办公建筑照明节能设计

顾 劼

(上海市机电设计研究院有限公司，上海 200040)

0 引言

照明主要来源于由电能转换的光能，而我国的电能又大多来自于火力发电及水利发电。2015年1～6月，全国火力发电20 879亿kWh时，占上半年发电量总比重77.07%，然而随着石油、天然气、煤炭等不可再生资源开采量的逐年增加，以及这些石化燃料的可开采年限的进一步缩短，依赖这些不可再生资源的火力发电的前景也将不容乐观。因此，积极推广照明节能是当务之急。

节能照明设计的原则是必须在保证足够的照明数量和质量的前提下，尽可能节约照明用电。照明节能通过选择合适的光源、灯具以及灯具附件，同时设计合理的布灯及照明控制方式和对自然光的利用来达到节能的目的。

1 光源

选择符合节能环境的节能光源是设计中最基本的一点。在办公照明中由于层高普遍低于4.5 m，对于色温和显色指数有较高的要求，所以在大部分办公、会议室使用三基色荧光灯管;而LED灯具由于具有节能、寿命长、安全可靠性强、环保等优点被广泛应用于办公照明。虽然在蓝光效应尚未完全解决之前，不建议在长时间工作的环境中使用LED灯具，但LED可用于卫生间、走道、地下车库等人员不长时间停留但照明时间长的场所。在光源的选择中也应注意选择光源效率较高的种类，例如同样是T8三基色荧光灯管，在相同的色温的条件下，18 W的光源效能要远低于36 W及40 W的T8三基色荧光灯管。例如，TLD 18 W 840灯管的光源效能为75 lm/W，而TLD 36 W 840灯管的灯具效能则能达到93 lm/W;同样的情况也在欧司朗LUMILUX T8三基色荧光灯管以及松下T8三基色荧光灯中存在，同时不仅是光源效能存在优势，相同的条件下36 W的T8三基色荧光灯管的寿命也高于同型号的18 W，所以在满足照度均匀度的前提下，尽量选择T8三基色36 W的荧光灯，以达到节能的目的。

2 灯具

在灯具的选择方面，办公灯具主要以格栅灯为主，而格栅灯中又以采用全方位亮度控制技术设计的新型格栅灯较为高效。以飞利浦TBS系列格栅灯为例，采用三维外观设计，可以达到360°水平方向的眩光控制，格栅片上部采用菲涅耳镜片，不但可以消除可被观察到的不舒适亮斑，还可提高光学系统的效率，降低格栅片对效率的负面影响。使用高品质铝制光洁反射镜及高反射的顶部反射器使该新型格栅灯的灯具效率可达到80%以上，从而达到节能照明设计的要求。从设计院日常的设计项目中新型格栅灯的使用情况来看，可以大大降低办公室等场所的照度功率密度(LPD)值。以300 lx办公室为例，采用普通格栅荧光灯的LPD值约为8.0 W/m2，而当采用新型格栅灯后，LPD最终设计值仅为7.0 W/m2。在工厂照明设计中，较多采用超高效的气体放电灯，通过日常的项目设计经验，可以将普通200 lx的厂房的LPD值从6.0 W/m2降低到5.0 W/m2以下。

3 灯具附件的选择

在普通设计中，往往只关注于光源和灯具的形式，而忽略合适的镇流器和高效的灯具对节能的贡献。以直管荧光灯为例，直管荧光灯镇流器由普通电感镇流器向节能电感镇流器、电子镇流器的方向发展。荧光灯的电子镇流器多使用20～60 kHz频率供给灯管，使灯管光效比工频提高约为10%(按长度为1.2 m的灯管)，且自身功耗低，使灯的总输入功率下降约为20%，有更佳的节能效果;电子镇流器的功率因数较高，其功率因数高于0.95，是普通的节能型电感镇流器所不能比拟的。同时电子镇流器也有消除频闪、发光稳定、噪声低、恒功率和灯管电流下降以及启点可靠等优点(使灯管寿命延长)，而且使用电子镇流器同时可以对灯具进行调光，使用更灵活方便。在工厂照明中，对于150 W以下的HID灯具可以考虑使用电子镇流器，而对于大功率的HID灯具使用电感型镇流器更为合理。

4 布灯方式

在大空间办公室设计时，采用一般照明方式，在办公位置及家具布置妥当时，适当采用分区一般照明方式。在满足长期办公区域照度要求的前提下，适当地调整在大空间办公室中的走道、打印区等非长期停留区域的照度，以达到节能照明的目的。在工厂设计时，对于照度要求大于300 lx及以上的厂房，在工艺布置完成的前提下，会根据工艺的布置在生产区之间的过渡及堆放区域适当地降低照度。同时，为了保证照明的质量及舒适度，一般在照明设计中高照度区与低照度区近相差一个等级的照度值。

5 照明控制

照明灯具的控制一般需要根据照明区域的不同特点和要求，尽可能做到使用便捷、合理、节能。在办公照明设计中，办公区域一般采用分区分组控制，同时所控灯具与侧窗平行，这样可以关闭不使用的办公区域，达到节能的目的。在走廊、楼梯等场所，一般采用声控与普通照明相结合的模式，使无人使用该区域时达到节能的效果;在公共场所，如门厅、前台等公共区域一般使用调光及光感相结合的模式，灯具可以根据自然光的强度做出相应的调节，达到节能的目的。在工厂照明设计中，一般采用集中控制，同时在工艺基本确定的情况下，照明按照工艺组别、生产流程、机组类型等进行控制，便于工厂按照实际情况对照明灯具进行控制。

6 自然光的利用

自然光是清洁能源，充分利用自然光是实现照明节能的重要措施。在照明设计中利用自然光主要有两种主要形式。

(1)开窗采光，自然光的引入与开窗有直接关系，窗和光的入射量的大小与方式的差异会对房间在心理与视觉方面产生很大的影响。一般，窗的开敞越大，自然光的漫射度越大，但自然光的强光线有时也会对室内产生刺激感，所以设计时既要开敞式窗户，尽量满足引入自然光和人对自然光的心理需求的目的，同时又要注意二次设计，使光能经过二次处理，变为舒适光源。

(2)新型采光方法，主要为导光管、光纤纤维法等。当采用自然光导入系统时，宜采用智能照明控制系统对人工照明进行自动控制，可以根据自然光的强度对灯具进行开关、亮度调节，使室内处于恒照度的环境，达到节能，而且能改善工作环境。

7 结语

办公照明节能潜力很大，应在设计中考虑各种可行的措施，通过技术比较获得经济、技术指标良好的照明节能方案，采用先进技术，选用高效设备，同时通过工程技术人员的设计、详细计算和反复比较，真正达到节能的目的。

［1］ 何叶.建筑电气照明节能技术的研究［D］.西安:长安大学，2014.

［2］ GB 50034—2013 建筑照明设计标准［S］.