建筑電氣照明系統節能優化設計技術要點探討

吳志敏

（上海開藝設計集團有限公司太原分公司，山西太原 030006）

0 引言

當前，在逐步完善建筑功能設計的基礎上，還要對能耗控制給予重視，強化建筑電氣照明系統的節能設計，從根本上提高建筑物具有的綜合性能，不僅能有效提高建筑能源的利用率，節約能源；還能有效推進建筑行業向綠色節能方向發展，從而提高建筑電氣照明系統的實用性。實現建筑的多功能性必須依靠電氣照明系統，因此，建筑物中必須預留很多電力負荷以及用電相應接口，以此達到建筑物的不同功能以及不同場景使用的相關要求，從而提升居住用戶的體驗感[1]。另外，建筑物在后續運行的過程中，要從電氣工程運行的經濟成本與能耗等很多方面予以考慮，對能源進行合理控制利用。從建筑設計的階段就對電氣照明系統的節能進行優化與完善，以此提升建筑物節能效果。

案例位于南方某城市，是由一棟商業樓以及附屬的地下車庫組成，建筑的總體面積是7800m2。商業區域為地上5層建筑，主要包含購物和餐飲以及休閑娛樂集一體的綜合建筑。地下車庫是1層，在東面與南面兩側的道路設置進出口。該建筑項目中沒有自然照明，商業區域以及地下車庫均采取電氣照明系統。建筑項目的電氣照明系統必須以建筑照明設計標準作為基礎，在達到相關設計標準的基礎上，進行多方案的對比從而形成建筑電氣照明節能優化設計方案，并對自然環境進行有效利用，從而達到綠色建筑建設的重要目標。

1 建筑電氣照明的概念及節能優化設計的重要性

1.1 建筑電氣照明的基本概念

電氣照明系統屬于是人工照明，具有方便控制調節以及燈光較穩定和經濟性較高等一些優點，是近幾年應用非常廣泛的照明方式。選取更具科學性的照明方式能有效提升經濟效益以及改善照明的質量與能源有效節約等一些重要作用，照明方式選取的原則是：當采用照明存在不合理時，適宜選取一般的照明方式；當某工作區域必須高于一般的照明照度時，可以進行分區照明；相對于照度要求非常高以及工作位置的密度比較小時，可以采取混和照明；在工作場所區域內不能只設置局部的照明[2]。

1.2 對電氣照明進行節能設計存在的重要性

在建筑電氣工程施工建設的過程中，照明系統是建筑中重要的基礎設施建設，為確保電氣照明系統在建筑工程施工中能夠快速建設完成，必須提升照明設計的能力，依據建筑物中電氣設備的相關要求作出有效調整。同時，照明系統的電機設備不只是用于采光，還能有效提升建筑整體設計的風格。多數的建筑物在電氣照明系統進行節能優化設計時，采取的設計方法不管是白天或是夜晚，都需要利用照明系統對整體室內的氛圍感進行調節，但在電氣照明系統設計的過程中，有可能導致電力資源產生很大的消耗，不具合理性的電氣照明系統節能的相關要求，甚至會對建筑整體節能環保措施的實施產生影響[3]。為了更加合理以及科學的應用建筑電氣設備，防止能源長時間的消耗，必須對相關節能設計人員強化綠色節能的觀念認知，進而在建筑電氣照明設備使用的過程中，使電氣照明節能設備得到充分利用。

2 建筑中電氣照明節能優化設計的基本原則

2.1 經濟效益的基本原則

建筑中電氣節能設計的重要原則就是有效提高經濟效益。依據建筑施工的相關要求，相關節能設計人員必須選擇環保建設材料與節能設備，通過降低電氣照明系統產生的能源費用，在短期內回收投入的費用。在建筑電氣設計的過程中對節能環保予以重視，在電氣設備安裝以及使用的過程中也必須減少能源消耗。建筑中的電氣設備安裝與使用不但要確保經濟效益，還要對我國的現實情況進行考慮[4]。同時，不能由于節能環保而增加電氣設備運行的費用，進而投入太多的資金，致使投資的費用嚴重超標。建筑電氣照明系統中的照明設備還要找出建筑施工過程中與使用過程中產生的多余能源耗費，采取針對性的節約能源的相應措施。比如電氣設備中的傳輸線以及變壓器和電氣設備產生的電能損耗，這些產生的電能損耗不能對建筑功能的充分發揮提供有力作用，反而還會耗費能源，增加經濟成本，所以，必須將這些情況產生的能源消耗控制在最低。

2.2 適用性的基本原則

建筑電氣的節能優化設計還必須滿足適用性的基本原則。適用性的基本原則主要是指建筑電氣中的節能設計不但需要確保建筑施工環境需要的能源，為建筑設備提供穩定運轉的動力，確保用電設施具有非常可靠的容量負荷，還要對建筑工程在施工的過程中以及使用的過程中的配電進行節能優化設計，合理應用電能。建筑電氣的節能優化設計不能只重視節能而沒有確保建筑物的功能性。建筑電氣中的照明設備必須能為建筑物的照明功能提供有力保障，還要為建筑提供較好的人工環境。電氣節能優化設備不能阻礙建筑物內部各個運輸通道的穩定運轉[5]。

2.3 功能需求的基本原則

建筑電氣照明系統的節能設備必須依據建筑使用的具體用途和行業相關特點，進行特殊性設計。比如，一些娛樂場所對于照明的設備要求非常高，要求必須具有復雜且多樣的色彩，但是工業建筑則需要范圍相對固定以及亮度較高的照明設備。由此，建筑電氣的照明系統節能優化設計必須在滿足建筑自身對于照明的主要需求的前提下完成，在明確建筑物對于照明系統具有的照明度等主要因素需求之后，在對建筑電氣照明系統的節能優化設計進行更深入的研究。

3 建筑中電氣照明節能優化的技術要點

3.1 科學制定照明節能設計方案

合理的設計方案是實現電氣照明系統節能優化要求的重要前提。為了有效實現電氣照明節能設計方案優化，相關照明系統節能設計的工作人員對照明系統進行節能設計時必須對一些方面予以重視。①建筑照明節能設計必須具備較好的實用性，不能只是注重新穎的形式，而沒有對照明實際需求予以重視。而對于采光效果比較好以及室內裝飾顏色比較淺的房間，應該利用自然光照，從而達到節能減排[6]。②建筑照明系統的節能設計需要達到相關國家法規以及行業規范標準，當中參考標準是《建筑照明設計標準》。建筑照明系統的設計必須符合這個規范標準，依據建筑的實際結構以及具有的功能特點，制定出科學合理的照明節能優化的設計方案。

3.2 增加使用高光效燈具推廣的力度

科學使用燈具是有效控制建筑電氣照明能耗的重要環節。燈具的選取必須依據建筑電氣照明的需求以及自然采光的效果進行選取。燈具不僅要滿足較好的光照效果，還需要具備節能減排的重要要求。另外，燈具質量以及使用的具體年限和實用性等也需要得到有效保障。在對燈具進行選取時，能從以下方面進行綜合考慮。在樓層比較低的建筑中，能采取熒光燈，在利用自然光的條件下，熒光燈就能滿足室內光照的需求。相對于樓層較多的建筑則采取金屬鹵化燈[7]。金屬鹵化燈具照明的效果非常好，還具有使用的周期比較長以及穩定性較高的優勢，在室外建筑中也得到廣泛應用，比如，北京奧運會舉辦時，主要場館鳥巢使用的照明燈具就是金屬鹵化燈。場地的范圍比較大以及高度比較高的建筑物中，金屬鹵化燈具有較好的照明效果與節能效果。在樓層高度非常高以及維護難度較高的建筑中，多數采用無極熒光燈進行照明。像我國人民大會堂就是采用無極熒光燈。尤其需要注意的是，熒光高壓燈與熱輻射燈產生的能源消耗都非常大，在建筑照明的使用中盡可能不予使用。

3.3 選取合理的電源啟動設備

熒光燈使用的電感鎮流器的功率相對比使用熒光燈的功率低很多，高強度的氣體放電燈具有的鎮流感應器的主要功率是15%，電子鎮流器的能耗是10%，所以，在對建筑電氣的照明系統進行節能設計時，需要使用氣體放電的光源與電子鎮流器的結合體，進而使節能達到最優，有效減少能源消耗。

3.4 采取智能的照明節能控制系統

智能照明的控制系統主要是將網絡技術與通信技術以及建筑照明節能技術相結合，從而形成智能管理的控制系統。與傳統的照明控制系統進行對比能得出，新型智能的翟明控制系統具有的優勢體現在3個方面。

（1）智能的照明系統能對所有的照明燈進行有效監控和管理，能使照明的強度以及照明的具體時間等因素得到科學調節，防止電能產生不必要的浪費。

（2）智能的照明控制系統能精確感應到自然采光產生的變化，依據自然采光的強度對人工照明強度進行合理調節，實現自然光線的科學利用。

（3）智能照明控制系統有效的改善了傳統人工控制照明設備存在的不足，實現電氣照明設備自動化的調節，完成程序化管理。有效提升電氣照明設備管理效率，減輕相關工作人員負擔，還能對人工經濟成本輸出進行控制。

3.5 增加研發新產品的力度

增強自然光線利用是有效實現建筑電氣照明節能優化要求的重要途徑，但目前技術水平以及設備條件，建筑電氣照明對自然光利用的程度較低。目前建筑工程中對于自然光線利用的主要途徑是增設玻璃窗數量以及在建筑頂層設置光能轉換的相應設備。利用自然光的方式只適用建筑中的高層用戶，對于一些建筑低層自然光線照射較少的居住用戶來說，照明的效果還是達不到基本要求。針對這個問題，相關開發人員就需要增加對電氣照明設備研發的力度，比如光線照明方式就屬于有效的解決方式。光纖照明是利用建筑室外設置采集太陽光的裝置，將太陽光經過光纖輸送至建筑室內照明的燈具設備上，進而做到不消耗電能卻能有效發揮出照明的作用。這些新型的照明技術方式的有效應用能提升建筑電氣照明的質量，還能實現節能減排的重要目標。相關的研究人員對照明設備進行更深入的研究，使相應的照明設備得到不斷完善，為建筑電氣照明節能提供有力的技術支持。

3.6 科學提高建筑照明的功率因數

在建筑電氣照明系統中必須應用相應的用電設備，如發電機或是變壓器等。這些用電設備在使用過程中會產生無功功率，因此增加了多余的能源消耗。為了降低無功功率，可以采取提升電氣設備功率因數。比如在熒光燈具上增加相應的電子鎮流器，在電氣設備的變壓器上增設電容器。這些方式的應用都能有效提高功率因數的重要作用，進而實現電氣照明的節能目標。對于使用頻率較低但電容比較大的電氣設備，則必須采取單獨處理的方式進行無功功率補償。

3.7 增加新能源的有效應用

新能源具有清潔與高效的主要作用，通過采用新能源能有效替代不可再生的能源，從而實現能源的有效節約，降低排放的作用，還能有效提升能源的利用與轉化效率。目前新型能源應用比較廣泛的包含太陽能以及風能與核能等，但在照明節能系統中，太陽能具有增強光照的主要作用，屬于是理念型的新能源，由此，在建筑電氣市場上具有較好的開發前景。我國很多的城市與鄉鎮將太陽能應用在建筑電氣工程的照明系統中，相關技術的開發人員需要對太陽能的轉化技術進行不斷完善與開發，提升太陽能利用的效率，為建筑電氣照明系統提供良好服務。

4 結語

結合上述的具體內容，建筑的綠色節能是近幾年來我國提出的可持續發展中重要的組成部分，通過對建筑綠色節能進行科學設計，能有效提升人們日常生活的質量以及幸福指數，為社會公眾創建健康的生活空間。另外，建筑節能設計能降低能源消耗，對新能源的開發與利用，能有效降低社會公眾生活的經濟成本，推動我國建筑事業的高速發展。對建筑電氣照明系統的節能優化設計的要點進行深入研究，對于提升能源的利用效率以及生態環境保護具有重要意義。在建筑建設以及建筑使用的過程中，能源節約是促進綠色建筑的高速發展，對生態建筑的建設具有重要的意義。