建筑電氣照明節能技術的研究

王斌

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，能源問題日益突出，迫切需要將節能技術引入各行業。當前，在國家節能政策的指導下，大力發展可再生能源，開發節能減排新技術，已經成為構建低碳、清潔、高效、安全的能源體系，逐步實現能源獨立的必然選擇。當前，我國經濟水平的提高，建筑業也得到了較大的發展。為了節約能源，相關行業開始采用清潔能源科技。建筑行業是一個與人們生活密切相關的行業，電氣系統是建筑工程的重要組成部分。針對目前能源需求較高的現狀，需優化照明設計，合理選擇照明設備，提高照明利用率，選擇適當的節能控制方式，降低建筑能耗。

1 建筑電氣照明原則

1.1 適應性原則

最大限度地節約能源是建筑電氣設計的一個重要目標。當前，由于建筑工程的復雜性與多樣性，因此所采用的節能技術必須與現有建筑的實際功能需求相適應[1]。為減少能源消耗，應采用更專業、更科學、更可靠的節能技術。計劃必須將用戶的安全考慮在內，以確保所有的項目價值都符合工業標準。因此，必須對所用材料進行控制，才能有效的節約資源。同時，對不同類型建筑的電氣結構進行性能分析，并對其基本要求進行把握，充分利用建筑資源，達到環保的目的，減少資源的消耗，避免對環境的破壞。

1.2 功能性原則

在設計建筑電氣照明時，節能設計是一個重要的考慮因素。但是，在考慮節能的同時，也要確保與照明系統有關的功能不會受到影響，不能只考慮節能而犧牲使用功能，在滿足節能的基礎上，還應滿足居民的生活需求。按照有關的照明設計規范，不同的建筑功能對照度、眩光值、照度均勻度和顯色指數有不同的要求。在進行建筑電氣照明設計的時候，一定要在滿足這些基本使用需求的基礎上，進行電氣照明節能優化設計，如果把降低人們的使用需求或者影響到用戶的正常使用作為前提，那么就不會被人們所接受[2]。此外，要充分因地制宜，在不影響建筑功能的前提下，實現照明節能優化。

1.3 經濟性原則

由于工程預算有限，超支將導致工程停滯，因此在進行工程項目規劃時必須考慮工程的經濟性。無論是建筑設計還是電氣化，都必須在節能的基礎上采用節能技術。首先，材料的價值直接與總投資有關，這在經濟學原理中是最重要的。建設項目必須以效益為導向，以較好的成本－收益比為要求，才能使建設項目有序地發展[3]。因此，在進行建筑電氣設計的過程中，設計者必須充分考慮其經濟性。要對市場上的照明相關設備材料有充分的了解，并選擇合適的材料，對成本進行適當的控制，這樣才能避免在建設項目中盲目追求綠色能源而導致的投資過高。其次，在施工之前，必須對與電氣和照明有關的施工機械進行全面的檢查，以避免由于施工機械故障而引起的照明工程質量問題。同時，在工程竣工之后，還要做好照明設備的維護工作，以確保電氣工程的可持續發展。

1.4 生態性原則

當前，大部分工程施工人員缺乏節約意識，不能有效利用建筑材料，加強節能環保技術的學習意識，能有效提升管理人員與施工人員的節能知識。將節能與環保技術應用于建筑照明設計，可對建筑材料的使用進行有效控制。電氣工程施工所需材料、設備多，造價較高。在電氣工程中，照明工程的造價占整個工程投資的很大一部分，通過對照明系統在電氣設計中所用材料的控制，可以有效地降低電氣工程的開發投資。我國一貫倡導環境與資源保護的基本方針，將節能環保技術應用于建筑照明與照明設計中，將是未來社會發展的必然趨勢[4]。

2 建筑電氣照明節能技術的應用價值

2.1 加快行業轉型的步伐

在傳統的建筑運行模式中，存在著諸多問題，主要體現在建筑能耗過高，尤其是在電氣照明運行環節，對能源的需求非常大，并且受管理理念的影響，給社會帶來了巨大的能源壓力，極大地影響了社會的整體發展。采用節能技術，可以在不影響建筑功能的前提下，降低能源的消耗量，使用更少的資源，達到預期的電氣照明系統運行目標，從而緩解當前的能源壓力[5]。在節能技術的影響下，電氣照明運行模式會發生根本性的改變，在運行過程中會變得更加節能環保，并且不會對原有的系統運行指標造成影響。這種電氣照明模式更符合社會發展需求，與可持續發展理念具有很高的相似性，從而加快了行業轉型進程，進一步促進可持續理念與建筑工程行業的有效融合，對于建筑領域的發展具有十分重要意義。

2.2 降低系統能耗

近年來，我國能源消耗問題十分突出，能源供需矛盾進一步激化，提高能源利用率已成為各行業關注的焦點。電氣照明的運行效果，將影響到建筑行業與可持續發展理念的融合，通過應用并貫徹節能理念，開展節能工程設計，能夠優化電氣工程體系，使電氣工程的運行更加科學合理，實現資源的高效利用，以較少的能源達到預期的生產目的，從而有效地解決了電氣運行能耗過高的問題，大幅降低了行業生產能耗，促進社會的可持續發展[6]。因此，從可持續發展的角度出發，對電氣照明系統進行節能設計也十分必要。

3 建筑電氣照明節能技術的應用策略

3.1 明確技術方案

有效地應用節能技術對建筑生產具有重要意義，是推動行業可持續發展的關鍵手段，也是建筑行業總體發展方向。在當今的時代背景下，建筑行業的發展方向已經發生了根本性的轉變，企業管理人員必須深刻認識到這一點，更新生產觀念，樹立節能減排的觀念，將節能減排作為項目管理的首要目標，通過技術和管理手段，推動可持續理念與建筑電氣照明系統的有效結合，為建筑行業的發展提供持續的動力[7]。比如，可借助于自然光，對照明設備的節能技術方案進行優化。設計者在制定節能照明方案時，必須對照明的內涵有全面的了解。一般來說，提供給人們的光源有兩類，即人為光源和自然光源。雖然人為光源相對來說比較容易制造，但是自然光源更加節能和環保。有鑒于此，可有效地利用自然光。例如，在一些高檔寫字樓里，利用自然光就能達到節能的目的。在建筑物外表面粘貼反光玻璃，可有效地調節建筑物內的亮度，使建筑物內的公共區域在白天不需要用電照明。另外，在使用自然光照明時，也可使用反光鏡對光線進行反射，使光線照射到一些光線無法照射到的死角。

3.2 供配電應用

供配電系統是電氣系統規劃的基礎，為各種電氣設備提供電氣供應，在電氣系統中起著至關重要的作用。為了降低電網運行費用、縮短供電半徑、提高能源利用效率，變電所的選址應盡量選擇負荷集中的區域。在建筑的供配電系統中，要選擇適當的供配方式、電氣設備、電纜和管線。在對電壓和電流進行計算的基礎上，選用低電阻電纜，并以規劃和整體結構的要求為依據，結合建筑的實際功率和消耗分布進行設計[8]。在進行配電網規劃時，應通過對配電網進行有效的平衡、對配電設施的選擇、對配電距離的縮短等措施來有效地降低配電網損耗，提高配電網的設計質量。一般情況下，變壓器的容量是按照建筑的整體要求來確定。在變壓器設計中，應適當增大或減小內壓，以適應季節變化和降低運行能耗。在不影響配電網功率消耗的前提下，采用并行方式進行集中控制，以達到降低系統能量消耗的目的。為確保配電網節能工作的順利進行，建筑工程配電網設計應充分考慮各部位的實際用能需求，確保配電網全覆蓋。

3.3 選擇節能燈具

在建筑電氣照明系統中，燈具是主要的耗電設備，燈具的選擇很重要，不僅影響到系統的實際能耗，而且還關系到建筑功能和建筑安全，因此，在建筑電氣照明節能技術的應用中，燈具的選擇很重要，直接影響到建筑節能效果。企業一定要科學地選擇照明燈具，以節能環保為基礎，確保燈具有充分的節能運行效果，同時還要確保燈具的質量，并且實際的光照效果要與建筑的運行需求充分匹配，以免影響到用戶的生活和工作。隨著建筑行業的發展，也出現了很多新型照明燈具，很多燈具具有節能性，為建筑電氣照明系統的建設提供了更多的選擇，要以節能減排為基礎，在滿足建筑功能的前提下，優先選擇節能型照明燈具，這也是一種典型的電氣照明節能技術。具體地說，在建筑高度不高的室內空間，應優先選擇熒光燈，以及近年來廣泛應用節能效果顯著的LED 燈具，其能耗較低，且能提高良好的室內照明，充分滿足室內光照需求[9]。當建筑物高度較高時，為提高照明效果，可采用金屬鹵化燈，這種燈具的照明效果更好，且穩定，在戶外空間中也可有效使用，提供優質照明。總而言之，有關方面需要以節能運行為基礎，對電氣照明系統進行合理的設計，用節能燈具來替代傳統的高能耗燈具，這樣能夠極大地提升建筑節能運行的效果，促進建筑行業的可持續發展。

3.4 合理選擇通電線路

合理地選擇線路，是改善建筑物電氣照明系統節能性能的關鍵，在建筑物電氣工程中，線路是電能傳輸的主要媒介，通過線路，可將各種電氣設備連接起來，構成一個完整的系統，線路的布置方式及材料，將決定系統運行的節能效果。在目前的建筑電氣照明線路系統中，金屬線路普遍采用，金屬材質具有良好的通電性能，是優良的導體，但不同的材料，其電阻也會有一定的差異。在電氣傳輸過程中，會產生不同的線損。因此，要想提高電氣照明系統節能運行效果，就必須從線路材質入手，采取有效措施，降低系統線損，達到節能運行的最終目標。一般而言，銅的電阻比較小，并且與金銀等材料相比，銅的成本更低，是電氣照明系統中最好的線路材料，應優先選用銅質電纜，降低線路電阻，以達到電氣照明系統的節能運行[10]。另外，線路的橫截面積與電阻值也有一定的關系，可采用較粗的纜線，增加電氣照明系統線路的橫截面積，降低線路電阻值，對電氣照明系統的節能運行有明顯的幫助。

3.5 采用無功補償

無功補償技術作為一種新型節能技術，在電氣系統中應用越來越廣泛，不僅可以減少無功對線路設備造成的損害，提高其使用壽命，而且對配電網進行無功補償，可使配電網功率因數明顯提高，達到節能目的。通常在普通的民用建筑供電系統中，單相負荷主要用于照明、辦公以及家用設備，而三相負荷則主要用于中央空調、風機設備等大功率設備。基于此，可以對配電系統進行無功補償，從而對變壓器設備內部進行集中式的補償，通過無功補償，可以大幅度提高建筑供配電系統的功率因數。

3.6 清潔能源的應用

在建筑照明和照明系統中，以清潔能源為主，清潔能源的應用已成為中國電氣工業發展的重要方向。清潔能源主要包括太陽能、風能、水能、潮汐能、地熱能等可再生能源[11]。當前，在建筑項目中被廣泛應用的可再生能源是太陽能。例如，建造在建筑屋頂上的分布式太陽能光伏系統，可以將太陽能通過光生伏特效應轉換成電能，為建筑內的地下室、樓梯間、辦公室等白天需要照明的地方供電。電梯如果采用了電能回饋節能技術，同樣可以獲得清潔的再生能源。該技術會自動檢測電梯變頻器直流母線電壓，將直流環節的直流電逆變成與電網電壓匹配的交流電，經過濾波環節后，接入交流電網，達到電能再生反向送入電網的目的。

4 結語

綜上所述，近幾年來，隨著城市化進程的加快，建筑數量不斷增加，社會對建筑業的需求也越來越大。但是，建筑能耗急劇上升，如何在可持續發展的背景下降低建筑能耗，已成為建筑界關注的焦點。在建筑使用過程中，電氣照明系統產生的能耗占比較大。因此，建筑領域要以電氣照明系統為切入點，加強節能設計，采用并實施各種節能技術，在不影響建筑安全和生活質量的情況下，最大限度地提高資源利用率，實現節能運行，緩解當前社會能源壓力，為建筑領域的轉型升級做出積極貢獻。