建筑綠色照明和節能控制的探究

姚金陽

摘 要：建筑室內光環境直接影響著人們的生活健康、工作效率以及視覺對建筑的藝術形態，隨著現代照明技術和計算機科學技術的迅速發展，傳統的照明設計和計算方法正在逐漸向著科學化、合理化以及以人為本的思想方向發展。同時，對于綠色照明和節能控制方面都有很大的促進作用，對于合理而高效的自然采光，以及自然采光與人工照明相結合的研究將會更加廣泛和深入，為此本文將就建筑綠色照明和節能控制展開探討。

關鍵詞：建筑；綠色照明；節能控制

中圖分類號：TM93.34 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0003-01

1 選擇適宜的配電部件和照明方式

第一，選擇適宜的配電部件。通過對設計方案的驗證和評估，電氣設計師選擇適宜的配電部件和變配電裝置，確保在滿足負荷要求的基礎上實現安全經濟和綠色環保；在選擇容量時，通常選擇稍微大于實際值，以便在確保安全的基礎上減少各配電設備的損耗；在選擇適宜配電裝置時，還要考慮合適的導體截面，通常選擇載流量略大于實際值，同時導體所在的電壓又不能超過電壓指定值。

第二，選擇適宜的照明方式。不同的建筑或空間功能對于照明方式是截然不同的，對于一般照明而言，可能只是要求達到相應的照度值以及照度均勻度的要求，而有些特殊的房間則需要選擇合適的照明方式，例如局部照明或是重點突出某個被照物的照明方式。合理化的設計開關控制的不同照明方式，使照明方式存在合理性和科學性，例如對于靠窗位置，自然采光相對于房間內部要好一些，對于照明方式也應該合理化分布。此外，對于某些場合或空間采用光控來控制照明方式，有些地方卻需要采用聲控或紅外線感應等等，不同環境條件采用不同的照明方式。

第三，選擇適宜的照明光源。選用光源一般應注意以下方面內容：考慮使用照明場所功能性特點和建筑所處環境，進而選用合適的光源和照明方式；考慮要求選擇光源所呈現處的色溫、光效以及頻閃率等；尤其對于廣泛應用的熒光燈中的啟動裝置和相關附件的考慮，也是做到綠色照明很重要的一項考慮因素。

2 智能照明系統的應用

2.1 智能照明系統的應用背景

手動控制和自動開關控制屬于傳統的照明控制方式，原理和設備較為簡單，這種簡單開關控制只適用于小區域的、控制區域內的燈具數量有限、而且控制的邏輯較為簡單，對于燈具也只能是簡單的分組控制，而不能根據需要對單個燈具的照度進行調節，場景單調。傳統控制雖然簡單、直觀，但是設計完成后系統的改動就變的很困難，不利于后期的改進控制；再者，對于復雜的控制，傳統控制布線就會非常復雜，使得出現故障的機會增多，可靠性降低，一旦出現故障，后期維修也相當麻煩，這都會影響照明質量。

近年來，照明系統也在逐漸智能化，尤其是“互聯+”等概念的提出，智能照明系統技術正在逐漸廣泛出現在我們的日常生活中。針對高檔住宅的照明個性化需求，辦公建筑的重要區域比如會議室的燈光控制，或大型標志性的建筑的場景控制，再或者大的酒店的照明，這些需求決定了引入智能照明系統的必要性。智能照明系統在控制方式、照明方式、管理方式以及布線、后期維護、系統可靠性方面均有著極大的優勢。

2.2 智能照明系統的工作原理和應用案例

圖1為一個典型的智能照明系統，其采用ZigBee技術，主要由ZigBee節點模塊、ZigBee無線通信網絡、調光控制電路和遠程控制上位機四個部分組成。通過信息采集電路采集到的信息，首先傳輸到單片機進行處理，然后通過ZigBee收發節點模塊使其轉換為無線電信號，接著發送到ZigBee無線網絡中，再通過ZigBee收發協調器模塊給上位機傳輸，使上位機能獲得到了實時的現場環境信息。當上位機得到實時信息后以此信息為依據，管理員根據實際需要，通過操作PC上位機發出相關指令，該指令再傳輸給執行電路讓其做出相應的動作從而控制節能燈具。

3 自然采光控制

自然采光控制也是采光照明中的一個重要的環節，目前主要是通過百葉窗的開關控制來控制太陽光入射到空間的范圍。圖2為百葉窗控制系統框圖，在正常的照度要求和視覺舒適度的條件下，由照度傳感器采集室內外的照度基準值，并與目標值一起送到控制器中，通過相應的控制分析處理，得出需要調節的百葉窗角度值，而檢測模塊通過測量值再反饋至結果，從而實現了調節室內照度值的目的（即照度傳感器檢測到室內照度低于目標值時，系統調節百葉窗開啟一定角度增加進光量；傳感器檢測到高于目標值的照度時，減小百葉窗開啟角度進而減少進光量）。

4 照明供電設計的優化

首先，照明負荷分回路供電。具體說來：沖擊性負荷采取單獨電源供電，較大功率的負荷單獨供電，在條件允許的情況下，這些負荷和照明負荷分別采用不同變壓器供電；對于照明質量要求高的場所，以及照明負荷較多的情況下，可以設置單獨的照明用電變壓器，保證照明供電電壓質量。

其次，電源設在負荷中心。建筑電氣設計時，變電所的位置應該布置在負荷中心，而并不是建筑物的中心，也不是到各個負荷的平均距離最短。負荷中心指的是各個終端負荷用戶到變電所的導線上產生的電能損耗的總和最小，即變電所布置在傳輸導線上的電能損耗的平均值最小。當電流在導線上的電能損耗最小，電流在導線上的電壓降也是最小，終端負荷到變電所的導線上產生的電壓偏差最小。

最后，合理選擇導線。電氣照明工程中的導線有母線、電纜和低壓絕緣導線。選擇導線時，優先選擇銅芯導線而不是鋁芯，這是因為銅的電阻率約為鋁的三分之一，在相同截面積下銅芯導線的電阻是鋁芯導線的三分之一，顯然銅芯導線可以明顯降低電壓損耗；銅芯導線的載流量是相同截面積的鋁芯導線的1.3倍，相同載流量下銅芯的截面積要小于鋁芯導線，綜合電阻與電阻率和截面積的關系，銅導線的電阻小于鋁導線，電壓降小。

5 結語

由于光源在空間各方向中發出的光通量不均勻、大小也不相等，而我們傳統的建筑照明設計更多是滿足于理論計算或更多依靠經驗理論，在現實應用中卻難以滿足實際工作要求，此外對于綠色照明和照明節能設計，以及是否能更加準確地統計照明能耗和智能控制等方面還存在許多不足，故我們的電氣設計師未來應在此方面進行更深入的研究。

參考文獻

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