高校圖書館照明系統的研究與設計

陳聲友

摘 要 文章介紹了當前高校圖書館照明系統常用技術，詳細地分析了目前圖書館照明系統的技術特點及不足，探討了高校圖書館照明系統在燈具選型、供電結構方面的改進。

關鍵詞 高校圖書館 照明系統 研究

中圖分類號：TU11 文獻標識碼：A

University Library Lighting System Research and Design

CHEN Shengyou

(Hu'nan Railway Professional Technology College, Zhuzhou, Hu'nan 412001)

Abstract The article describes the common technique of the university library lighting system, a detailed analysis of the technical features of the library lighting system and inadequate to explore university library lighting system improvements in lighting selection, supply structure.

Key words university library; lighting system; research

0 概述

能源短缺和環境污染是人類當前面臨的重大挑戰，也是我國實施可持續發展戰略必須優先考慮的重大課題。高校圖書館照明系統的設計上應從供電結構、光源選擇、光照度控制等方面貫徹以人為本的設計理念，使之在充分保證舒適、靈活、方便的高質量照明的同時達到高效、節能、降耗、綠色的照明要求，建設資源節約型、環境友好型的高校圖書館。

1 高校圖書館照明系統簡介

高校圖書館照明用電量在整個高校圖書館用電量中占有相當大的比例，這就要求在建設資源節約型、環境友好型高校圖書館照明時，設計必須要滿足節能、降耗和高效的綠色照明要求。下面從照明燈具的選擇、供電結構、自然采光與空間照度設計以及調光與照明控制系統應用與節能的關系等方面介紹目前高校圖書館照明系統的建設方案，并分析目前高校圖書館照明系統建設存在的問題和不足。

1.1 高校圖書館照明系統方案

針對當今高校圖書館常用的照明系統技術方案，從多個角度進行介紹，詳見表1。

表1 高校圖書館照明系統方案

1.2 高校圖書館照明系統分析

由于目前高校圖書館照明系統普遍采用熒光燈燈具、集中供電、集中控制的方案，使得目前的高校圖書館照明系統存在以下四個方面的問題：（1）照度不均勻，容易產生眩光。由于高校圖書館照明燈具普遍采用嵌入式隔柵熒光燈，色彩單一、亮度高；在某一局部地方容易出現過高的亮度或前后發生過大的亮度變化，導致產生眩光，引起視覺不舒適和降低物體可見度。（2）燈具壽命短，維護工作量大。熒光燈的理論使用壽命為8 000~12 000 h，通常會由于燈絲燒毀而導致光源即時失效，因此實際使用壽命為5 000 h左右，按高校圖書館每天開館時間為8：00~22：00計算，至少一年就要更換燈具一次，維護工作量很大。（3）光照度無法調節，資源消耗量大。由于熒光燈是全方位發光的，所以大部分光線都需要通過在指定位置放置一個反射鏡或者光學裝置來進行重新定向；而光線的每次反射，必將帶來一定損失，再加上燈罩及傳統型電感鎮流器的損失，因此在熒光燈燈具中，總體損失值通常會占光源光通輸出的30%~50%，由于熒光燈的發光原理，熒光燈的光照度無法調節。（4）環保性差。由于熒光燈管中使用了劇毒的汞，在工作中還會發出一定量的紫外線，存在環境污染問題，在使用中危害人體健康。

2 高校圖書館照明系統改進研究

2.1 高校圖書館照明系統燈具選型

為解決高校圖書館傳統照明燈具的使用壽命短、易產生眩光、能源消耗大、環保性差的缺點，在高校圖書館照明系統中建議采用新型的照明燈具——LED，LED（Light Emitting Diode，發光二極管）是利用固體半導體芯片作為發光材料，由半導體中的載流子發生符合引起光子發生而產生光的冷光源，LED燈具與熒光燈具相比具有以下兩個方面的優勢：

（1）使用壽命大大增長，極大減少了維護工作量。由于LED光源是冷光源，因而使得LED燈具的使用壽命較長，其理論使用壽命不小于50000小時；且LED只是持續光衰、不存在燒損問題，按IEC60081中規定光通維持率低于70%即認為光源壽命終了，LED的燈具的實際使用壽（下轉第202頁）（上接第197頁）命至少可達到60000小時，幾乎是熒光燈管使用壽命的12倍，維護工作量大大減少。

（2）節能型好，更加環保。LED燈具發光通常其發光角度為120度，無需增加其他附件即可滿足室內照明要求，同時，其光通輸出損失環節只有燈罩，因此，就整體燈具而言，使用LED作光源將帶來更大的光效優勢，見圖1（LED驅動器及鎮流器效率均按85%納入計算），LED燈具較熒光燈燈具能節能30%以上；由于LED主要材料為硅與銅以及封裝用的樹脂，相比熒光燈管中使用了劇毒的汞，LED不存在環境污染問題，在使用中也不會危害人體健康。

圖1 LED燈具與熒光燈具發光效率比較

2.2 高校圖書館照明系統供電方案改進

由于目前高校圖書館照明系統采用集中供電方案，每個圖書館房間燈具的電源由一個集中式驅動電源供電，每盞燈具帶一個獨立的逆變器，當驅動電源故障時，整條燈帶全部熄滅，造成圖書館局部地區照度非常低，并且當某一路燈具損壞了若干盞，由于每路燈帶中的每盞燈在電氣回路上屬于并聯連接，剩余的燈具將繼續點亮，亮度可能會稍比正常偏高一點，但是由于驅動電源內部設置有自動的電源電壓檢測回路，而不會出現燒燈或燈具壽命迅速縮短的情況。為解決這個問題，本文提出分散式供電方案，詳細方案見圖2。

通過在同一燈帶布置三條照明線路，每條照明線路由獨立的驅動電源驅動，能夠通過調節集中驅動電源的輸出檔位調節輸出功率來調節照明亮度；避免了一盞燈具一個逆變電源，大大減少了安裝維護的時間和費用；緊急照明采取了降低整體的輸出功率來降低亮度，減少了對蓄電池電能的消耗，且能夠保證整個房間照明的均勻性和一致性。

圖2 圖書館照明系統分散供電方案

3 結束語

本文介紹了目前高校圖書館照明系統常用的設計方案，分析了目前高校圖書館照明系統存在的問題，并針對這些問題，提出了高校圖書館燈具照明系統的燈具選型和供電結構的改進方案，對高校圖書館照明系統的建設有一定的指導意義，對高校圖書館照明系統的研究者有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 楊世忠,刑麗娟.圖書館照明的調光設計[J].低壓電器,2007(12).

[2] 莊青.圖書館照明節能的技術與手段[J].圖書館理論與實踐,2010(6).