建筑电气照明节能设计
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随着房地产的快速发展，与之配套的照明产品的需求量也在大幅增长。在电能消耗上，照明产品成为继空调、采暖电器之后的第二能耗大户。照明能耗占到整个建筑电量能耗的25%～35%，占全国电力总消耗量的13%。而建筑照明在使用的过程中，除了灯源自身消耗的电能之外，其灯具也会产生相应的热量，这部分热量又是构成建筑第一能耗大户“空调、采暖”的主要热源之一。因此，照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约20%～35%，保守按20%的计算，全国节约的电能价值可观，可想而知在国民经济中起到很大的作用。在相关手册中已经对照明节能给出了准确的定义，提倡照明节能，不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量，照明节能是在保证照度标准和照明质量的前提下，保证不降低工作场所的视觉要求，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。照明规范中提出，以单位照度及单位面积所需用电量(W/m2.lx)作为照明节能指标，力求提高照度而降低用电量。以下对照明节能多个技术方案进行分析。 1、科学的节能照明设计 (1)合理的照明线路：照明线路的损耗约占输入电能的4%，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。 (2)合适的开关控制方式和充分利用自然光：自然光是免费的光源，充分利用自然光，是照明节能的重要途径之一，因此就要合理的设计照明开关，比如采取靠窗的灯具单独控制等措施。充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墙面的反射系数可达70%～80%，同样能起到节电的作用。 (3)照明方式的选择：在满足标准度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如工厂高大的机械加工车间，只用一般照明的方式，用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值，如果每个车床上安装一个局部照明光源，用电很少就可以达到很高的照度。 (4)不同照度值的选择：选择照度是照明设计的重要问题。照度太低，会损害工作人员的视力，影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度，合理的照度值和优良的照明质量形成的光环境可以提高工作效率、改善使用者的心情，也提高了我们所处空间的舒适度。 2、对于光源、灯具、电器元件的选择 在建筑行业，无论是照明需求、氛围渲染等空间效果的制造方面，都离不开照明设备。因此关于节能，在照明产品的选择上，也变得非常重要。 (1)常用的电光源有：①热致发光电光源(如白炽灯、卤钨灯等)；②气体放电发光电光源(如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯等)；③固体发光电光源(如LED和场致发光器件等)。在这三类电光源中，各种电光源的发光效率有较大差别，热致发光电光源如白炽灯，物体温度越高，它辐射出的能量越大。利用热致发光原理制成的电光源制作简单和成本低，但是发光效率低，其余的能量则以热的形式消耗掉。而气体放电发光器件，如荧光灯(Florescent)、金卤灯(Halide)、高强度放电灯(HID)等气体放电发光器件的发光效率比热辐射电光源就要高很多，它们的发光效率为普通白炽灯的数十倍，一般情况下，可以逐步用发光效率高的气体放电电光源替代热辐射电光源。荧光灯比白炽灯节电70%，适用于在办公室、宿舍及顶棚高度低于5m的车间等室内照明场合应用。紧凑型荧光灯发光效率比普通荧光灯高5%，细管型荧光灯比普通荧光灯节电10%，因此，紧凑型和细管型荧光灯是当今“绿色照明工程”实施方案中推出的高效节能电光源。 (2)高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等都是气体放电灯，其伏安特性都是电流增大时灯电压不是升高而是下降，必须串联一具有正的伏安特性的元件来平衡这种负特性，具有这种特性的元件称为限流器或镇流器。优质电感镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好，功率因数高，功率损耗低等特点。这样才能稳定灯泡工作电流，延长灯泡使用寿命。降低镇流器的功率损耗也是节能工作不容忽视的一个方面。如250W钠灯镇流器质量好的功率损耗只有20W～25W，而质量差的功率损耗可达40W左右。 (3)灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向，以提高光的利用率和避免眩光。一般效率较高的灯具都采用高反射率的材料和先进的工艺制作，如电化抛光的高纯铝板；透光性能好的防护罩，如透光玻璃或有机玻璃；再就是密封性能要好，能防水防尘，尽可能地减少光的损失。灯具的效率是指其对光源光通量的利用率。任何材料制成的灯具对于光源幅射的光通量在经过反射和透射时，其效率总是小于1。假设同一功率的光源，一只配用效率较高的灯具，其光通量的70%～80%得到利用，另一只配用效率较低的灯具，光通量只有40%～50%得到利用。两者比较，效率低的灯具其光源所消耗的功率将近30%白白浪费了，未能发挥其作用，这—点往往被忽视。因此，选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。目前，一些灯具厂家已经研发生产出反射率可以达到95%的灯具，在实际照度值计算时，相对于普通灯具，减少了一定的数量，既节约了成本，又降低了照明总用电量。 另外，灯具在使用过程中不可避免地受到污染，如反光器的铝氧化，防护罩里外积尘生垢等，势必造成光的损失，如不定期维护保养，则和上述道理相同，光源所消耗的功率大部分就浪费掉了。所以，选择灯具时要选择密封性能达到IP55以上的灯具，以减少维护工作量。 3、照明节电的管理 良好的维护管理可以节约用电和保护视力，加强照明用电管理是照明节电的重要方面。照明节电管理主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主，使人们养成随手关灯的习惯；按户安装电表，实行计度收费；对集体宿舍安装电力定量器，限制用电，这些都能有效地降低照明用电量。当灯泡积污时，其光通量可能降到正常光通量的50%以下。灯泡、灯具、玻璃、墙壁不清洁时，其反射率和透光率也会大大降低。为了保证灯的发光效果，应根据照明环境定期清洁灯泡、灯具和墙壁。当灯要闪动或已出现闪动时，要及时更换，因为气体放电源在启动时耗电最高，比平时用电大得多，可有效的做到节能。 |
