建筑電氣設計中照明方案與光源選擇及其照度和燈具控制問題研究

邱 黎

（重慶市設計院，中國 重慶 400015）

0 引言

目前，我國照明所消耗的電能約占電力總消耗量的1/6，顯然提高照明系統的能效水平無疑將較大幅度降低照明能耗，有效緩解電力供應緊張的局面。國家建設部對照明節能設計的要求就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，利用電能、太陽能等能源，力求最大限度地減少照明系統中的能耗損失。建筑照明量大而面廣，故照明節能的潛力很大。照度、色溫、顯色指數等相關技術參數是照明節能中應重點考慮的因素。

1 照明方案的選擇

1.1 照度標準

GB50034-2004《建筑照明設計標準》等規范規定了不同的建筑類型和工作區域所應具有的照度標準值與照明功率密度值，不同房間或場所的照度標準值僅給出一個，設計人員可根據所設計的工程，參照標準值進行設計。

1.2 照明方式

（1）一般照明：即均勻照明，用于對照度無特殊要求的場所，如辦公室、會議室等場所。

（2）分區一般照明：同一場所不同區域有不同照度的要求，如工藝用房、加工車間等場所。

（3）混合照明：用于部分作業面照度要求較高，只采用一般照明不合理的場所，如高大加工車間等場所。

（4）局部照明：采用一般照明不能滿足照度要求的場所，應增設局部照明，如工藝用房、加工車間等場所。

工作場所為達到整個場所的照明要求，除旅館客房外，通常均應設一般照明；同一場所的不同區域有不同的照度要求時，為節約能源，根據照度該高則高和該低則低的原則，應采用分區一般照明；對于部分作業面照明要求高，但作業面密度又不大的場所應采用混合照明，通過增加局部照明的方式來提高作業面照度。

1.3 燈具的選用

（1）燈具光強空間分布曲線宜采用空間、平面相對等的照度曲線。

（2）燈具分類宜按光通量分布、光束角、防護等級劃分。

（3）燈具的能效應采用燈具的光輸出比作為評價標準。

（4）燈具配光種類的選擇應根據不同場所選用不同種類燈具的配光形式，直接配光燈具射出的光通量應最大限度地落實到工作面上，即有較高的利用系數。

2 照明光源的選擇

2.1 選用高光效光源

按工作場所的條件，選用不同種類的高效光源，提高照明質量，保護實力，提高勞動生產率和能源的有效利用率，以達到節約能源的目的。

（1）燈具安裝高度較低的場所選用熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈，它們都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優點，但前者比后者光效更高、壽命更長、光通維持效率高、性價比更優。因此，除有裝飾性要求的場所外，一般情況下，都應選用直管熒光燈，并推薦采用T5、T8細管。

（2）燈具安裝高度較高的場所宜用金鹵燈，也可用中顯色高壓鈉燈，對于顯色性要求高的場所，可以采用陶瓷金鹵燈；對于沒有顯色性要求的工業場所，可以用高效、壽命長的高壓鈉燈。

（3）安裝高度高且不易維護的場所如高大廳堂等，宜選用高頻無極熒光燈。其重要特點是使用壽命長（達5-6萬小時），同時，光效高（60-701m/W），顯色性好（Ra達 80），起點快捷、可靠。

（4）不應選用熒光高壓汞燈。金鹵燈是在汞燈的基礎上發展起來的，其光效比汞燈約提高60%（400W為例），顯色指數高，壽命更長。

（5）限制熱輻射光源（普通照明用白熾燈、鹵鎢燈）的應用。熱輻射光源的優點是顯色性好、起點快速、便于調光。但由于光效低、壽命不長，所以要限制使用。除要求調光、開關頻繁和短暫工作以及特殊裝飾要求外，不應使用。

2.2 選用高效率節能燈具及附件

除裝飾需要外，應優先選用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系數高、配光特性穩定的高效燈具。采用非對稱光分布燈具。由于它具有減弱工作區反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能。燈具的效率對節能的影響很大。燈具選擇不當、效率太低，將使能量損失高達30%-40%，這是用其他方法都無法補救的；反之，燈具效率高，可使單位面積耗電量下降，降低投資和運行費用，從而節能。

燈具附件：由于傳統型電感鎮流器存在著噪音大、有頻閃、功率損耗高、功率因數低等缺點，普通型電感鎮流器逐漸退出市場，被節能型電感鎮流器所取代。

國標 《建筑照明設計標準》GB50034規定：“直管熒光燈應配用電子鎮流器或節能型電感鎮流器”。這兩種鎮流器各有其優缺點。節能型電感鎮流器通過優化鐵芯材料和改進工藝等措施降低自身功耗，一般可降低20%-50%，使燈的總輸入功率（燈管和鎮流器功率和）下降5%-10%。其主要優勢是可靠性高、使用壽命長、諧波含量低、價格便宜，但自然功率因數低，工頻點燈，仍存在頻閃效應的固有缺點。節能型電感鎮流器選用時，應考慮功率因數補償，包括單燈補償式或線路集中補償等方式。

3 常見照度控制方法

3.1 手動方式

（1）標準安裝的墻壁開關：最普通的控制方法，只有打開和關閉兩種狀態。

（2）按鍵控制按鈕：包括無級調節（可以連續調節照度）和有級調節（設置照度調節檔位）。

（3）遙控開關：通過無限發射和接受裝置進行控制。

3.2 自動方式

（1）基于自然光的照度控制：通過照度傳感器測量人工光照和自然光照來實現，將測量值與預先設定的照度值相比較，如預設值與實際值有任何差異，人工照明就會隨之調整。

（2）基于人的照度控制：采用紅外探測器，如果在預定的時期內房間沒有檢測到人的存在照明將自動關閉。預設一個可以選擇的光照等級，到達這一等級光照裝置自動變暗。

4 燈具控制方案的確定

在照明中，照明的控制方式對于照明節能起到了重要的作用。現有的照明控制方式很多，例如：單燈控制、多燈控制、雙控開關控制、樓宇自控系統控制、智能控制（總線控制）、其他控制方式（采用探測器控制）等。《建筑照明設計標準》中列出了多條照明控制的條文，如第7.4.5條指出，每個照明開關所控光源數不宜太多；第7.4.6條指出，房間或場所裝設有兩列或多列燈具時，宜分組控制；第8.3.7條中的后一句話：在有天然采光時，近窗和遠窗處可分別開關。這告訴我們，照明設計要考慮當僅有少數人工作時，可按需要開一部分燈，而不必點亮更多燈，以免造成不必要的能源浪費。因此，民用建筑的走廊、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；體育館、影劇院、候機廳、候車廳等公共場所應采用集中控制，并按需要采取調光或降低照度的控制措施；旅館的每間（套）客房應設置節能控制型總開關；居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明，除應急照明外，宜采用節能自熄開關；每個照明開關所控光源數不宜太多；房間或場所裝設有兩列或多列燈具時，宜按有關規范要求分組控制。

5 結束語

總之，隨著社會的發展和文明的進步，節能理念為越來越多的人所接受，通過政策引導，實施有效管理，是推進我國建筑節能的重要手段。

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