节能技术在现代建筑电气照明中应用的初探

张亮 刘尧

（1.中国城市建设研究院有限公司，北京 100120；2.中国中元国际工程有限公，北京 100089）

节能技术在现代建筑电气照明中应用的初探

张亮1刘尧2

（1.中国城市建设研究院有限公司，北京 100120；2.中国中元国际工程有限公，北京 100089）

统计显示，照明用电占约据我国每年总用电量的14%，而且住宅总面积小于农村地区的城镇住宅区，电能消耗量还一直呈现上升趋势，为此现代建筑非常需要加快节能照明系统的建设步伐。相较于国外发达国家，我国建筑电气照明节能的法律法规还有待完善，相关技术还处于探索阶段，为了促使我国建筑电气照明节能技术与国外先进水平的接轨，我们从事电气设计的工作人员有必要对此问题进行深入探讨。

节能技术 现代建筑 电气照明 应用策略

1 节能技术在现代建筑电气照明中的应用策略

1.1 电光源、灯具及附件的节能设计

（1）选择高能效的电光源。改变电光源是建筑电气照明节能最廉价和最简单的方法，一般我们从使用寿命和光效这两个方面来考察电光源的综合能效，表1为几种电光源的综合能效指标。

电光源的选择，并非是综合能效指标越高越好，而应该根据使用场所的具体要求来选择：①家庭、旅馆及餐厅等照明场所宜选择紧凑型荧光灯（如白光LED灯）；②商场、学校教室、普通办公室及高度在4.5m以下的生产车间，宜选择高效直管荧光灯和白光LED灯；③辨色要求不高的高大民用建筑场所及工业厂房（如足球运动场、火车站站厅、广场等）宜选择高压钠灯。

（2）选择高效率的灯具。①选择直接型、开敞式灯具。直接配光灯具有很大的向下光道，灯具出射光通量可以最大限度落到工作面上；开敞式灯具因没有遮挡，灯具发出的光能较多且效率较高；②合理使用反射罩提高灯具效率。优秀的反射罩具有增加灯罩对光能量的反射能力，减少光能量在空间传输中的损耗，因此可以广泛应用于车间、体育馆等照明场所。

（3）选择节能型的灯具附件。镇流器是照明领域的主要灯具附件，目前主要分为电感镇流器和电子镇流器两类。在选择整流器时，要遵循如下原则：自身功耗较低、运行可靠且使用寿命长、性价比高、频闪小且噪音低、谐波含量小且电磁兼容性符合要求。

1.2 配光的节能设计

（1）减小房间的减光效应。在建筑材料一定的条件下，房间每个被照面的照度值与相应的卫生状况有直接关系，这就意味着房间越干净，其减光效应越弱，为此我们要保持房间各受光面的干净整洁。（2）提高灯具的利用系数。提高灯具的利用系数，被照面平均照度也会相应增大，为此可以从如下方面着手：①如果房间窄而高，那么要选用窄配光照明器；如果房间宽而低，那么要选用宽配光照明器；②当建筑物构建好后，房间的室空比虽然无法改变，但我们可以通过改变房间内各面装饰建筑材料的反射率来改变灯具的利用系数（例如以石膏做饰面材料时，其反射率为0.91；以胶合板做饰面材料时，其反射率为0.58；以普通玻璃做饰面材料时，其反射率为0.08）。这就意味着，我们可以根据房间的用途来选择合适的装饰建筑材料，提高室内各反射表面的反射能力，用有效的光源来获得理想的配光效果。

1.3 通过控制手段来实现电气照明的节能

（1）采用导光系统来对太阳光进行收集，反射后导入室内支持照明及开发光伏电池。

①导光技术控制天然光。天然光具有照度不稳定、照明深度有限等缺陷，室内照明容易受到室内自然光变动的影响，而采用导光技术则可以弥补这些缺陷。天然光导光系统一般由控制系统及太阳光收集系统这两个部分构成，其中控制系统的功能是根据当地的维度、经度及时间，利用计算机来自动算出建筑物所处太阳的高度和方位角；太阳光收集系统则根据计算机得出的太阳高度和方位角，对反射收集装置的角度进行调节，以便最大限度收集太阳光并导入室内。需要注意的是，目前建筑室内的一般照明可以采用天然光导光技术，但应急照明则不建议使用。

（2）在智能照明控制系统上通过场景控制照明电压、控制保护照明设备等来达到节能的目的。

第一，场景控制。根据室内不同照明需求，智能照明控制系统可以提前设置对应合适的光照效果和灯光场景，运行过程中根据不同场景的需求来对光照进行随意切换。如大型会议室内可以设置准备模式、报告模式、会议模式、投影模式、休息模式、结束模式和清洁模式，每种模式的光环境都不同以满足不同的功能需求。第二，智能照明电压控制。 智能照明电压控制系统可以有效抑制电网冲击电压和浪涌电压，为灯具输出最佳的稳定电压且避免灯丝的热冲击，这样既能够减少过电压所照成的照明眩光，又能够最大限度延长灯具的使用寿命。第三，多种控制方式的结合。在实际应用时，可以将照明场景设置为凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚、阴天、雨天、晴天、工作日、休息日等多种模式，再配合照度感应控制对应以上模式根据自然光变化来控制室内人工光，从而在满足照度视觉要求的基础上达到节能的目的。

1.4 照明供电设计的节能优化

（1）系统导线的节能优化。建筑电气照明系统中常用的导线包括电缆、母线和低压绝缘导线，实际系统中这三类导线采用铜芯线的较多。虽然铜芯导线的成本高于铝芯导线，但却具有如下优势：铜芯导线具有更高的安全性；铜芯导线载流量大于相同界面铝芯导线的1.3倍；在相同应力下，铝排变形而铜排完好无缺；铜芯导线可以减少输电线路的损耗。综上所述，在建筑电气照明系统中采用铜芯导线，其综合优势要远远高于铝芯导线。（2）电源设置在负荷中心，做到负荷三相平衡。实际工程设计时，建筑体内电井或配电箱位置均应设置在系统负荷中心。此外，电气照明系统设计的平面布置及系统方案的确定，要尽可能做到三相对称布置（三相越接近，管线电材使用越经济且能耗越小）。

2 结语

综上所述，降低建筑照明用电已经成为我国节能工程的重要组成部分，为此电气设计人员在进行建筑电气照明设计时，要严格按照节能标准，从选择高效的电光源、灯具及附件，优化配光设计、采用导光系统及智能照明控制系统，优化照明供电等几个方面着手，力争利用先进的节能技术来为人们提供一个安全、舒适且健康的工作和生活环境，为我国建筑电气节能技术贡献自己应有的力量。

［1］文桂萍.建筑电气照明节能设计的探讨［J］.四川建筑科学研究，2007（6）.

［2］于泽勇.建筑电气节能问题研究［D］.济南：山东大学，2009.

［3］寻睿.浅谈建筑电气节能设计及照明节能设计的探讨［J］.科学与财富，2012，22（11）.

表1 几种电光源的综合能效指标