淺談建筑工程照明電氣的節能設計

陳潔源

（廣西觀筑建筑設計顧問有限責任公司，廣西 南寧 530021）

隨著我國國民經濟的迅速發展以及人民生活水平的不斷提高，能源需求大幅增加，能源供需矛盾突出，其中建筑照明能耗已成為一個國家總能耗的重要組成部分，據統計，我國照明能耗約占全國總能耗的12～20%。供電不足和照明用電低效率、照明用電浪費的現象依然存在。因此，如何在滿足高需求的基礎上最大限度的節約能源就顯得尤為重要。在電氣設計階段做好照明節能工作會起到事半功倍的效果。

1 建筑照明節能設計的原則

1.1 滿足建筑物的功能

照明系統應滿足建筑的照度，滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電、展廳的工藝照明及電力用電等。

1.2 考慮實際效益

節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內以節約的運行費用進行回收。

1.3 節省無謂消耗的能量

首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術使其能耗降低。

2 建筑照明節能設計的具體辦法

2.1 選擇合理的照明方式

根據照明不同需求，可將照明方式分為：一般照明、局部照明和混合照明。一般照明是指適合工作場所的照明設置；局部照明是指根據不同區域的不同要求，在同一場所內為滿足特殊的需求而設置；混合照明就是以上兩者的結合，當一般照明或局部照明都無法滿足某些特殊場所的需要時，可以采取這種照明方式。

2.2 合理選擇光源

光源是電能轉換成光的器件，是實施照明節能的核心環節，其效率的高低很大程度上決定了照明系統效率的高低。光源的選擇主要考慮光效、色溫、顯色指數、光源壽命、啟動點燃和再啟動時間等光電特性指標，以及價格和安裝場所等要素。常用光源有白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈（如普通直管形熒光燈、三基色熒光燈、緊湊型熒光燈等）、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等。各種光源均有其應用范圍，必須做到合理地選用。照明節能設計時光源選用應根據不同的使用場合，在滿足照明質量的前提下，盡可能選擇高光效光源，降低照明功率密度值。常用光源性能見表1。

表1 常用光源性能表

（1）優先選用性價比較高的直管熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈，后者通常被稱為節能燈，但前者比后者光效更高，壽命更長，性價比更優。

（2）若使用熒光燈，宜選用長管熒光燈直管。熒光燈發展歷經了Tl2－T5的演變過程，T5、T8要比T12光效高，壽命長，節能設計應選用 T8、T5細管燈。三基色直管熒光燈的光效更高，可達到93 lm/W以上，比普通直管熒光燈節能約30%。在有條件的情況下，節能設計選用熒光燈宜選用三基色熒光燈。值得注意的是，長管熒光燈的光效比短管熒光燈的光效要高。

（3）燈具安裝高度較高的場所宜選用金鹵燈，也可選用中顯色高壓鈉燈。對于顯色性要求高的場所，可以用陶瓷金鹵燈；對于顯色性要求不高的場所，可以用光效更高、壽命更長的高壓鈉燈（標準型）。

（4）熱輻射光源（普通照明用白熾燈、鹵鎢燈），由于光效低，壽命短，所以要限制使用。除要求瞬時啟動和連續調光場所（使用其他光源技術經濟不合理時）、有防止電磁干擾要求場所、開關燈頻繁場所、照明時間較短場所、對裝飾有特殊要求場所外，不應采用。

（5）疏散指示燈、出口標志燈等的光源應優先選用場致發光板及發光二極管（LED）。

（6）室外景觀照明不應采用強力探照燈、大功率泛光燈、大面積霓虹燈、彩燈等高亮度、高能耗燈具，應優先采用高效、長壽、安全、穩定的光源，如緊湊型熒光節能燈、高頻無極燈、冷陰極熒光燈、半導體照明燈等。

2.3 合理選擇燈具與電器配件

燈具效率（也叫光輸出系數）是衡量燈具利用能量效率的重要標準，它是燈具輸出的光通量與燈具內光源輸出的光通量之間的比例。在滿足眩光限制要求下，應選擇直接型燈具；根據使用場所的不同，選擇控光合理的燈具；選用光通革維持率好的燈具；采用光利用系數高的燈具，采用照明與空調一體化燈具。

2.4 合理確定照度及功率密度值

進行照明設計之前應先詳細了解工程概況，根據工程性質、功能、環境、規模，確定主要房間及場所的標準照度值和功率密度值（LPD），以判斷照明設計是否滿足要求的標準依據。

2.5 選擇合理的照明控制方式

在照明設計中，照明的控制方式對照明節能同樣起到了重要的作用。照明控制應根據建筑物的建筑特點、建筑功能、使用要求等具體情況，對照明系統進行分散、集中、手動、自動等經濟實用、合理有效的控制。

（1）每個照明開關所控光源數不宜太多。每個房間的燈開關數不宜少于2個（只設置1只光源的除外）。

（2）房間或場所裝設有兩列或多列燈具時，宜按下列方式分組控制：所控燈列與側窗平行分組；生產場所按車間、工段或工序分組；電化教室、會議廳、多功能廳、報告廳等場所，按靠近或遠離講臺分組。

（3）居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明宜采用節能自熄開關。應急燈若采用節能自熄開關，其開關應具有消防功能。

（4）公共建筑和工業建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區、分組控制措施。

（5）旅館的每間（套）客房應設置節能控制型總開關；旅館的門廳、電梯大堂和客房層走廊等場所，采用夜間定時降低照度的自動調光裝置。

（6）體育場館比賽場地照明應分級控制，并宜做到單燈控制。

（7）醫院病房走道夜間應能關掉部分燈具。

（8）有條件的場所，宜采用下列控制方式：天然采光良好的場所，按該場所照度自動開關燈或調光；個人使用的辦公室，采用人體感應或動靜感應等方式自動開關燈；大中型建筑，按具體條件采用集中或集散、多功能或單一功能的自動控制系統。實現上述控制，簡單的可采用定時開關、光控開關、可編程控制器等，復雜的可采用樓宇自控系統控制、智能照明控制系統控制等。

（9）為了保證照明系統運行達到規定的照度和照明質量標準，創造良好的光環境，并且節約能源，維護與管理也是重要環節，照明節能設計應為此創造必要條件。設計應對用電單位按戶分別計量和考核照明用電，這是一項行之有效的節能措施；公共建筑安裝用電分項計量裝置亦應將照明用電單獨分項計量。通過分項計量，可以得到照明系統的實際耗電量，為節能診斷和制定節能措施奠定堅實的基礎。

2.6 合理設計照明線路

照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導線截面積。大多數照明電壓為220 V，照明系統可由單相二線、兩相三線、三相四線幾種方式供電。三相四線式供電比其它供電方式線路損耗小得多。因此，照明系統應盡可能采用三相四線制供電。

2.7 提高照明系統的功率因數

建筑照明系統中的部分用電設備，如變壓器、氣體放電光源中的鎮流器等因具有電感元件，會產生無功功率，影響電能的有效利用，這部分無功功率可以采取提高設備功率因數的方法降低。熒光燈應采用電子鎮流器；采用電感鎮流器的氣體放電燈宜單燈安裝補償電容器；變壓器低壓側采用集中電容器補償。這些方法能使設備和線路上的無功功率傳輸減少，達到節能目的。但目前的民用建筑電氣設計中，許多設計僅采用變壓器低壓側集中補償的方式，這種做法僅減少了區域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數，可以不受或少受電業局的罰款，而對用戶，無功仍由變壓器低壓母線經傳輸線路輸送到各用戶點，低壓線路上的無功傳輸并沒有減少，那么無功補償也就達不到節能的目的。因此，無功補償裝置應就地安裝，實行就地補償。

3 結束語

總之，建筑電氣照明節能設計中，相關工作人員應反復比較研究多個方案，從設計源頭上熟悉理解照明節能的多方應用，采取積極有效的措施，以達到真正節能的效果，創建一個適合節能的人居環境，實現人類與環境的可持續發展。