电气照明中的节能设计方案分析

任巍

摘要 ：我国是世界上能源短缺的国家之一，但能源浪费却很严重，无论是照明供电系统或照明设备都存在着节能的巨大潜力。笔者将简单阐述电气照明节能的设计原则和影响因素，重点讨论节能设计的主要措施。

关键词 ：电气照明 节能设计 导线截面 光源灯具照明装置

我国是个能源大国，同时也是能源消耗的大国，而在诸多能源中，电能是维持我们正常生产生活的关键因素。在建筑领域的电能消耗中，照明部分的用电量占15%至25%。而实际上，用于照明体系的电能并不是完全的消耗在照明本身，有一部分则消耗在了照明系统运行的其它环节，我们称这种现象为电能逸损。照明能耗在建筑能耗中占有相当大的比例，因此建筑照明体统中蕴含着大量的节能潜力，在这种前提下，如何将节能环保的功能融入到建筑照明电气设计中来，是我们电气设计工作人员必须解决的问题。

1、电气照明设计中的节能设计原则

1.1 尽量减少能源损失

建筑物的用途不同，对照明的需求也不相同，一味地强调节能节电显然是不正确的。如何满足用户需求，保证照明系统的安全可靠，是我们设计人员首先应考虑的问题。照明节能的基本原则是在保证视觉要求、照明质量的前提下，力求减少照明系统中的光能损失，提高照明用电的利用率。

1.2 充分考虑经济效益

节能设计应充分考虑经济效益，衡量投资与收益的关系，不能片面地过分强调节能。在设计期间，应对各设计方案的经济效益进行反复对比。在照明效果相同或相近的情况下，从年照明费用、年维护费及年电费三个方面进行综合比较，挑选出经济效益最好的设计方案。

2、电气照明设计中的节能理念概论

2.1 合理选择导线截面和材料

通常情况下，电力负荷计算中比较重视动力荷载，照明负荷则是粗略估算。实际上对于照明线路设计，照明负荷要较为准确地算出，以便于合理地选购导线，如果导线截面过大，则浪费材料；如果截面偏小，负荷过大，引起照明线路受损，会产生导线漏电。现在照明线路一般采用暗敷，不容易查找更换，造成不能正常使用和电能损失，同时线路电阻大，线路损耗高，所以要准确地选择导线截面，并采用阻燃性PVC管作导线保护套管，而且钢度要高，防止导线因破损而漏电。

2.2 设计多回路控制和多地（联）控制线路

现在一些住宅的会客厅、娱乐厅，会场、报告厅，从灯光艺术效果和造型设计高度出发，采用多灯组合，或某一区域内较大面积上“星星点灯”式的组合，设计时往往考虑线路上简易，采用单路控制多只灯，甚至数十只灯，使用时不管是否需要，一律全部开启。有些会场上，只有少数人员开会，主席台上也只有个别人员，可是灯火通明，这很多都是由于线路设计存在问题，没实行多回路分开控制灯的通断，造成很大的电能浪费。在过道、门厅、楼梯口等走动大场合，要设计多地（联）控制线路，人走到哪儿都可以控制灯，以免无人亮灯，无法关闭，造成电能的浪费。照明支路和插座支路分开，插座支路上临时性负荷较多，移动照明动力和热电负载较多，照明支路负荷较为固定，为了避开影响，采用二支路分开，保证照明支路工作的可靠性。照明支路要设置带有一定保护功能的高分断力空气开关，控制漏电现象的产生，节约电能，保证线路的正常运行。

3、电气照明设计中的节能设计方案

3.1 合理选择光源

高效光源是照明節能的首要因素，必须重视推广应用高效光源。电光源的选用，根据应用场所不同，至少有两类高效光源应予推广使用。

3.1.1 荧光灯

荧光灯具有光效高、寿命长、显色性好等优点。直管荧光灯适用于高度较低的房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产场所，紧凑型荧光灯适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。T5荧光灯管作为新兴灯管，与传统的26mm荧光灯管相比较，直径为16mm，减小了40%，既节省了材料，又节省了仓储和运输成本。过去在使用荧光灯的场所，普遍都是采用40 W的灯管，光通量一般只有2200lm，而现在选用只有28W的T5荧光灯，光通量却达到2600lm。从40W减少为28W，约节约30%的电能，光通量却提高20%。

3.1.2 高强度气体放电灯（HID）

以钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯，具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不锈蚀等优点，广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。

3.2 合理选择灯具

光源必须配备各种灯具，才能真正体现其实用价值。灯具选择不当，将使能量损失高达30%至40%，反之灯具效率高，可使单位面积耗电量下降，降低投资和运行费用。在进行照明设计时，应针对不同面积和高度的房间，计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具，再由天花板、墙面以及地面的反射系数，求出灯具的利用系数，这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70%的灯具，采用非对称光分布灯具，它具有减弱工作区反射眩光的特点，能大大改善视觉条件。

3.3 合理选择照明装置配件

镇流器也是照明耗能的一部分，而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时，应重视高次谐波对供配电系统的影响，并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加，对供配电系统造成危害。因此，我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品；采用带有△接线变压器，减少三次及其倍数的谐波对电源的干扰；对谐波源设置隔离变压器；采用无源和有源电力滤波器；适当增加导体截面等措施。

3.4 合理选择控制方案

现有的照明控制方式很多，有单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制及其它控制方式。一是每个照明开关所控光源数不宜太多；房间或场所装设有两列或多列灯具时，宜按有关规范要求分组控制。二是建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制。三是体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。四是旅馆的每间（套）客房应设置节能控制型总开关。五是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。六是对于建筑物的夜景照明，要设计平时、节假日、庆典等多种模式的控制方式。七是在建设标准较高、规模较大、功能较复杂的工程中，电气设计人员要建议建设方采用智能照明控制系统。

3.5 提高系统功率因数

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。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。目前的电气设计中，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。

综上所述，节能已不再只是个口号，我国建筑领域的节能工作还刚刚起步，但有关的政策法律法规正在相继出台，足以说明其重要性。电气照明的节能设计潜力很大，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。

参考文献：

[1] 曹文革.浅析建筑电气设计中存在的问题与处理[J].中华民居（下旬刊）.2014（07）.

[2] 杨超.论述建筑电气设计的原则及注意事项[J].民营科技.2014（07）.