建筑电气照明的设计原则与光源应用策略

马志杰

王董（北京）建筑设计有限公司，北京 100089

0 引言

电气照明是现代建筑中必不可少的部分，既能够为人们提供照明，还能够提高建筑的美观度。随着经济的发展与科技的进步，人们开始重视生活质量，对建筑的要求不再局限于外观的美，更加注重建筑内部的舒适度和节能效果。基于此，针对建筑电气照明的设计，设计者应充分考虑现代用户的具体诉求，遵循绿色环保的理念来科学设计电气照明方案，对光源进行充分利用，以此来实现资源的高效利用，为用户提供更佳的生活体验，并减少资源消耗，促使建筑行业朝着绿色、健康的方向发展。

1 建筑电气照明的设计原则

在新时代背景下，人们的环保意识不断提升，意识到只有保护好生态环境，才可以促进生产力的提高，确保人类社会的长远发展。当前，生态建设理念已经渗入社会各个领域，建筑工程建设也不例外。建筑工程应当紧跟时代发展的步伐，将节能设计理念融入其中，努力解决能源供需矛盾，达到绿色环保的目的。电气照明系统作为建筑工程的重要组成部分，在使用过程中会产生大量的能量消耗，不仅影响居住者的舒适性，还会加剧能源紧张趋势[1]。为此，在建筑工程设计中，设计者应放眼未来，综合考虑多方面因素，充分渗透节能设计理念，降低能源消耗，减少光污染，从而有效保护我国的生态环境，促进社会更好地发展，推动建筑行业的可持续发展。

建筑电气照明的节能设计是现代社会经济进步的重要体现，设计师需要结合科学原则，节省建筑耗能成本，以推动建筑行业的良好发展。建筑是人们生活和工作的主要场所，建筑空间的环境，尤其是空间光环境的舒适度，直接关系人们生活与工作的质量。为此，在建筑电气照明设计中，应该充分考虑用户的实际需求，科学设计室内的照度、色彩等，从而为人们提供更加舒适的居住环境。

1.1 符合功能需求原则

建筑电气照明必须满足用户的具体使用需求，设计者应坚持符合功能需求的原则，充分了解用户对建筑空间环境不同功能区域的照明需求，以此为依据开展电气照明研究；以建筑电气照明的具体使用需求为出发点，明确设计思路，做好灯具选型、照明方式选择等方面的设计工作。灯具的选型设计需结合建筑物的布局空间结构，在电梯、楼梯、中庭、厨卫等建筑功能区域选择合适的照明灯具。例如，楼梯间的灯具可选择顶灯或壁灯。对于照明方式的选择，若不考虑特殊位置，可选择一般照明方式；若对照射方向有特殊需求，可选择混合照明方式；若周围分布遮挡物或有较高的局部照度需求，可选择局部照明方式。

1.2 空间环境亮度平衡原则

对建筑室内空间环境而言，若亮度太高，照明系统运行过程中会消耗更多的电能；若亮度不足，会产生阴影区域，让室内环境缺乏照明中心感。基于此，建筑电气照明设计人员必须秉持空间环境亮度平衡原则，结合建筑物的类型，明确室内空间环境的照度规范值，确保建筑电气照明环境的平均照度高于规范值。为了保证住户的视觉安全，获得较理想的视觉功效，卫生间和浴室的平均照度必须高于75 lx，走廊和楼梯间的平均照度必须高于50 lx，电梯前厅的平均照度必须高于100 lx，门厅空间的平均照度必须高于100 lx。设计人员应重点考虑让建筑室内主体空间和附属区域间的亮度保持平衡，通过合理调高客厅、餐厅等功能区域的光照亮度，使其符合使用需求，打造良好的照明空间感；通过合理调低卧室等功能区域的光照亮度，防止使用者眼睛接触太强烈的光线，避免产生眩晕感。

1.3 装饰性原则

照明灯具除了具有为人们提供照明的作用，还是一种家居装饰产品，现已在家居装饰领域得到广泛应用。照明灯具需要具备使用价值、美观与装饰价值。为此，建筑电气照明设计人员应秉持装饰性原则，围绕建筑装修主题，明确电气照明设计的思路，提出相应的设计方案，涉及灯具的种类、型号、数量、安装位置、附件造型等，确保电气照明方案和整体建筑装修风格的统一[2]。例如，若建筑工程的室内装修风格为简约风格，吊灯可选择造型比较简单的低压花灯；若是中式装修风格，吊灯可选择富贵牡丹灯笼和实木布艺灯等。

1.4 绿色照明和人性化原则

在建筑电气照明设计中，设计人员应在满足照明使用需求的基础上，秉持绿色照明原则，通过合理的设计降低电气照明系统的运行能耗，实现电能的高效利用。为了改善建筑电气照明系统的节能效果，需要选择新型节能灯具、有效利用太阳光等自然光源、构建智能照明控制系统、科学控制建筑室内不同功能区域的照明、缩短照明系统供电路径和导线长度等[3]。

同时，设计人员需要秉持人性化设计原则，全面分析节能措施对建筑空间照明环境质量的影响，以此为依据，设计相应的个性化照明方案。例如，合理布设主灯灯罩，使之向上放射光；将落地灯饰和壁灯用在局部分散光区域；选择2 800～3 300 K的暖色光源等。

1.5 经济适用性原则

建筑工程建设的根本目的在于获得一定的经济收益，确保建设总投资额在相关标准之内。为此，建筑电气照明设计人员需要秉持经济适用性原则，综合考虑电气照明设备物料的采购成本、安装成本、运行能耗及灯具使用年限等，评估每一套设计方案的建设总成本，筛选出综合评估最优、经济效益显著的方案。例如，为了控制照明系统的运行成本，需要选择具有较高发光效率、良好节能效果、使用年限长的节能型灯具（CFL一体式荧光灯、LED灯具等）；为了控制前期建设成本，应合理控制灯具数量，避免过度追求灯具的装饰价值。

1.6 安全性原则

为确保建筑用电安全，电气照明设计人员应坚持安全性原则，编制安全的照明设施设计方案，降低电气火灾、用户触电、释放电弧等安全事故的发生率。（1）以确保用电安全为基础，设计合理的电气照明方案，选择合适的照明设备，严禁使用没有达到安全防护灯具标准的电气照明设备；（2）在方案中落实安全防护措施，如合理设置拉线开关的离地高度、严禁在照明灯具中直接引入相线、有效运用熔断器与漏电保护装置、220 V照明灯具距离地面的高度必须高于2.5 m等。

2 建筑电气照明的光源应用策略

2.1 选择高效节能光源

光效直接关系建筑电气照明质量，光效主要是照明灯具将电能转变成光能的效率。当亮度一致时，照明系统的光效可直接反映其节能属性；当功率相一致时，照明光效可直接反映亮度，通常光效越高，亮度越大。在建筑电气照明设计中，设计人员需要结合具体建设需求，选择合适的光源种类，减少不必要的光源浪费，从而提升建筑电气照明质量，获得理想的节能效果。

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基于光效，在选择建筑电气照明光源时应注意如下方面。（1）若对空间灯具的安装高度有较高的要求，建议采用中金卤灯或显色高压钠灯。（2）若对显色性有较高的要求，可采用陶瓷金卤灯；若建筑室内空间对显色无需求，建议选择使用年限长且高效的高压钠灯。（3）若建筑室内空间存在很大的维护难度，安装高度太高，最好采用高频无极荧光灯，这样不仅能够确保照明的稳定性，还能够避免灯具安装和施工成本超出规定范围；若空间灯具安装高度较低，建议采用紧凑型荧光灯或直管荧光灯，这类光源拥有较优良的性能和较好的节能效果。（4）若室内空间中工作时间很短，需进行高频的调光与开关操作，应合理运用热辐射光源，以满足各项作业需求。但这类光源的使用年限较短，光效也较低，通常不建议选用。（5）LED灯具具备节能性强、使用年限长、环保效益显著等优势，故而建议在建筑电气照明中大规模使用LED灯具，并在此基础上建设智能控制系统，以全面发挥LED灯具的各项优势，为建筑室内提供更加健康、舒适的光环境。通过合理利用灯具，可以延长灯具的使用年限，提高电能运用效率。

2.2 优化照明控制方式

由于建筑内部每一楼层和不同功能区域对电气照明的要求都存在很大差异，若选择相同的照明控制方式，不仅无法满足用户的具体照明需求，还会增加系统的运行能耗。为此，设计人员需要充分考虑实际情况，进一步优化建筑电气照明控制方式。

2.2.1 分组控制

设计人员应充分了解建筑不同功能区域的具体照明需求，并以此为依据，将整个区域划分为若干个控制小组，最终提出差异性的照明控制计划。例如，在建筑室内的每个房间均安装独立的控制型开关，用户可通过启闭开关调整室内照明灯具的光照亮度与启闭状态。

2.2.2 楼宇自控

设计人员可以通过衔接楼宇自控系统和建筑电气照明系统，借助传感器来实时、动态地采集建筑室内的自然光照亮度等数据信息，然后将其传至系统内，统计和分析建筑不同楼层、不同区域的自然采光条件和照明需求，发布相应控制指令，从而实现对建筑室内光环境的有效调节。

2.2.3 单灯控制

2.3 加强照明设计节能效果

为了减少建筑电气照明系统的运行能耗，实现对光源的高效利用，设计人员需要合理优化照明设计，具体可以采取以下措施。

2.3.1 优化线路设计

照明线路的电能输送过程受供电方式和导线截面积的影响，通常会存在部分线损量，这会增加电能消耗。针对这一情况，设计人员应结合导线材质，明确导线截面积计算公式，基于压降允许值、最大电流值等参数，得出最合理的导线截面积。在此基础上，选择最恰当的供电方式，尽可能地减小线损量。

2.3.2 选择合理的照明方式

建筑照明可采用一般照明、局部照明、混合照明等形式，为了提高节能效果，需要基于建筑物的用途选择合理的照明方式。其中，一般照明方式主要用于住宅建筑，混合照明方式主要用于工业建筑或办公建筑。

2.3.3 提升功率因数

在建筑照明系统运行过程中，一些用电设备拥有电感元件，在运行过程中会出现无功功率，从而增加电能消耗。针对这一问题，可通过提升设备功率的方式来有效控制电能消耗。具体而言，可按照就地安装原则，合理布设无功补偿装置，做好就地补偿工作，并合理运用电子镇流器来对电容器实施补偿，从而科学控制设备与线路上的无功功率传输，进而获得较理想的节能效果。

2.3.4 采用太阳能照明

太阳能作为一种清洁可再生能源，具有非常大的利用价值。其安全、无污染，而且能源市场价格波动也不会影响太阳能的使用；太阳能随处可见，随取随用，无须远距离输送，不存在运输损失，使用成本较低，充分契合了建筑电气照明设计绿色环保的需求。为此，在建筑电气照明设计中，设计人员需要注重对太阳能的有效利用，选择合适的太阳能电池、照明灯具组件等设备，把太阳能转变成电能，从而为建筑室内外提供功能性照明。

3 结束语

综上所述，在建筑电气照明设计中，设计人员必须秉持符合功能需求、空间环境亮度平衡、装饰性、绿色照明和人性化、经济适用性、安全性等原则，对电气照明工程的每一个环节进行科学设计；通过选择高效节能光源、优化控制方式、充分利用照明节能技术等，提高建筑电气照明的节能性，打造更加舒适、健康的室内光环境。