試談照明節能設計

摘要：本人去年參加了廣西區建委主辦的建筑節能學習班和電氣設計網舉辦的電氣節能學習班，系統學習了國家有關節能文件，聽取了中國建筑設計研究院張文才關于《建筑電氣節能設計措施》的專題學術報告，報告中對變配電系統、電機及其控制系統、電線電纜截面選擇方面、照明節能方面等作了比較系統的、全面的論述。借此東風談談有關電氣照明部分的學習體會，提出我們當地對照明節能設計及電氣審圖發現的一些問題，與同行商討。

關鍵詞；照明節能、節能配電系統、照明節能控制、節能燈具、照度值、功率密度值

電氣節能是建筑節能中的一個重要措施。在電氣配電中，照明用電占全國總用電量的12％，照明配電設計中采用高效節能燈具代替普通的白熾燈，可節電60～80％(“十一五”十大重點工程實施意見)加上對照明配電系統各方面節能優化設計，節電潛力巨大。因此電氣設計人員應把節能的思想以及節能技術貫穿于整個建筑設計過程中。下面談談筆者在照明節能設計方面的一些探討。

一、照明配電系統：節能措施應作到以下幾點。

1)照明負荷大，技術經濟合理時，應設計照明專用變壓器；

2)照明與動力共用變壓器時，應設置專用饋電線路供給照明；

3)照明配電箱盡量布置在中心位置，以配電箱體為圓心向周邊輻射配電；

4)選擇足夠大的配電干線和分支線，降低線路上的電壓降：保證照明燈具的端電壓不宜大于105％；保證一般工作場所亦不宜低于95％，設計時力求滿足規范GB50034-2004/7.1.3規范中規定的要求。

5)三相配電干線宜分配平衡，平衡度不宜大于正負15％，設計時能達到三相越平衡越好。

二、照明節能控制措施；

照明節能控制首先滿足建筑各種工作狀況、各種用途、各種場景的視覺需要，在此前提下節約電能；并作到安全、可靠、靈活、操作方便、經濟實用的控制方式。對于照明節能在《建筑照明設計標準》中，列出了7.14.1～7.4.7多條照明控制方式等條文。現有的照明控制方式很多，如：單燈控制、多燈控制、雙控開關控制、數字自控系統控制、智能控制(總線)模式等等。設計時可根據環境情況，設計安全可靠、經濟實用的節能控制方式。

三、照明光源燈具和其附屬裝置的選擇；

A.照明光源的選擇原則；首先產品符合現行的國家和行業標準、發光效率高、顯色性滿足要求、顯色指數、光源使用壽命長、啟點性能好和技術經濟綜合性能優，性價比高。這是在照明設計中考慮與實際成用很再要的要素。在民用建筑中，主要應用的光源有白熾燈、熒光燈，將兩種燈具的各項指標對來參考，其他燈具各項指標見《照明設計手冊》。

熱輻射光源(白熾燈類)顯色指數好、Ra達99～100、啟點快、但光效低使用壽命短、價格比較經濟，但性價比不高。

熒光燈光效高、顯色性較好、啟點較快、使用命長壽、性價比高。如T8-18W燈管比36W燈管多耗電31％，(采用電子鎮流器)~45％(采用節能型電感鎮流器)，而建設費用要增加30～40％；

光源選擇應按建筑條件及按場所的要求選擇：如高度較底的房間、辦公室、會議、教室、醫院診室、商業廳、旅館等等這類選用細管徑直管熒光燈；如高度較高的廠房選用金屬鹵化物或高壓鈉燈

無特殊裝飾要求場所應采用直管型熒光燈，盡量不要使用緊湊型熒光燈。

對于直管型熒光燈，在選用過程中應考慮以下四項原則：三基色；大功率；中色溫；細管徑。

除了要求開關燈頻繁的；照度要求不高的點燈時間很短的；有特特殊裝飾要求的等等之外，不應選用白熾燈。

燈具選擇原則：1)產品符合現行國家標準的規定；

2)控制眩光好，符合使用場所；

3)燈具效率高；

4)配光合理，和房間高度及尺寸相適應；

5)燈具維護等級符合場所環境條件；

6)經濟性良，外形美觀與環境相協調。

B.在附屬裝置的選擇方面主要是針對鎮流器。從熒光燈到HID的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，均需采用鎮流器。綜合目前市場上情況。而目前市場上的鎮流器有兩大類，即電感鎮流器(包括普通型和節能型)和電子鎮流器。

不同類型的鎮流器，其功耗有所不同，總的來說電子鎮流器功耗比較低。

電子鎮流器的特點：系統能提高18～20％，重量輕、頻閃小、無噪聲、功率因數高、可調光。

節能電感鎮流器的特點：運行可靠使用壽命長；節能(總輸入功率下降5～10％)；有頻閃效應缺點；自然功率因數低；消耗銅鋼金屬材料多，質量大。

熒光燈鎮流器選用：1)不應選用功率大的普通電感鎮流器；2)自鎮流熒光燈應配用電子鎮流器；3)直管熒光燈應配用電子鎮流器，如無要求無頻閃場所可采用節能電感鎮流器；感鎮流器電子鎮流器

HID燈鎮流器選用：1)功率大的選節能電感鎮流器，功率小的選電子鎮流器；2)

金屬鹵化物燈，其燈具與鎮流器配套；3)電壓偏差大的場所宜選恒功率型鎮流器，有利節能、壽命長、照度穩定；4)道路照明須調光的可配用雙功率鎮流器。

四、照明標準照度值及密度值的確定；

照明設計時可根據所設計的工程，參照標準值進行設計，在建筑照明配電設計中大多房間或場所燈具都是均勻布置的，利用系數法也比較適用燈具均勻布置的室內室外照明。

1)照度值計算：lx=lm·N·Cu·M/A

或者：N=A·lx/lm·Cu·M

式中：Ix——照度值

lm——每個燈管輸出流明

N——總的燈管數量

Cu——燈具的利用系數(Cu的確定見照明設計手冊)

M——燈具的維護系數(M的確定見照明設計手冊)

A——房間面積

2)在《建筑照明設計標準》第6章中，給出了各類民用建筑的照明功率密度值(屬強制性條文)，在照明設計中，應當從節能的高度出發，不要簡單地用功率密度值來套用照明設計，套用的結果往往是浪費能源，所以必須認真加以核算，使照明功率密度值在標準規定的范圍內。

照明功率密度值計算：LPD=N·W/A(W/m²)

式中：N——總的燈管數量A——房間面積

W——單支燈管功率

五、照明節能設計審查。

1)在施工圖設計說明中增加一節“電氣節能設計”內容，說明中要用規范性的語言，概括地說明在建筑電氣設計中所采取的節能措施和采用的先進技術，以及在設計中所選用的能耗低、運行可靠的設備、產品等。

2)在照明設計中，應根據所設計的工程性質、規模，按照《建筑照明設計標準》GB50034-2004中的有關規定，確定主要房間及場所的標準照度值以及相應的功率密度值(不含住宅套內房間)，并對其各有代表性的房間及場所的照度和功率密度值進行計算。二次裝修房間(場所)應預留用電量并確定二次裝修的照度標準值以及照明功率密度。

3)按《建筑照明設計標準》GB50034-2004的3.2.2條及3.2.3條選擇光源。一般情況下，除3.2.4條規定外，室內外照明不應采用普通白熾燈作為照明光源。

4)選用熒光燈和氣體放電燈應配電子鎮流器，或配節能電感鎮流器并加電容補償，功率因數大干等于0.9。

5)選用高效節能燈具，效率應符合《建筑照明設計標準》GB50034-20043.2.2條規定。

六，照明節能設計中的在問題：

在參加工程設計圖紙審查中，對于電氣節能設計，大部分工程設計人員都嚴格執行節能設計的有關規定，但也發現一小部分設計人員對電氣節能設計作得不夠，歸納為以下幾點：

1)選擇照明光源和燈具不符合國家現行相關標準的有關規定：如辦公室、會議室、教室等選用一般熒光燈；室內室外大量使用普通白熾燈；高度較高的廠房、市區道路配燈選擇不符合要求。

2)有部分圖紙在照明設計中不是按照選用的光源、燈具及布置來計算照度，在符合照度標準值后，再驗算實際功率密度值(LPD)，也有極少部分根本不進行照度值及功率密度值計算，而對燈具布置隨心所欲，造成照明照度指標不達到要求，LPD限值超標；有些只用規定的LPD限值作為單位面積功率去計算照度，這是不符合照明計算要求的，也就是說照度值符合要求，其相應密度值也符合要求這才符合標準；假如密度值符合標準而相應照度值偏小，也造成能源的浪費。

按照正確的計算程序配置照明，其密度值不超標情況下發揮最大相應照度值，減低能耗，增加或提高照度值，這才是照明節能的真正目的。

3)在照明配電系統設計中有些設計人員不大注意到：在辦公室配電系統中空調與照明混合供電回路，插座與照明共回路；單相照明回路超過25盞燈、超過16A；二次裝修組合燈具回路電流超過25A60個燈具等等，明顯與規范不符。

4)照明設計充分利用天然光，這是GB50034-2004/6.2條要求的，有些設計做不到，在審圖過程中發現比較嚴重的也有：如一棟十八層，一單元層元四戶住宅樓，為了減小公攤面積，把電梯及疏散樓梯設置在四戶緊緊包圍中，電梯間沒有自然采光，白天也需要人工照明，不單照明如此，而且這棟樓這樣布局造成每層電梯問通風不符合要求，必須增加通風設備，造成電能的更大浪費。

我們遇到這類問題不少，配電設計師必須配與建筑師、室內裝修設計師再設計之間的配合，才能有效防止這類的能耗。

結束語：我國是個發展中的國家，人均能源資源相對貧乏。建筑節能是貫徹我國可持續發展戰略的重要措施。全面椎進建筑節能，有利于節約能源、保護環境、改善建筑功能、提高人民群眾生活和工作水平，對全面建設小康社會、促進建設業技術進步和節能事業發展具有十分重要的作用。現國家把節能列為基本建設的國策，我們工程技術人員應做到：國家有令，匹夫有責。

我們工程技術人員在各自的工作崗位中認真執行國家有關節能減排的規定，按節能規范要求設計；按節能規范審查圖紙，嚴格把關；按節能規范要求施工。為我國的節能工作做出應盡的努力。