建筑電氣施工中照明節能技術的應用

米勇剛

（安慶供水集團公司，安徽 安慶 246004）

引言

建筑照明量大面廣，家庭照明工程中燈飾燈具、控制方式、線路、安裝位置等方面都影響著用電能量，具有較大的節能潛力。在電路設計和線路敷設階段，采取合理的措施，為構建一個綠色、環保、節能和溫馨的居室打好基礎，這不僅能避免投入使用后反復修改照明線路，更能有效緩解電力供需矛盾，具有顯著的經濟效益。

一、建筑電氣安裝技術概述分析

建筑電氣設備安裝是整個建筑工程施工中非常重要的組成部分，其安裝的質量會影響到后期電氣設備的使用性能以及整個建筑的應用效果。同時隨著我國科學技術的不斷創新和優化，電氣設備的使用功能在不斷地完善，其自身的使用性能也得到了很大的提升。這對于建筑電氣安裝技術提出了較高的要求，它不僅可以保證整個建筑工程的舒適性、便捷性，同時也可以為人們創造一個良好的居住和工作環境。在建筑電氣安裝的過程中，需要將安裝工作質量放在首位。在具體的安裝工作開展過程中還要結合現場的實際情況，對電氣設備的安裝進行科學的規劃和設計，制定完善的工程施工方案，保證后續設備安裝工作能夠全面順利地開展。進行設備安裝的時候，施工的技術人員還要以質量和安全作為重要的施工理念，考慮到電氣設備在安裝之后能夠滿足人們的使用需求，還可以保證整個建筑用戶的用電安全。

二、建筑電氣施工中照明節能技術的應用現狀

隨著現代化建設速度的不斷加快，建筑行業得到了快速的發展，但也帶來非常巨大的能源消耗和損耗，并在生產作業開展的過程中，對周邊的環境造成了一定的破壞。加強照明節能技術的優化和改進，對降低整個建筑行業的能源消耗有著非常重要的作用。我國現行的電氣照明體系以及相關電子照明裝置的使用制度還處于基礎發展階段，各項體系和制度都還不夠完趙鵬舉陜西建工第三建設集團有限公司工程師善，參與照明節能施工的工作人員專業素質水平較低，全民的節能環保意識有待提高，這些問題對能源消耗控制工作以及節能保護工作的開展帶來了較大影響。

三、建筑電氣照明節能技術的應用

（一）合理布置照明點位

（1）利用周邊自然光源。分析家庭住宅的周邊環境，盡可能借用外部有利環境充分利用自然光線，減少白天對人工照明的使用。燈具的排列盡可能與窗戶平行，即使在陰雨天，也只需開啟較暗部位的燈具。（2）合理安排居室空間。在裝修設計時，根據內部空間使用情況，在盡可能保留原來結構的基礎上，將房屋內部劃分為公共空間、私密空間，盡量少做隔斷，保證每個區域都有良好的采光和通風。如果設計效果和空間功能必須要通過隔斷來實現，則盡可能不要影響采光和通風，否則增添人工照明，會額外增加能耗。（3）合理劃分控制分區。對于照明控制回路，按照利用自然光的情況，劃分為白天可利用自然光的區域和不可利用自然光的區域，將不同區域分開設置控制回路。而對于同一個區域內，可以按不同用途的照度需求，布置多組控制回路，也可以采取裝用調光設備等措施。節能還在于控制回路的劃分、單個回路服務范圍的確定，回路劃分越細、范圍越小越有利于節能，但是控制設備的初始投入會增大。因此，設計與劃分控制分區時，還需考慮初始投入、使用頻率的情況。既要節能，也要控制好初始投入，不能顧此失彼。（4）選擇淺色建筑材料。根據色彩視覺，淺色的材料對于光線反射較強，吸收較少，建筑材料采用淺色系更利于彰顯光線，達到顏色與光線的融合。因此在室內的屋頂、地面或者墻壁上選擇淺色的地磚、涂料、油漆、墻紙等，有利于減少照明能耗。

（二）合理選擇燈具

燈具作為電光源，其合理選擇關乎電能的使用效率和電能損耗。合理選擇燈具的樣式、種類、功率、風格，不僅能夠照亮居室、裝飾居住環境，還能夠有效節約照明能耗。若是照明燈具的功率太低，室內光線太暗會影響生活品質；而照明燈具的功率過高，則會導致電能使用增加，產生不必要的損耗。（1）滿足照度標準。根據住宅的照度設計標準值，不同區域有著不同的照度的要求。對某些需要照度較高的區域，可以安裝多個光源相互配合。對某些有一定光色要求的區域，可以采用混合照明。照明方式及功率依據實際需要進行選擇，必須在滿足照度標準的基礎上，考慮經濟實惠及效能好。（2）選用高效率燈飾燈具。在目前的家庭裝修市場上，吊燈和射燈等受到了大量消費者的青睞。而事實上，吊燈與射燈屬于高耗能產品，長時間工作，會大量消耗電能、釋放熱量。有些消費者心疼電費而長期關閉吊燈，燈飾變成了積灰的裝飾，無形之中又是一種材料的浪費。因此應盡量不選擇太繁雜的吊燈。常用的吊燈有敞開型和帶保護罩型，保護罩分為透明式、格柵式、棱鏡式、磨砂式等，它們的通光效率是不同的。敞開式的效率大于透明式，透明式的效率大于格柵式，格柵式的效率大于磨砂、棱鏡式。（3）采用節能燈。在確保照度滿足需求的前提下，采用高效節能照明燈可以提高電能利用率，達到節省電能的目的。雖然初始投入比普通燈多，但后續使用費用遠遠小于普通燈。其主要優點如下：①提高照明質量，相同功率照度可提高1—3 倍；②高效節能，在照度不變的情況下，可節約電能37.5%—50%；③使用壽命長，高效節能燈與傳統燈比較，使用壽命長3—10 倍；④光污染低，紫光和紫外線的反射率是普通燈的1/8；⑤顯色好，光衰減少，長期使用反射率僅降低3%—8%，眼睛舒適度高；⑥正常工作時溫升低；⑦使用電壓寬，100—265V 范圍內均能瞬間啟動并正常工作，對電網污染小。

（三）節能布置及智能控制設計

在照明系統的節能布置方面，需要對建筑內部的照明系統進行全局規劃，確保照明系統的能源利用率達到最高，從而降低不必要的能源消耗。首先，針對建筑內部不同分區采用不同的分散、集中、手動、自動照明系統控制模式，在一些公共空間內加入聲控技術、光控技術以及振動控制技術，當該分區有照明需求時照明系統會自動啟動，當照明需求結束后會自動關閉照明點位，從而能夠實現照明智能控制，能夠有效避免照明燈常亮的問題。建筑方案設計時，可提前和建筑師溝通，部分區域頂部設置玻璃采光以充分利用自然光采光。此外，燈具整體發光效率也受制于其周圍反射材料的影響，反射效率為49%～93%，選擇高反射效率的材料能夠大大提高燈具的發光能效。同時，照明配電箱應該盡量在設計時考慮靠近負荷中心，條件允許的情況下采用三相供電，這樣線損相比單相可以減少40%以上。若工程預算充足，可考慮設置照明節電器，其可通過動態監測電壓、電流、功率、輸入/輸出來維持總諧波含量恒定，從而延長照明設備的使用壽命。除此之外，隨著智能控制技術的快速發展，智能照明的應用為建筑照明節能技術提供很大的發展空間，使其在自動開啟和關閉的基礎上，能夠對亮度等進行調節，從而進一步優化照明系統的電力能源消耗結構，同時還能夠選擇不同的電力來源，例如在太陽能蓄電池電能儲存豐富的情況下優先使用蓄電池中的電能，當太陽能蓄電池所存儲電力能源不能滿足實際照明時自動切換到電力系統中，進而實現能源消耗結構優化。

（四）自然光的節能技術

現階段，我國建筑電氣安裝過程中對于綠色節能理念的應用還可以加強對自然光的使用。使用自然光不僅可以滿足照明系統的要求，同時還可以節約電能有效地降低電力能源的消耗。目前我國使用比較多的自然光技術主要有以下幾種：第一，導光技術。這種技術是通過利用光的傳導方式，有效地彌補一些光照不穩定的情況，加強了這一技術的應用優勢。利用這一技術還可以對光照角度和時間進行改變，實現對光照能源的應用，提高整個綠色節能技術的應用效果。第二，光照的效應理論。這一理論主要是借助農業種植業為出發點使用的一種新型技術，通過安裝相似的采光棚，可以對太陽能進行回收和轉換，合理地安裝在相應的位置，就可以加強對能源的充分利用。

（五）使用合理地控制手段

在計算機技術以及互聯網反饋技術的聯合作用下，當前階段的建筑電氣照明節能技術的應用變得更加的成熟和完善。在計算機技術的靈活運用下，能夠實現對建筑電氣照明節能設施的智能化管理，在此過程中還要對電氣照明裝飾的亮度、顏色以及使用時段等指標進行精確地把控，在現階段建筑照明設施控制系統應用的過程中，常用的系統包括計算機集成控制系統以及分離控制系統兩種。

（六）減少照明線路能耗

(1）提高照明功率因數。目前建筑電氣設計中，一般采用變壓器低壓側集中補償的方式提高功率因數，這種做法提高了用戶側的功率因數，但是對末端線路的無功傳輸并沒有減少，并不能達到照明節能的目的。因此，對負荷集中的大功率照明負荷，照明設備宜選用高功率因數型，并在鎮流器上加補償電容，使燈具cos ≥0.95，從而減少無功損耗，達到節能目的。(2）減少供電線路長度。一是設計中保證線路路徑最短，減少導線長度就是減少導線電阻和有功損耗；二是低壓線路不要出現來回往復供電的現象；三是變壓器要盡量位于負荷中心，照明分配電箱供電線路不宜過長，一般不超過50m，對于面積比較大的供電區域，應分區設置豎井，分區域供電。(3）合理選擇導線截面。導線截面的選擇對于長供電線路，應滿足載流量、熱穩定、保護靈敏度、電壓損失的要求。可以合理增大導線截面，比如對1kW 單相照明負荷，導線截面2.5mm2 的照明線路在50m 供電距離的情況下，若換為4mm2 導線，所節省的線路損耗，經簡單計算，在2 個月的情況下就可以收回成本。(4）優化配電方式。合理分配用電負荷，比如將一個房間的風機盤管接入照明負荷回路中，在季節性負荷（風機盤管）不用的情況下可以用較大的干線截面傳輸較小的電流，相當于仍是減小了線路損耗。

（七）變頻調控設計

變頻節能技術是指在建筑內部空間的空調系統負荷需求出現變化時，通過變頻節能技術能夠對空調系統的冷水機組、風機組以及水泵機組等進行調節，根據外部溫度變化選擇最為合適的功率，使空調系統的運行功率能夠與外部環境相匹配，從而使空調系統能夠在最優運行功率下運行。以建筑中央空調系統為例，中央空調的運行熱負載一般會低于設計參數一定數值，一般情況下冷凍水的設計溫度會在5℃左右，水泵在全功率運行的狀態會產生不必要的能量消耗，從而使水泵所輸送的能量高于當前所需要的能量。將變頻調節技術加入到冷凍水泵系統中，冷凍水泵所輸送的能量能夠根據當前環境所需溫度進行變頻調節，從而使其不會長期處于最大運行功率狀態，而是根據所需能量對冷凍水泵的能量輸送進行調節，使水泵在低功率狀態下運行，能夠降低電力能源的消耗，還能夠根據室內實際溫度將制冷調節為當前所需的最佳溫度，從而為居住者創造一個良好的溫度環境，提高居住者的舒適度，有利于建筑長遠可持續發展。

（八）合理控制設備

1.照明設備的控制。在照明設備的用電過程中，合理使用與管理，也是節能的關鍵環節，也要進行相關設計考慮。對于樓梯間、走廊等位置的照明燈，安裝感應照明開關，采用感應人流自動開啟、關閉相應區域照明的控制方式。此外，照明燈具還應盡量能夠獨立控制，單開單關。2.合理安裝插座。家庭電氣節能還可從插座入手，為節能管理提供基礎。合理安排墻面插座的位置，盡量減少插線板，而且也可選擇有控制開關的插座。

（九）消防應急照明問題

GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》自2019 年3 月1 日實施。該規范以前沒有出現過，以前安全特低電壓供電使用的場景也不多，很多設計師不知道應重點關注什么，以至于出現了不少問題：a.應急照明蓄電池供電時的持續時間，沒有考慮非火災狀態下的工作時間。GB51309-2018 第3.2.4 條規定：本條第1～4 款規定的場所中，當按照本標準第3.6.6 條的規定設計時，持續工作時間應分別增加設計文件規定的燈具持續應急點亮時間。筆者認為，當按3.6.6 條的規定設計（即非火災狀態下系統主電源斷電后，集中電源或應急照明配電箱應連鎖控制其配接的非持續型照明燈的光源應急點亮、持續型燈具的光源由節電點亮模式轉入應急點亮模式；燈具持續應急點亮時間nmin 應符合設計文件的規定，且不應超過30min），則蓄電池的累計持續工作時間應相應增加nmin。還有一點容易被忽視，民用建筑中大于2 萬m2 的車庫應急照明蓄電池供電時的持續時間不應小于1h，當按3.6.6 條的規定設計時，應為60+nmin。b.人員密集場所設計的照度不足。GB50016-2014（2018 年版）第10.3.2 條規定：人員密集場所，樓梯間、前室或合用前室等地面最低水平照度不應低于10.0lx，疏散走道不應低于3.0lx。中小學和幼兒園疏散走道地面的最低水平照度不應低于5.0lx，見JGJ310-2013《教育建筑電氣設計規范》第8.6.2 條。很多設計師不了解哪些場所屬于人員密集場所，以至于僅按一般場所設計照度值。人員密集場所定義見《中華人民共和國消防法》第七十三條或19D702-7《應急照明設計與安裝》第10 頁。c.應急照明疏散燈具的間距也容易出現問題，因為與GB50016-2014（2018 年版）要求略有不同。GB51309-2018 第3.2.9條規定：有圍護結構的疏散走道，方向標志燈的標志面與疏散方向平行（垂直）時，燈具的間距不應大于10m（20m）。走道轉角區間距不應大于1m，見GB50016-2014（2018 年版）第10.3.5 條。d.應急照明集中電源供電時，設計的蓄電池容量略有不足。規范并沒有給出應急照明實際功率與蓄電池額定容量的對應關系，這是設計師在設計中容易迷惑的地方。

結語

總而言之，隨著我國綠色、節能、環保理念的不斷深入發展，對建筑行業電氣照明節能技術的研究已經是時代發展的必然趨勢，在未來的發展過程中，我們要加強對照明節能技術的優化創新力度，從而實現整個建筑行業的綠色、節能發展。