浅谈建筑工程照明电气的节能设计

陈洁源

（广西观筑建筑设计顾问有限责任公司，广西 南宁 530021）

随着我国国民经济的迅速发展以及人民生活水平的不断提高，能源需求大幅增加，能源供需矛盾突出，其中建筑照明能耗已成为一个国家总能耗的重要组成部分，据统计，我国照明能耗约占全国总能耗的12～20%。供电不足和照明用电低效率、照明用电浪费的现象依然存在。因此，如何在满足高需求的基础上最大限度的节约能源就显得尤为重要。在电气设计阶段做好照明节能工作会起到事半功倍的效果。

1 建筑照明节能设计的原则

1.1 满足建筑物的功能

照明系统应满足建筑的照度，满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电、展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2 考虑实际效益

节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内以节约的运行费用进行回收。

1.3 节省无谓消耗的能量

首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

2 建筑照明节能设计的具体办法

2.1 选择合理的照明方式

根据照明不同需求，可将照明方式分为：一般照明、局部照明和混合照明。一般照明是指适合工作场所的照明设置；局部照明是指根据不同区域的不同要求，在同一场所内为满足特殊的需求而设置；混合照明就是以上两者的结合，当一般照明或局部照明都无法满足某些特殊场所的需要时，可以采取这种照明方式。

2.2 合理选择光源

光源是电能转换成光的器件，是实施照明节能的核心环节，其效率的高低很大程度上决定了照明系统效率的高低。光源的选择主要考虑光效、色温、显色指数、光源寿命、启动点燃和再启动时间等光电特性指标，以及价格和安装场所等要素。常用光源有白炽灯、卤钨灯、荧光灯（如普通直管形荧光灯、三基色荧光灯、紧凑型荧光灯等）、金属卤化物灯、高压钠灯等。各种光源均有其应用范围，必须做到合理地选用。照明节能设计时光源选用应根据不同的使用场合，在满足照明质量的前提下，尽可能选择高光效光源，降低照明功率密度值。常用光源性能见表1。

表1 常用光源性能表

（1）优先选用性价比较高的直管荧光灯。荧光灯包括直管荧光灯和紧凑型荧光灯，后者通常被称为节能灯，但前者比后者光效更高，寿命更长，性价比更优。

（2）若使用荧光灯，宜选用长管荧光灯直管。荧光灯发展历经了Tl2－T5的演变过程，T5、T8要比T12光效高，寿命长，节能设计应选用 T8、T5细管灯。三基色直管荧光灯的光效更高，可达到93 lm/W以上，比普通直管荧光灯节能约30%。在有条件的情况下，节能设计选用荧光灯宜选用三基色荧光灯。值得注意的是，长管荧光灯的光效比短管荧光灯的光效要高。

（3）灯具安装高度较高的场所宜选用金卤灯，也可选用中显色高压钠灯。对于显色性要求高的场所，可以用陶瓷金卤灯；对于显色性要求不高的场所，可以用光效更高、寿命更长的高压钠灯（标准型）。

（4）热辐射光源（普通照明用白炽灯、卤钨灯），由于光效低，寿命短，所以要限制使用。除要求瞬时启动和连续调光场所（使用其他光源技术经济不合理时）、有防止电磁干扰要求场所、开关灯频繁场所、照明时间较短场所、对装饰有特殊要求场所外，不应采用。

（5）疏散指示灯、出口标志灯等的光源应优先选用场致发光板及发光二极管（LED）。

（6）室外景观照明不应采用强力探照灯、大功率泛光灯、大面积霓虹灯、彩灯等高亮度、高能耗灯具，应优先采用高效、长寿、安全、稳定的光源，如紧凑型荧光节能灯、高频无极灯、冷阴极荧光灯、半导体照明灯等。

2.3 合理选择灯具与电器配件

灯具效率（也叫光输出系数）是衡量灯具利用能量效率的重要标准，它是灯具输出的光通量与灯具内光源输出的光通量之间的比例。在满足眩光限制要求下，应选择直接型灯具；根据使用场所的不同，选择控光合理的灯具；选用光通革维持率好的灯具；采用光利用系数高的灯具，采用照明与空调一体化灯具。

2.4 合理确定照度及功率密度值

进行照明设计之前应先详细了解工程概况，根据工程性质、功能、环境、规模，确定主要房间及场所的标准照度值和功率密度值（LPD），以判断照明设计是否满足要求的标准依据。

2.5 选择合理的照明控制方式

在照明设计中，照明的控制方式对照明节能同样起到了重要的作用。照明控制应根据建筑物的建筑特点、建筑功能、使用要求等具体情况，对照明系统进行分散、集中、手动、自动等经济实用、合理有效的控制。

（1）每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间的灯开关数不宜少于2个（只设置1只光源的除外）。

（2）房间或场所装设有两列或多列灯具时，宜按下列方式分组控制：所控灯列与侧窗平行分组；生产场所按车间、工段或工序分组；电化教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所，按靠近或远离讲台分组。

（3）居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明宜采用节能自熄开关。应急灯若采用节能自熄开关，其开关应具有消防功能。

（4）公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。

（5）旅馆的每间（套）客房应设置节能控制型总开关；旅馆的门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置。

（6）体育场馆比赛场地照明应分级控制，并宜做到单灯控制。

（7）医院病房走道夜间应能关掉部分灯具。

（8）有条件的场所，宜采用下列控制方式：天然采光良好的场所，按该场所照度自动开关灯或调光；个人使用的办公室，采用人体感应或动静感应等方式自动开关灯；大中型建筑，按具体条件采用集中或集散、多功能或单一功能的自动控制系统。实现上述控制，简单的可采用定时开关、光控开关、可编程控制器等，复杂的可采用楼宇自控系统控制、智能照明控制系统控制等。

（9）为了保证照明系统运行达到规定的照度和照明质量标准，创造良好的光环境，并且节约能源，维护与管理也是重要环节，照明节能设计应为此创造必要条件。设计应对用电单位按户分别计量和考核照明用电，这是一项行之有效的节能措施；公共建筑安装用电分项计量装置亦应将照明用电单独分项计量。通过分项计量，可以得到照明系统的实际耗电量，为节能诊断和制定节能措施奠定坚实的基础。

2.6 合理设计照明线路

照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220 V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线几种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。

2.7 提高照明系统的功率因数

建筑照明系统中的部分用电设备，如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件，会产生无功功率，影响电能的有效利用，这部分无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低。荧光灯应采用电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器；变压器低压侧采用集中电容器补偿。这些方法能使设备和线路上的无功功率传输减少，达到节能目的。但目前的民用建筑电气设计中，许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电业局的罚款，而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。因此，无功补偿装置应就地安装，实行就地补偿。

3 结束语

总之，建筑电气照明节能设计中，相关工作人员应反复比较研究多个方案，从设计源头上熟悉理解照明节能的多方应用，采取积极有效的措施，以达到真正节能的效果，创建一个适合节能的人居环境，实现人类与环境的可持续发展。