现代建筑中照明系统的节能技术研究

王军

摘 要：建筑照明节能旨在于通过建筑光环境充分利用天然光，采用节约能源、保护环境的照明系统，充分发挥人的视觉功能，以优良的照明振奋人的精神，提高工作效率和产品质量，保障人身安全与视力健康，对生活在建筑空间内的人们的精神状态与心理感受产生积极的影响。

关键词：现代建筑；照明系统；节能技术

1 选择合理的照明方式

按安装部位或使用功能不同，照明方式一般有一般照明、分区照明、局部照明、混合照明四种方式。一般照明就是将灯具比较规则的布满整个场所，从而获得均匀的照度水平，适用于照明密度大且对光照方向无特殊要求的场所，如办公室、会议室、营业大厅等。分区照明则根据不同区域对照度要求不同，来分区布置灯具，使照度按需分配，减少能源的浪费。局部照明是为了满足建筑内某些部位的特殊照度要求，在特定的区域设置辅助照明，增加这一范围内的照度，如卧室的台灯、生产车间的操作台等。此外，还有一种通过在一般照明的基础上加强局部照明，提高室内照明照度水平的方式，即混合照明。

采用合理的建筑照明方式，可以有利于整个建筑照明系统的节能。功能不同的建筑采用的照明方式也不同，如在公共建筑中应设置一般照明，使整个场所都能照亮。建筑中不同区域、不同作业密度的也应根据相应要求来设置室内照明，区别对待，采用不同的照明方式，以节约能源。

2 选用高效的电光源及照明灯具

建筑照明系统设计中，未采用节能照明灯具，其照度要求虽然满足了我国标准规定，但建筑物的照明耗电量较大。在照明设计中，通过有意识的选择节电的照明电器配件，也是一种有效的节电措施。

光源是能量转换成光的器件，是照明节能技术的核心。在建筑照明设计中选则灯具时，应尽量选用与灯的光电参数相匹配的电器件。目前，由于光效较低、寿命较短的缺点，普通白炽灯的己经逐步缩小应用范围。而高光效光源光效高、使用寿命长、节能效果显著，渐渐成为照明设计选择的主要光源。

此外，灯具的效率和配光也对照明系统的节能影响重大，电气安装容量小、运行费用低、效率高并具有艺术美感的灯具是建筑照明设计的最佳选择。目前，照明设计中常选择初始光效达到3级上的高效直管荧光灯和紧凑型节能荧光灯并配置高反射率灯具来为建筑提供照明，LED灯由于价格高，常用于一些24h营业的商场等地。

3 优化照明系统设计

建筑照明线路存在损耗，大约占据了耗电总量的4%左右，而供电的方式、导线的面积和长度都会影响照明线路损耗。照明系统方案设计的优劣不仅影响建筑整体照明能耗外，还会直接影响建筑的照明控制系统设计。因此在照明系统方案设计时，不仅要选择合理的高效光源、灯具及其电器配件外，还应和结合先进的照明控制技术，设计出合理的电气线路，减少不必要的导线长度与面积，降低建筑照明耗电量。

4 采用智能化照明控制系统

照明控制不仅可以满足使用要求，达到美学效果、延长照明系统寿命、减少布线和维护工作量的目的，也是重要的照明系统节能措施之一。照明控制的种类包括手动控制、自动控制、光电照明控制、中央系统控制臥及智能控制五类。随着计算机技术的近速发展，电子通信技术、自动控制技术、总线控制技术以及信号检测技术等各种技术互相参透，使照明系统的智能化控制成为可能，照明控制已和灯具合为一体，成为照明系统节能设计中不可或缺的一大亮点。采用照明智能控制方式可节约30%-50%的照明用电。相对传统的照明系统而言，智能照明控制能监控照明、创造灵活的环境氛围、能自动调节光照度、提高工作效率、节约能源、延长灯具寿命等优势。

5 应用太阳能发电技术

太阳能光伏发电技术是利用太阳能电池的光伏效应，将太阳箱射能转换为电能的技术。太阳能光伏发电系统比较复杂，主要包括太阳能方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备。根据运行方式的不同，太阳能光伏发电系统一般分为太阳能独立发电系统、与电网连接的太阳能光伏并网发电以及混合型光伏发电系统三种。

5.1 太阳能独立发电系统。太阳能独立发电系统又称离网光伏发电系统，主要应用于公共电网难以覆盖的偏僻农村、高原、荒漠等地区，或者太阳光照不足、无法与电网互通的地区。这种供电方式主要用于满足单个用户一天的工作、生活用电，需要储能环节，设备复杂，寿命较短，且易在有多余的电能时产生浪费、电能不足时影响用户正常的工作与生活。

5.2 太阳能光伏并网发电。这种发电技术先通过逆变器将太阳能电池板产生的直流电转变为交流电，再通过并网逆变器，将转变的交流电能送上电网，向用户供电。送种供电方式在电能有剩余的时候，将多余的电能输送到电网供电；在电能不足时能够从电网获取电能补偿，以满足工作和生活的需要。它无需储能环节，大大降低了投资成本，且发电效率更高，更稳定可靠，很适宜在城市内推广应用，是太阳能发电的发展方向。

5.3 混合型光伏发电系统。该系统增加了一台备用发电机组，在电能不足时启动发电机组，直接向生活设备供电或者由整流器整合后向蓄电池充电，来满足用户的需要。目前，我国一方面在偏远地区（如青海、西藏、新疆、甘肃等地）采用太阳能独立发电系统为主，以解决设些地区最基本的生活用电问题；另一方面在大中城市的公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公园、车站等公共设施照明系统中推广使用光伏电源，建设屋顶光伏发电系统。此外，还建立大型太阳能光伏电站示范项目，如深圳国际园林花卉博览园等，促进兆瓦级光伏并网发电系统应用与发展。

6 充分利用天然光

天然光作为一种免费洁净的能源，取之不尽用之不竭，合理利用采光技术，将太阳光引入建筑物中，能够提高室内空间的照度水平与均匀度，减少炫光和视觉上的不舒适感，改善室内光环境。新的天然采光技术利用光的反射、折射、衍射等原理，产生了导光管、光导纤维、采光搁板、棱镜窗等几种采光技术。导光管应用较为广泛，在这里做一下介绍。

导光管主要由集光器、管体、出光部分组成。集光器收集尽可能多的日光，并将其聚焦，对准管体。管体部分主要起传输作用，其传输方式有镜面反射、全反射等。出光部分则控制光线进入房间的方式，有的采用漫透射，有的则反射到顶棚通过间接方式进入室内。导光管垂直方向的导光管可穿过结构复杂的屋面及楼板，把天然光引入毎层直至地下层，气光导管照明系统将明亮的阳光输送到潮湿阴暗的地下室，不仅可以有效解决地下空间的照明问题，也为生活在建筑地下空间的人们创造一个舒适、健康的工.作、生活环境，同时还能大大降低地下空间内的照明达到节能的目的。

此外阳光在带来光明的同时也会增加室内的热量，有研究表明，在平均天空条件下，天然光每提供1501m的照度，就会带入1以的热量。因此为灵活地控制室外光和热的进入，一些新型采光材料也被陆续被发现，如光致变色玻璃、电致变色玻璃、光触媒技术等，这些技术的应用都能在较少能耗的前提下，大大提高室内光环境质量。

参考文献

[1] 李峥嵘，赵群，展磊编著.建筑遮阳与节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2009：39-56.

[2] 朱瑛.室内照明设计的可持续发展研究[D].华东师范大学，2014： 23-55