淺析公共建筑中照明的節能設計

摘要：本文分析了公共建筑中照明節能設計的若干要點。

關鍵詞：照明節能 天然光 電氣照明設計

在世界能源儲量不斷下降的今天，如何合理利用能源已經成為各界關注的焦點。在我國能源總消費量中，建筑能耗占到了27.5%，并呈逐年上升趨勢，如此龐大的比重，使其成為了制約我國經濟發展的軟肋。因此，有效實現建筑節能，已經成為當前節約能源工作的重要組成部分。

就我國當前建筑電能的消耗現狀而言，公共建筑中的電能消耗是相當高的，而其中以高檔寫字樓、星級酒店和大型購物中心以及政府辦公樓等為主。公共建筑中的照明用電平均為10-40KWH/平米/年，占建筑用電的20%-40%。從這項統計數據中可以看出，在公共建筑電能消耗方面，照明占了不容忽略的一部分，因此照明用電具有很大的節能潛力。

照明節能設計，應是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求最大限度地減少照明系統中的光能損失，最大限度地采取措施利用好電能，太陽能。

1 充分利用天然光

天然光是一種取之不盡、用之不竭的無污染的綠色潔凈能源。目前已有的技術主要是采用天然光導光或反光的方法將其引入室內進行照明，例如導光管法，光導纖維法，棱鏡組多次反射法，平面反向鏡反射法；或將天然光轉變成電能供照明供電使用，例如光電效應法，光一熱一電一光轉換法。工程中充分利用天然光是需要多專業人員密切配合的，充分合理地利用天然光使之與室內電氣照明有機地結合，從而大大節約照明電能。而我國目前現有的建筑物中，將天然光主動引入室內用作照明的情況還比較少見，僅僅是利用建筑外窗、玻璃幕墻等自然采光，因此天然光采光技術還需要更加的成熟與普及，并加強設計人員主動利用天然光的意識。

2 照明設計節能

電氣照明設計的節能，是要在滿足各種照明設計規范所要求的各場所照度標準、照明均勻度、統一眩光值、光色、照明功率密度、能效指標的前提下來實現的。公共建筑的照明，通常對照明方式和照明效果的要求都比較高，因此其照明節能設計可以從以下幾方面來著手。

2.1 選用高光效照明光源 近年來，照明光源產品有了顯著的改進，朝著高光效，高顯色性，長壽命，低價格發展。氣體放電燈的飛速發展就是其中最主要的代表。氣體放電燈有低壓與高壓之分，低壓氣體放電燈以熒光燈為代表，高壓氣體放電燈主要為高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。

熒光燈以其光效高、光色可選、熱輻射小、壽命長等優點，成為室內照明的主要光源，一般熒光燈可用在寫字樓、辦公樓的照明；發光率很高的金屬鹵化物燈，三基色熒光燈，由于色溫范圍廣，自3200K～4000K，光色選擇性好，顯色指數又高，可達80～95，顏色失真度小，尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好，因此除用作商場、展廳的照明外，還廣泛用在車站的候車室、航空港的候機樓以及舞臺的燈光照明等；低壓鈉燈和高壓鈉燈的發光率最高，但由于色溫低，光色偏暖，顯色指數在40～60之間，顏色失真度大，只能在路燈或廣場照明用，其中顯色指數在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混合燈，用于工廠及體育館照明，這也是量大面廣的照明部分；熒光高壓汞燈、自整流高壓汞燈、鈉燈及三者組合的混光燈常用于生產廠房的照明。盡量不用或少用白熾燈，只有在局部藝術照明或防止高頻光譜照射的古董字畫照明中才使用，雖然它光色好，顯色指數最高，但達不到節能的目的，而緊湊型熒光燈則是替代白熾燈的最理想的光源。隨著技術的發展，一些新的光源逐漸得到應用，如LED燈等。

2.2 選用高效率照明燈具 照明燈具的效率為照明燈具出射光通量與光源總光通量的比值。一般除裝飾性的需要外，應優先選用直射光通比例高、控光性能合理的高效燈具，燈具的結構和材質應易于維護清潔和更換光源。除建筑裝飾燈具外，室內用燈具效率不宜低于0.7，裝有遮光格柵時不低于0.6，室外用燈具效率不宜低于0.5，室外投光燈燈具效率不宜低于0.6。另外還應注意燈具的配光曲線，應針對不同面積和高度的房間，計算室空間比，然后確定選用寬、中、窄光束的照明燈具。

2.3 選用高性能的光源附件 氣體放電光源的附件耗電量占照明系統總耗電量的10%~20%，因此高性能的光源附件對節能也有很大的意義。當以熒光燈作為照明主光源時，應盡可能采用電子鎮流器。電子鎮流器與電感鎮流器相比具有以下的優點：

節能：電子鎮流器自身的功率損耗僅為電感鎮流器的40%左右，而且諧波含量小，使輸入電流波形畸變小，對電網幾乎無污染；功率因數高，減少了無功損耗，提高了供電設備容量的有效利用率，減少線路的損耗。并且熒光燈在30KHZ左右的高頻下，光效將提高20%。

無頻閃：燈管在30KHZ左右工作時，發光穩定，人眼感覺不出“頻閃”，有利于保護視力。

無噪聲：燈管在30KHZ左右工作時，不會產生噪聲，有利于創造安靜、舒適的環境。

起動快速可靠：電子鎮流器能夠在低溫、低壓下啟動和工作，無需啟輝器，可一次性快速啟動，使燈管不被反復沖擊、閃爍，增加了燈管的使用壽命。

2.4 選用適宜的燈具控制方式 照明燈具的合理控制也是照明節能的重要手段。公共建筑大堂、門廳、電梯廳、走道等公共場所的照明，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、分組控制或者采取調光控制，以便在白天自然光較強，或深夜人員很少時，可以方便地手動或自動關閉或調暗一部分或大部分照明；體育館、影劇院、候機廳、候車廳等公共場所的照明，也應采用集中控制，分組開關方式或調光方式控制，以便由工作人員專管或兼管；酒店等的每間（套）客房應設置節能控制型總開關，以保證旅客離開客房后能自動切斷電源；寫字樓，辦公樓等公共建筑的辦公室等一般房間內燈具控制宜分組控制，且所控燈列與外窗平行，以利用天然光；公共建筑樓梯間的照明屬于應急照明，其平時的利用率較低，可采用單極雙位開關，既滿足消防時強制點亮的要求又可以有效節能。總之，照明燈具的控制方式還需根據建筑場所的具體情況仔細分析、精心設計，以便使用更加合理且達到最佳的節能效果。

采用智能照明控制系統，可以實現照明控制的智能化，使照明系統工作在全自動狀態，系統將按預先設定的若干基本狀態進行工作，這些狀態又會按預先設定的時間相互自動地切換，從而使電能及燈具的有效利用率達到最高。以寫字樓為例，當一個工作日結束后，系統將自動進入晚上的工作狀態，自動并極其緩慢地調暗各區域的燈光，同時系統的移動探測功能也將自動生效，將無人區域的燈自動關閉，并將有人區域的燈光調至最合適的亮度。

智能照明控制系統使用了先進的電力電子技術，能對大多數燈具（包括白熾燈、日光燈、配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等）進行智能調光。例如，在靠近窗戶等自然采光較好的場所，系統會很好地利用自然光照明，調節到最合適的水平。當室外光較強時，室內照度自動調暗，室外光較弱時，室內照度則自動調亮，使室內的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實現節能的目的，也可提供一個不受季節與外部氣候環境影響的相對穩定的視覺環境。

此外，智能照明控制系統還可以通過編程隨意改變各區域的光照度，對不同時間、不同環境的光照度進行精確設置和合理管理，以適應各種場合的不同場景要求；并且能夠進行遠程集中控制、遙控控制和就地現場控制，達到了通過智能化管理實現節能。

節能的原則首先是在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下減少電能的消耗，提高電能的利用，而不是簡化建筑物的功能要求，降低其功能標準。其次是應考慮到實際的經濟效益，不能因為單純的追求節能而過高的消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資能在較短的時間內利用節能減少下來的運行費用進行回收。

參考文獻：

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[2]李宏毅，金磊.建筑工程電氣節能.北京：中國電力出版社，2004：24－132.

作者簡介：馮源，女，1978年8月19日出生，2001年畢業于哈爾濱工業大學，工程師，現工作于大連市建筑設計研究院有限公司。