浅议绿色建筑中照明节能技术措施

文│ 山东同圆设计集团 谢 松

浅议绿色建筑中照明节能技术措施

文│ 山东同圆设计集团 谢 松

此文从绿色建筑对照明设计的节能要求出发，对建筑照明节能设计中新型照明器材、人性化智能化照明控制方式和清洁能源照明等新产品、新技术的应用进行了阐述。

照明节能；绿色照明；照明设计

1 引言

随着我国经济总量的日益壮大和城镇化进程的不断推进，建筑总量迅猛增加，同时带来建筑物用电量的大幅攀升，其中照明用电量已占到总用电量7%左右，而且还有持续增长的趋势。然而供电不足、照明用电效率低、照明用电浪费的现象仍然存在。在国家大力推进绿色建筑的政策下，大力发展低碳环保节能的绿色照明成了当务之急。此文就照明节能在具体设计和应用中应重视的几个环节进行简要介绍。

2 合理选择节能光源

各种照明光源的电能在转换中，高压钠灯的光效最高，其次是荧光灯和金属卤化物灯，高压汞灯较低，白炽灯最低。在设计中应合理选用光源以便节约电能，同时减少白炽灯的使用，优先选用细管荧光灯和紧凑型荧光灯；减少高压汞灯的使用量，不应随意使用自镇流高压汞灯，应积极推广高效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯以及LED光源的使用。

光源效率指标和照明节能数量有直接联系。当采用高效光源时，所需灯数虽减少，但会使天棚房间的照度不均匀，因此在设计时应综合考虑其他条件。在条件符合的情况下，设计中应大量采用节能光源。针对室外照明，选用低压卤钨灯作为投光照明光源比传统投光灯要节能约70%，传统投光灯的60W、100W、150W和250W对应低压卤钨灯的功率为20W、35W、50W和78W，节能效果显著。

对于高强气体放电灯，钠灯光效大于120lm/W，寿命为12000h。金属卤化物灯光效可达90lm/W，寿命为10000h。适用于层高不小于4.5m的建筑，广场、道路等无显色性要求的选用高压钠灯，有较高显色性要求的场所宜用金属卤化物灯和高显钠灯，至于荧光高压汞灯优点较少，应停止使用。

对于直管荧光灯，T8（36W）直管荧光灯因光效高（提高28%～46%）、寿命长（延长65%）、耗费材料少而成为节能环保新一代产品，20世纪90年代得到广泛推广。现在一种更节能、更高效的T5荧光灯已趋于成熟，以前T5均为直管，现在T5环形管增多，汞和荧光灯粉的用量大大减少，不但有利于绿色环保，而且带来可观的经济效益，被称为真正绿色照明光源。由于其发光效率高、节能效果好、显色性好、无频闪、无噪声、寿命长、光衰低，已成为国家重点推荐的节能光源之一。层高小于4.5m的建筑适用于低压气体放电荧光灯，可通过对直管型和紧凑型的光效、显色性、使用寿命、装饰性和费用进行比较后，择优选择。

3 合理选择节能型灯具和镇流器

气体放电灯的镇流器主要分为电感式镇流器和电子镇流器两大类。电感式镇流器包括普通型和节能型。镇流器的一般选用原则为自镇流荧光灯应配用电子镇流器，直管型荧光灯应配用节能型电感镇流器或电子镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器；在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器；功率较小的可配用电子镇流器，同时选用荧光灯和高强气体放电灯的镇流器时，还必须考虑其能效因数在国家相关能效限定值和节能评价值上的要求。镇流器的合理使用对照明节能降耗具有明显的影响。以T8荧光灯（36W）为例，若用高品质、低损耗电子镇流器和普通的电感镇流器相比，照明安装功率可降低20%，实际LPD可下降20%；若用超低损耗电感镇流器和普通电感镇流器相比，照明安装功率可降低89%，实际LPD可下降89%。选择与环境相匹配的灯具需考虑多项参数，如空间等照度曲线、防护等级等。照明设计节能除选择高效的光源外，还应选高效的灯具。灯具的光效受反射材料的影响很大，不同的反射材料对应的反射效率在50%～92%之间，灯具格栅的保护角对灯具的影响也很大。设计人员在选用高效灯具时，要尤其注重以上两点。为了提高灯具在日常工作中的使用效率，推荐采用高保持率灯具。高保持率灯具指运行期间光源光通下降较少，灯具老化污染现象较少的灯具。常用的技术措施是采用石英玻璃涂层以降低氧化腐蚀率，环境污染较大的场所采用活性碳过滤器。

4 合理选择照度标准

在照明设计阶段，应按节能考虑和实际需求来选择照度标准值。民用建筑可以根据建筑物的等级及照明要求的档次来选择照度标准值，档次要求高的容许提高一级，档次要求低的容许降低一级，同时应满足GB 50034～2004《建筑照明设计标准》所对应的相关标准值的综合要求。GB 50034—2004《建筑照明设计标准》照明功率密度值规定，办公楼、商业场所、旅馆、医院、学校和工业建筑照明的功率密度值条文为强制性条文，必须严格执行。照明功率密度值是限定一个房间或场所的照明功率密度最大允许值，设计中实际计算的LPD不应超过标准规定值。逐个房间或场所按使用条件确定照度标准，选择合适的灯具、光源，选择最佳照明方案，计算平均照度，使之符合规定的照度标准值。根据实际照明方案再计算LPD，包含灯具光源及附属装置的全部用电量。如果超过标准对应的规定值，应调整照明方案，直至符合要求为止。照明节能设计旨在提高整个照明系统效率，在保证照明质量的前提下，节约照明用电。要降低LPD正确的做法是提高光源的光效，包括降低镇流器功耗，选用配光曲线与房间相适应的、效率高、利用系数高的灯具，合理提高房间顶棚、墙壁的反射比，并选择合理的照度标准。

5 合理选择布灯及照明控制方式

根据建筑物的使用要求、等级、特点、功能等具体情况，采取合理的灯具布置方案，并对照明系统进行分散/集中、手动/自动、经济实用、合理有效的控制，人性化、智能化、节能化是照明控制的发展方向。

5.1 布灯设计

电气设计人员在照明设计时应考虑日常节能的需要。例如，体育场馆的照明设计应采取混合照明方式，选择两种及以上的不同容量光源灯具，根据区块的多功能要求均匀、混合布置，以达到同一区域不同功能照度标准要求下的分时、分级控制及不同区域的分区控制。对于高大空间照明，尤其在400W及以上大容量气体放电灯，最好能做到单灯控制。

5.2 照明控制方式选择

（1）在会议室、多功能厅等功能性要求较高的场所应采用智能照明集中控制。为配合不同的环境、气氛要求，提前设置多种场景照明控制，并增加调光系统，方便物业管理人员操作，既节约电能，又方便管理。

（2）在开间场所，如大空间办公室、阅览室等在有自然采光的区域宜采用恒照度控制，靠近外窗的灯具随着自然光线的变化，自动打开或关闭，保证室内照明的均匀和稳定。

（3）在大型商场场所，如展台、柜台可采用一般照明和重点照明相结合的方式。平时只启动一般的背景照明，当有顾客时，探测器智能开关自动打开聚光灯或其他泛光照明。

（4）在一般公共场所，如学校、办公楼等走廊、楼梯间、门厅等照明，宜采用智能集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制。

（5）住宅建筑等楼梯间、走道的照明，建议采用红外移动探测结合光控等节能自熄开关，其中应急照明设置在应急时强制点亮的措施。

（6）宾馆的电梯大堂、门厅和走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置，医院病房走道在夜间应采用能关掉部分灯具或降低照度的控制措施。

6 充分利用天然光

如何充分利用天然光源是照明节能工程中的一个重要内容。天然光源取之不尽、用之不竭，设计中应充分利用天然光源来节约照明用电。在照明节能的实施工程中，应对天然光充分加以利用，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来。白天尽量利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照。同时，室内引入阳光，既能大幅度节约照明能耗，亦有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要意义。在有条件的场所应尽量采取各种技术措施将天然光引入室内进行照明。天然光导光或反光系统是一种重要的人工照明措施，但天然光导光系统只能用于一般照明，不可用于应急照明，当采用天然光导入系统时，宜采用智能照明控制系统对人工照明进行自动控制。天然光导入器是国际上新推出的集节能、绿色、环保、健康为一体的产品，它主要采用太阳光自动跟踪、透镜集光、光缆传输自然光，实现白天地下室、朝北房间的阳光照射。据资料统计，一束阳光导入相当于500W光源的照明亮度，采用太阳光导入器，可以有效地降低白天的照明能耗。

7 太阳能照明的应用

太阳能照明的发展势头强劲，特别在室外照明中得到广泛应用。太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能交通信号灯、太阳能广告灯等已屡见不鲜，均成为绿色照明中的亮点。太阳能照明无需由传统的公共电力系统获取电能，最显著的特点是节能、经济、环保，节省了变配电设备、缆线、开关等的投资成本。太阳能转化为电能可以避免传统发电方式导致的大气和环境污染。在当今技术条件比较成熟的情况下，太阳能照明适用于供电距离较远或不易供电的地方。

8 结束语

绿色照明作为绿色建筑的一个重要组成部分，近几年来一直受到国家和地方政策的大力支持。作为建筑电气领域的工程设计人员应更加注重在绿色照明领域的学习和知识的运用。更多新型照明器材、智能型照明控制和清洁能源照明等新产品、新技术的使用和推广必将为我国在大力发展城镇化过程中节约更多能源，为实现可持续发展做出贡献。

【1】GB 50034-2004 建筑照明设计标准.

【2】徐华.浅谈照明控制节能，智能建筑与城市信息，2007（10）：94-97.

【3】李宏毅，金磊编著.建筑工程电气节能，中国电力出版社，2007.