建筑電氣照明系統節能設計研究

瞿敏敏

江蘇省常州技師學院（江蘇 常州 213000）

0 引言

現階段，我國綠色照明工程的開展已進入如火如荼的階段，建筑電氣照明系統的節能設計成了許多人關注的內容。根據有關統計數據顯示，廣泛采用電氣照明節能系統，能在很大程度上節約能源、降低損耗，進而產生巨大的經濟效益。針對建筑電氣照明系統節能設計展開全面分析和研究，具有十分重要的意義。

1 建筑電氣照明系統能耗的影響因素

從總體上看，建筑電氣照明系統的能源消耗受許多因素的影響，應從多個角度出發綜合思考。

（1）在現代化建筑中，電氣照明系統的光源是最主要的耗能部件，不同類型的光源，其額定功率、綜合能耗、光效、色溫等指標存在很大差別。在實際運用的過程中，建筑空間會因功能的不同而呈現差異化的指標設計需求，光源及空間照明需求的適配性會在很大程度上對能源利用率產生影響。

（2）現階段，相關技術已取得了較大的進步，電氣照明系統的控制途徑越來越多樣化。不同場景應用不同的控制方法。科學的控制方法能盡可能縮短無效照明時長，繼而達到降低消耗的目的。

（3）當光源條件一致時，照明系統的布局設計也會對具體的照度造成影響。對墻面反射及室型指數等多種客觀條件的考量，也會或多或少地影響實際照度。

由此可見，必須挑選恰當的光源，使用合理的控制方法，并在此基礎上充分利用環境條件，妥善布置光源，在減少能耗的前提下實現同樣的照度，并節約成本。

總而言之，開展建筑電氣照明系統設計，應全面考量實際環境條件和照明需要，再據此挑選適當的光源硬件及控制方法，憑借科學的運算分析，在確保滿足運用需求的前提下完成節能降耗的系統設計。具體而言，可以從改善照明方案、縮減照明系統運作時間、采用節能光源、提升燈具能源轉換率、維持高效的照度、利用局部照明等方面入手。需要注意的是，上述方法都應在保障照度與照明質量的基礎上實行，逐步加強照明系統的能源轉換成效，這對于系統的節能至關重要。

2 建筑電氣照明系統的節能設計方法

要保證建筑電氣照明系統設計達到節能目標，則應在設計過程中全面融入并展現節能降耗理念，提高能

源的實際利用率，讓能源轉換為更大的經濟效益。為此，相關人員必須采用科學的照明設計方法，使建筑照明在真正意義上滿足節能需求，并改善建筑內部的空間環境。

2.1 選擇適合的節能燈具

在甄選光源與節能燈具時，應結合具體的使用場地、條件及需求，挑選對應的高效燈具，這樣不僅可以減少能源消耗，還能獲得理想的光照效果。

（1）從如今的社會發展情況看，應以更加新型的光源替代傳統的普通白熾燈，如細管直管型三基色熒光燈、小功率的陶瓷金屬鹵化物燈等。節能熒光燈的平均壽命可達3 000 h，發光效率為40～120 lm/W，換言之，9 W的節能燈便可代替傳統40 W的自熾燈泡。

（2）可將非光強氣體放電燈用于室外道路或高大空間照明，如高壓鈉燈、高頻大功率細管直管熒光燈、金屬鹵化物燈等。

（3）傳統的電感鎮流器具有耗能較大的特點，可以采用電子鎮流器替代。也可將節能電感鎮流器用于氣體放飛燈，需注意，電感性的熒光燈及氣體放電燈均需要裝置電存器，以達到補償無功損耗的效果。

（4）節能照明燈具應采用高純電化鋁反射器，以更好地提升反射率，節約能耗。

（5）盡可能地使用波長大小一致、使用壽命長、發光均勻的節能型LED光源[1]。

2.2 選擇高效的照明配件和裝置

要充分體現照明節能功效，鎮流器不可或缺。應挑選節能效果顯著、品質有保障、安全性較強的鎮流器，如今電子鎮流器就是運用最廣泛的產品。以40 W的熒光燈為例，若采用常規的電感型鎮流器，則耗電量為8 W左右，是熒光燈耗電量的1/5；若采用新型低損耗或節能型鎮流器，那么耗電量僅有4 W，是熒光燈耗電量的1/10；若使用電子鎮流器，耗電量能達到更低的程度。對熒光燈使用電感鎮流器，若不加補償電容，則功率因數僅為0.5，但若加補償電容，其功率因數就能超過0.9。

綜合以上分析可以看出，就單個數值而言，照明裝置或配件設計并不能起到十分明顯的照明節能作用，但在大批量的照明設計中，其便能發揮可觀的節能功效[2]。

2.3 科學確定照度標準

照度標準的選擇應根據實際場地空間的大小、構造及服務對象確定，以保障照明場所具備理想的視覺環境。在我國最新發布的《建筑照明設計標準》（GB 50034—2013）中，適當調整了部分場所（如住宅車庫）的照明功率密度值，還完善了關于圖書館、科技館、會展、博覽及金融建筑等的照明功率密度限制。相關人員需要切實掌握新標準，與時俱進。另外還要注意的是，當建筑等級與功能方面要求較低或作業精度與速度重要性不強時，可適當降低作業面和參考面的照度。在設計特定建筑物的照明時，需要全面考量不同空間的照度需求。以醫院建筑的照明為例，化驗室需達500 lx，診療室需達300 lx，而病房在檢查與閱讀期間達200 lx即可，由于病房可以改用局部照明滿足需求，因此平時應控制在100 lx左右。

2.4 控制開關的使用

若場所或固定房間里有很多燈具同時存在，就要對其進行合理控制。在天然采光充足的情況下，遠窗和近窗都應安裝開關。因此，在設計室內照明的過程中，要全面考慮使用的人數，人數較少時只需要使用一小部分燈具，其他燈具保持關閉狀態，在一定程度上可以減少資源浪費。在設計民用場所的客廳和過道照明時，需要采取統一的開關控制方法，還要適當考慮場所采光條件和使用要求，進行合理的分組控制。在設計影院的照明控制時，也需要統一管理和控制照明設備，還要根據影院內部標準和要求控制照光強度。就旅館而言，所有房間都應該設置節能控制開關，可以使用天然采光的樓梯和走廊，并安裝應急的照明燈具和節能控制開關，在采光充足的情況下，節能控制開關可以自動熄滅。

2.5 提高照明電氣的功率因數

在很多變壓器中，會使用一些小的電感元器件，這些器件即使是在不使用的情況下也會產生一定的功率，無形中浪費了一些電能。對此，可以通過合理改變裝置功率因數，降低產生的功率，進而減少資源的浪費。因此，在民用建筑電氣的設計過程中，在壓力較低一側的變壓器上，多數采用統一的補償策略，不斷降低變電站到用戶高壓線路上產生的無功功率，進而提高用戶使用電氣的功率系數，節約用電量。另外，在安裝無功補償設備時，應選擇就地安裝，實施就地補償。

3 建筑電氣照明系統的節能管理措施

對于建筑電氣照明系統實施節能方面的管理，應綜合考慮不同場所的具體環境條件和照明需要，確保符合相關的質量準則。在管理過程中，應盡可能做到靈活操作與穩定調控，以達到雙重效果。具體而言，可從以下兩個方面把握。

3.1 采用新型電子節能鎮流器

鎮流器是節能燈具必備的，雖然傳統的鎮流器也能在一定程度上起到鎮流作用，但是其實際效果差強人意，并不能充分滿足當前需求，耗能也較大。新型電子鎮流器具備噪聲小、頻閃污染少、消耗的功能低等多種優勢，同時還大幅度減少了線損率，提升了電網質量水平。因此，必須高度重視電子節能鎮流器，并將其妥善運用于節能設計中，以達到良好的節能降耗效果[3]。

3.2 改善照明系統的節能管理模式

在實際操作中，應結合不同場所的具體照明需求及環境狀況，優化和完善照明系統的節能管理模式，以確保控制方案的靈活性、便利性、穩定性與可操作性，進一步提升節能效果。

（1）對于小型的個人或集體用房，以及其他類似的照明場所，如普通住宅，可使用一燈一控的模式。若有較好的條件，還可考慮使用可變光節能控制。

（2）針對一些較大的建筑，可運用多燈一控模式，如果整個場所對照度有均勻性強的需求，那么可以使用隔一控一的方式，反之則可使用分區或分組控制模式。與此同時，還可設計一定數量的照明子系統，讓其發揮輔助功能[4-5]。

（3）針對一部分受天然采光條件影響的場所，要考慮其具體情況。如果是具備天然采光優勢的場所，應充分利用其采光優勢，切實帶動建筑電氣照明系統整體節能降耗水平的提升。有的照明場所離側窗較遠，無法獲得充足的天然采光，對此就應設置帶有光電智能控制功能的自動化光控器，彌補其天然采光的不足，也能降低能耗。如對建筑走廊、過道之類的場所，可以利用定時開關達到照明控制的目的。

3.3 采用高光效光源

不同的建筑物對功能的使用需求不同，使用的光源也不一樣。在挑選合適的建筑物光源時，一定要滿足其需要的功率需求，在這個基礎上選擇合適、高效的光源，以節約能源，減少資源浪費。在選擇照明光源和附件時，要全面考慮多種影響因素，包括色溫、價格和光源的使用時間等。

節能燈有很多使用優勢，如發光效率高，顯色好，比之前使用的白熾燈更能節約電量等，也因此逐漸在千家萬戶中普及。熒光燈就是一種典型的節能燈，其節能效果非常明顯，性價比高，在消耗同等電能的情況下可以產生更高效的照明效果，尤其是T5熒光燈，照明效果極其明顯，可以顯著降低電能消耗，達到節能的效果。

在一些對燈光有高要求的特殊場合，要求照射出來的燈光非常耀眼和醒目，不能使用柔和的燈光。此時，可以使用氣體放電燈，這種燈具可以在消耗極少電能的情況下達到燈光醒目的效果。

另外，在人們的日常生活和現代化設計中，應用的LED燈比較多，其節能環保，并且有較強的藝術性，可以顯著減少電能的消耗，經濟適用性良好。

4 結束語

建筑電氣照明系統的能耗受多種因素的影響，如硬件、環境利用、控制形式等。要實現建筑電氣照明系統的節能設計，就應采用科學的方法，選擇適合的節能燈具、高效的照明配件和裝置，確定照度標準。同時，還要運用先進的節能管理措施，緩解能源供給壓力，達到節能降耗的效果。