建筑电气照明节能设计的措施

建筑电气照明节能设计的措施

刘艳娟

(永州市建筑设计院有限责任公司，湖南永州425000)摘

要:电气照明能耗是建筑能耗中的重要组成部分，因此有必要对建筑电气照

明进行节能设计。介绍了建筑电气照明节能设计的原则，从照明设计方案、照度标准、节能灯具、电源启动设备、智能照明控制系统、变压器损耗等方面分析了建筑电可为相关建筑电气照明节能设计人员提供参考。气照明节能设计的措施，

刘艳娟(1969—)，女，

关键词:电气照明;设计原则;节能;措施

中图分类号:TU201．5

文献标志码:B

8417(2019)04-0031-04文章编号:1674-DOI:10．16618/j．cnki．1674-8417．2019．04．008

高级工程师，从事建筑电气设计及施工图审查中绿色建筑及节能工作。

0引言

照明方式，对改善照明质量、提高经济效益和节约能源等有重要作用如下:

(1)当不适合装设局部照明或采用混合照宜采用一般照明。明不合理时，

(2)当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明。

(3)对于照度要求较高，工作位置密度不大，且单独装设一般照明不合理的场所，宜采用混合照明。

(4)在一个工作场所内不应只装设局部照明。1．2

建筑电气照明设计原则

建筑电气照明设计时应考虑如下因素:(1)有利于人的活动，安全、舒适，能正确识别周围环境，注意人与周围环境的协调性。

(2)重视空间的清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外辐射产生的不利影响。

(3)有适宜的亮度分布和照度水平，尽可能地限制眩光，以减少人烦躁和不安。

(4)处理好光源色温与显色性的关系、一般显色指数与特殊显色指数的色差关系，避免产生

·31·

［4］

，照明方式选用原则

电力作为重要的二次能源得到了广泛的应用，也是我国能源消耗的主要组成部分。节约资保护环境是21世纪许多国家的战略性发展源、

策略，也是我国长期的发展目标。据有关方面统建筑能耗目前占我国一次能源消耗总量的计，

27%以上，是世界上同纬度国家的3倍左右。在民用建筑中，电能的消耗比例大致是:空调用电占到建筑用电的40%～50%，照明用电占15%～25%，成为用电量仅次于制冷空调的重要负荷。因此，在建筑设计过程中重视建筑电气照明设计，这是电气设计工作人员必须正视的重要问题

［1-3］

。

1

1．1

建筑电气照明设计原则

建筑电气照明概念

电气照明是一种人工照明，具有灯光稳定、

易于控制、调节及安全、经济等优点，是现代人工照明中应用最为广泛的一种照明方式。与电气照明相关的基本概念主要有光通量、光强、照度、亮度、光源显色性、光源显色指数。选择合理的

心理上的不平衡和不和谐感。

(5)有效利用自然光，合理选择照明方式和控制照明区域，降低电能消耗指标。

(6)电气照明设计还应符合相关的国家标准和规程规定。

2影响电气照明节能设计因素的分析

电气照明设施的耗电量主要与使用时间、照

明灯具功率、线路损耗、照明配套设备损耗等因素有关。

P=(Ps+P1+Pr)TPF

s=ηF=

EKSNMη

式中:P—

——电气照明设备的耗电量;Ps———照明灯具的功率;Pr———照明配套设备的损耗;Pl———配电线路的损耗;T———照明设备使用时间;F———光通量;η—

——发光效率;E———最小照度;K———减光补偿系数;S———房间面积;N———照明器数量;M———光通量利用系数。

3

建筑电气照明节能设计原则

3．1

绿色照明原则

在进行建筑电气照明节能设计时，需要从用

户的现实生活出发，满足居民日常工作、生活光照的前提下，实现能耗的最低化。绿色照明的实现同时还要考虑到建筑的经济性，不能为了追求节约能源而扩大工程成本。同时，照明灯的布置应当符合一定的美学原则和科学原则，在照明灯数量不变的前提下实现最优的光照效果。3．2

经济适用原则

电气照明设备的设计人员能够合理地布局

·32·

·节能技术·

照明灯的数量和结构，在不增加照明灯数量的前提下，有效提高照明强度和照明效果。当前照明市场中的电气设备种类很多，相关人员在进行照明设备选择时应选择性价比较高的照明设备，既要满足客户的需求，还要能够确保使用效率与低成本投入。3．3

实用性原则

实用性原则就是在对建筑电气进行节能设计时，首先要保证其照明的功能能满足人们的需要。在这个基础之上保证照明电气达到建筑物

的需求，包括显色指数、色温和亮度等，以提供良好、舒适的照明环境。3．4

先进技术原则

节能设计时，要将建筑电气中不必要的损耗环节筛选出，

然后对这些环节进行分析，找出可以有效减少损耗的方法，优化这些环节的设计，最大化地降低不必要的损耗。

4

建筑电气照明设计节能措施

4．1

合理制定照明设计方案

良好的方案是实现照明节能要求的前提。

为实现照明设计方案的优化，设计人员在进行照明设计时应当注意两点。

(1)建筑的照明设计应当具备良好的实用性，

不能只注重形式的新颖，而忽视实际的照明需求。例如，在有空调的房间内，照明方式应当选择一般照明、局部照明和混合照明相结合的方式。而对于一些采光效果较好、

房间颜色较浅的房间，应充分利用自然光，达到节能减排的目的

［5］

。

(2)建筑照明设计必须符合相关的行业标准和国家法规，其中最主要的参考是国家标准GB50034—2004《建筑照明设计标准》。所有的建筑照明设计都应该在符合标准的基础上，根据实际的建筑结构和功能特点，制定出合理、可行的照明设计方案。4．2

合理选择照度标准

按照GB50034—2004《建筑照明设计标准》等规范要求，不同的建筑类型和工作区域均有相

·节能技术·

适宜的照度标准值与照明功率密度值，不同房间或场所的照度标准值仅给出1个，设计人员可根据所设计的工程，

参照标准值进行设计。若有必要时也可在标准值基础上适当加以调整，但不能盲目提高照度标准，以免造成不必要的能源浪费。合理选择照明标准，对建筑电气照明进行合理的布局将有利于减少能源消耗，一般可以减少总消耗量的4%左右。4．3

优先选用高效节能灯具

合理使用灯具是控制建筑照明能源消耗的关键环节。灯具的选择也应该根据建筑的照明需求和自然采光效果来选择。灯具既要满足良好的光照效果，同时还要具备节能减排的要求。此外，灯具的质量、使用年限、操作性、实用性、经济性等也应当有较好的保障。在进行灯具选择时，从如下方面进行考虑。

(1)在较低的建筑中可以采用荧光灯，在充分利用自然光的基础上能充分满足室内的光照需求。

(2)对于高度较大的建筑，可以采用金属卤化物灯。这种灯具的照明效果好，使用寿命长，稳定性高，在一些室外建筑中也有广泛的应用，在场地范围较大、高度较高的建筑中能够起到良好的照明和节能减排效果。

(3)在一些高度大且维护难度较高的建筑中，一般采用无极荧光灯来进行照明。

特别要注意的是，荧光高压灯和热辐射灯的能源消耗量较大，在建筑照明中应当尽量避免使用。4．4

选择合适的电源启动设备

在采用建筑电气照明节能技术时，应使用气体放电光源和电子镇流器相结合，从而达到最优组合，降低能耗。4．5

采用智能照明控制系统

智能照明控制系统将信息技术、网络技术、通信技术等与建筑照明技术有效地结合起来，从而形成智能管理控制系统。与传统的照明控制系统相比，智能控制系统的优势主要体现在如下方面。

(1)对系统中所有的照明灯进行实时的监控和管理，并且能够对照明强度、照明时间等进行调节，有效避免电能的浪费。

(2)能够精确地感应出自然采光的变化，并根据自然采光的强度来调节人工照明的强度，实现自然光线的最大限度利用。

(3)改变传统模式下人工控制照明设备的缺陷，实现照明设备的自动化调节和程序化的管理，可极大地提高设备管理的效率，减轻工作人员的负担，控制人工成本的输出，例如公共区域采用以声控和光控为手段改变灯光控制方式。4．6

减少变压器损耗

变压器的损耗主要包含铁损和铜损。铁损主要由变压器铁心的涡流损耗及漏磁损耗组成，损耗大小随铁心矽钢片的性能及铁心制造工艺而定。因此，变压器应选用节能型的变压器，以减少铁损。变压器的铜损决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，因而应选用阻值较小的绕组，尽量采用铜芯变压器。另外，为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器［6］

。

4．7

加大研发和推广新产品

加大自然光线的利用是实现建筑照明节能要求的有效途径，

但在当前的技术水平和设备条件下，

建筑照明对于自然光的利用程度并不高。当前建筑中对自然光线的利用途径主要是增加玻璃窗的数量或在建筑顶层设置一定的光能转化设备。这些自然光利用手段只适用于建筑高层，对于自然光线难以照射到的建筑低层用户，照明效果仍达不到要求。针对这一问题，相关设计开发人员应当加大对照明设备的研发力度，例如光纤照明方式是一种有效的解决办法，通过室外设置的太阳光采集装置将太阳光通过光纤传送到室内照明灯具上，从而达到不消耗电能却能发挥照明作用的效果。这些新型技术手段的应用能够有效提高建筑照明的质量，并且实现节能的目标。研究人员应当进一步研发和完善相应的技术和设备，为建筑照明提供更好的技术支持。

·33·

4．8

科学提升建筑照明系统的功率因数在建筑的照明系统中会应用到一些用电设备，

例如变压器、发电机等。这些设备在使用过程中往往会产生一定的无功功率，增加不必要的能源消耗。为了减少无功功率的产生，可以提高设备功率因素。例如，在荧光灯具上增设电子镇流器，在变压器上增加电容器。这些手段的应用都能起到较好地提升功率因数，从而实现节能。对于那些使用频率不高但电容较大的设备，则需要采用单独的处理方法来进行无功功率的补偿［7］

。

4．9

加大太阳能等新能源在建筑照明中的应用新能源具有高效、清洁等优点，能够实现节

约资源，减少排放，同时还能提高能源利用和转化的效率。当前应用较为广泛的新型能源包括太阳能、风能、核能等，太阳能在建筑照明的市场中具有广泛的应用和开发前景。我国许多城市和农村都已经将太阳能应用到建筑的照明系统中，

相关技术开发人员应当进一步完善和开发太阳能转化技术，将太阳能的利用效率进一步提高［8］

。

4．10

优选气体放电光源启动设备

一般，荧光灯用电感镇流器功耗为荧光灯额

定功率的20%，高强度气体放电灯的镇流器功耗为其额定功率的15%～16%。而电子镇流器与电感镇流器相比较，节电10%，其本身功耗也比电感镇流器降低50%～75%，节电效益显著。但要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波，使得谐波含量达到国家标准的要求。4．11

减少照明线路上的能量损耗

照明线路上存在电阻，流过电流时会产生损耗。应选用电阻率较小的导线材质，铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。减少线路的损耗应从如下方面入手。

(1)减小导线长度。线路尽可能直线，少走弯路，以减少导线长度;低压线路应不走或少走回头线，减少来回线路上的电能损失;变压器尽量接近负荷中心，减少供电距离;高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送

·34·

·节能技术·

的现象。

(2)增大导线截面。对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，如所增加的费用为M，

由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M/m为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。

5结语

我国的建筑节能工作还处于发展初期，有关建筑节能工作的政策、法律、法规不断颁布和出台，说明国家对于建筑节能十分重视。科学的建筑电气照明节能设计既有利于持续的经济效益，也有利于提高节能环保效果，切实满足需求。电气设计人员应认真分析建筑电气照明节能设计中存在的不足和改进措施，

努力营造安全、绿色、节能、健康宜人的照明环境，推进绿色照明健康、快速发展。

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2007．［8］湖南省建筑电气设计情报网．建筑电气强电设计手

册［

M］．北京:中国建筑工业出版社，2015．收稿日期:2019-

02-27(下转第55页)

·工程设计与应用·

AnalysisonLightingDesignofLargeTrailerParkingGarage

WUHai

(ShanghaiZhengjiArchitecturalDesignCo．，Ltd．，Shanghai200092，China)

Abstract:Combiningbyalargeindoortrailerparkinggarageasanexample，accordingtoitsbuildingthedesignofgaragelightingwasdiscussedfromperspectiveoftrafficsafetyandenergysaving，includingcharacteristics，

garageilluminance，selectionandarrangementofsourceandlamp，lightingcontrol，andsoon．Basedonthetunnelandroadmodel，byusingtheilluminationcalculationandDialuxlightingsoftware，theilluminationvaluesatthesidewalk，thegarageentranceandexitwereanalyzed．

Keywords:horizontalillumination;verticalilluminance;entrancelighting;transitionlighting;mixedlighting

檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿(上接第34页)

MeasuresforEnergySavingDesignofBuildingElectricalLighting

LIUYanjuan

(YongzhouArchitecturalDesignInstituteCo．，Ltd．，Yongzhou425000，China)

Abstract:Theelectricallightingenergyconsumptionisanimportantpartofbuildingenergyconsumption．Itisnecessarytocarryouttheenergy-savingdesignforbuildingelectricallighting．Theprinciplesofenergysavingdesignforbuildingelectriclightingwereintroduced．Themeasuresforenergysavingdesignofbuildingelectricallightingwereanalyzedinaspectsoflightingdesignscheme，illuminationstandard，energy-savingelectricalappliances，powerstartingdevice，intelligentlightingcontrolsystem，transformerloss，andsoon．Itcanprovidereferencesforenergysavingdesignofelectricallightinginbuildings．

Keywords:electricallighting;designprinciple;energysaving;measures

檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿【办刊宗旨】

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