高校图书馆照明系统的研究与设计

陈声友

摘 要 文章介绍了当前高校图书馆照明系统常用技术，详细地分析了目前图书馆照明系统的技术特点及不足，探讨了高校图书馆照明系统在灯具选型、供电结构方面的改进。

关键词 高校图书馆 照明系统 研究

中图分类号：TU11 文献标识码：A

University Library Lighting System Research and Design

CHEN Shengyou

(Hu'nan Railway Professional Technology College, Zhuzhou, Hu'nan 412001)

Abstract The article describes the common technique of the university library lighting system, a detailed analysis of the technical features of the library lighting system and inadequate to explore university library lighting system improvements in lighting selection, supply structure.

Key words university library; lighting system; research

0 概述

能源短缺和环境污染是人类当前面临的重大挑战，也是我国实施可持续发展战略必须优先考虑的重大课题。高校图书馆照明系统的设计上应从供电结构、光源选择、光照度控制等方面贯彻以人为本的设计理念，使之在充分保证舒适、灵活、方便的高质量照明的同时达到高效、节能、降耗、绿色的照明要求，建设资源节约型、环境友好型的高校图书馆。

1 高校图书馆照明系统简介

高校图书馆照明用电量在整个高校图书馆用电量中占有相当大的比例，这就要求在建设资源节约型、环境友好型高校图书馆照明时，设计必须要满足节能、降耗和高效的绿色照明要求。下面从照明灯具的选择、供电结构、自然采光与空间照度设计以及调光与照明控制系统应用与节能的关系等方面介绍目前高校图书馆照明系统的建设方案，并分析目前高校图书馆照明系统建设存在的问题和不足。

1.1 高校图书馆照明系统方案

针对当今高校图书馆常用的照明系统技术方案，从多个角度进行介绍，详见表1。

表1 高校图书馆照明系统方案

1.2 高校图书馆照明系统分析

由于目前高校图书馆照明系统普遍采用荧光灯灯具、集中供电、集中控制的方案，使得目前的高校图书馆照明系统存在以下四个方面的问题：（1）照度不均匀，容易产生眩光。由于高校图书馆照明灯具普遍采用嵌入式隔栅荧光灯，色彩单一、亮度高；在某一局部地方容易出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化，导致产生眩光，引起视觉不舒适和降低物体可见度。（2）灯具寿命短，维护工作量大。荧光灯的理论使用寿命为8 000~12 000 h，通常会由于灯丝烧毁而导致光源即时失效，因此实际使用寿命为5 000 h左右，按高校图书馆每天开馆时间为8：00~22：00计算，至少一年就要更换灯具一次，维护工作量很大。（3）光照度无法调节，资源消耗量大。由于荧光灯是全方位发光的，所以大部分光线都需要通过在指定位置放置一个反射镜或者光学装置来进行重新定向；而光线的每次反射，必将带来一定损失，再加上灯罩及传统型电感镇流器的损失，因此在荧光灯灯具中，总体损失值通常会占光源光通输出的30%~50%，由于荧光灯的发光原理，荧光灯的光照度无法调节。（4）环保性差。由于荧光灯管中使用了剧毒的汞，在工作中还会发出一定量的紫外线，存在环境污染问题，在使用中危害人体健康。

2 高校图书馆照明系统改进研究

2.1 高校图书馆照明系统灯具选型

为解决高校图书馆传统照明灯具的使用寿命短、易产生眩光、能源消耗大、环保性差的缺点，在高校图书馆照明系统中建议采用新型的照明灯具——LED，LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是利用固体半导体芯片作为发光材料，由半导体中的载流子发生符合引起光子发生而产生光的冷光源，LED灯具与荧光灯具相比具有以下两个方面的优势：

（1）使用寿命大大增长，极大减少了维护工作量。由于LED光源是冷光源，因而使得LED灯具的使用寿命较长，其理论使用寿命不小于50000小时；且LED只是持续光衰、不存在烧损问题，按IEC60081中规定光通维持率低于70%即认为光源寿命终了，LED的灯具的实际使用寿（下转第202页）（上接第197页）命至少可达到60000小时，几乎是荧光灯管使用寿命的12倍，维护工作量大大减少。

（2）节能型好，更加环保。LED灯具发光通常其发光角度为120度，无需增加其他附件即可满足室内照明要求，同时，其光通输出损失环节只有灯罩，因此，就整体灯具而言，使用LED作光源将带来更大的光效优势，见图1（LED驱动器及镇流器效率均按85%纳入计算），LED灯具较荧光灯灯具能节能30%以上；由于LED主要材料为硅与铜以及封装用的树脂，相比荧光灯管中使用了剧毒的汞，LED不存在环境污染问题，在使用中也不会危害人体健康。

图1 LED灯具与荧光灯具发光效率比较

2.2 高校图书馆照明系统供电方案改进

由于目前高校图书馆照明系统采用集中供电方案，每个图书馆房间灯具的电源由一个集中式驱动电源供电，每盏灯具带一个独立的逆变器，当驱动电源故障时，整条灯带全部熄灭，造成图书馆局部地区照度非常低，并且当某一路灯具损坏了若干盏，由于每路灯带中的每盏灯在电气回路上属于并联连接，剩余的灯具将继续点亮，亮度可能会稍比正常偏高一点，但是由于驱动电源内部设置有自动的电源电压检测回路，而不会出现烧灯或灯具寿命迅速缩短的情况。为解决这个问题，本文提出分散式供电方案，详细方案见图2。

通过在同一灯带布置三条照明线路，每条照明线路由独立的驱动电源驱动，能够通过调节集中驱动电源的输出档位调节输出功率来调节照明亮度；避免了一盏灯具一个逆变电源，大大减少了安装维护的时间和费用；紧急照明采取了降低整体的输出功率来降低亮度，减少了对蓄电池电能的消耗，且能够保证整个房间照明的均匀性和一致性。

图2 图书馆照明系统分散供电方案

3 结束语

本文介绍了目前高校图书馆照明系统常用的设计方案，分析了目前高校图书馆照明系统存在的问题，并针对这些问题，提出了高校图书馆灯具照明系统的灯具选型和供电结构的改进方案，对高校图书馆照明系统的建设有一定的指导意义，对高校图书馆照明系统的研究者有一定的参考价值。

参考文献

[1] 杨世忠,刑丽娟.图书馆照明的调光设计[J].低压电器,2007(12).

[2] 庄青.图书馆照明节能的技术与手段[J].图书馆理论与实践,2010(6).