管荧光灯适用于高度较低的房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产场所，紧凑型荧光灯适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。2)T5荧光灯管作为新兴灯管，与传统的26 mm荧光灯管相比较,直径为16 mm,减小了40%,既节省了材料,又节省了仓储和运输成本。3)过去在使用荧光灯的场所,普遍都是采用40 W的灯管,光通量一般只有2200 lm,而现在选用只有28W的T5荧光灯,光通量却达到2600lm。从40 W减少为28 W,约节约30%的电能,光通量却提高20%。

（2）高强度气体放电灯(HID）。以钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不锈蚀等优点，广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。

2.2.2 合理选择灯具

光源必须配备各种灯具,才能真正体现其实用价值。灯具选择不当,将使能量损失高达30%～40%,反之,灯具效率高,可使单位面积耗电量下降,降低投资和运行费用。在进行照明设计时,应针对不同面积和高度的房间, 计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具,再由天花板、墙面以及地面的反射系数,求出灯具的利用系数,这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70%的灯具，采用非对称光分布灯具,它具有减弱工作区反射眩光的特点,能大大改善视觉条件。

2.2.3 合理选择照明装置配件

镇流器也是照明耗能的一部分,而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时, 应重视高次谐波对供配电系统的影响,并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加,对供配电系统造成危害。因此,我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品;采用带有△接线变压器,减少3次及其倍数的谐波对电源的干扰;对谐波源设置隔离变压器;采用无源和有源电力滤波器;适当增加导体截面等措施。

2.2.4 合理选择控制方案

现有的照明控制方式很多,有单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制及其它控制方式。

1）每个照明开关所控光源数不宜太多;房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜按有关规范要求分组控制。2）民用建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制。3）体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。4）旅馆的每间（套）客房应设置节能控制型总开关。5）居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,宜采用节能自熄开关。6）对于建筑物的夜景照明,要设计平时、节假日、庆典等多种模式的控制方式。7）在建设标准较高、规模较大、功能较复杂的工程中,电气设计人员要建议建设方采用智能照明控制系统。

2.2.5 提高系统功率因数

建筑照明系统中的部分用电设备,如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件,会产生无功功率,影响电能的有效利用。无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低, 荧光灯应采用电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器;变压器低压侧采用集中电容器补偿。目前的民用建筑电气设计中, 许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数。

3 结束语

我国建筑领域的节能工作还刚刚起步，但有关的政策法律法规正在相继出台，足以证明建筑节能作为低碳社会的重要组成部分已经得到了足够的重视。建筑电气照明的节能设计潜力很大，建筑电气照明节能设计中，相关工作人员要重视节能，掌握先进的节能设计方法，和新型电力电子节能产品信息，抒节能措施运用到每项工程设计中，以达到真正节能的效果。