建筑电气照明系统节能优化设计技术要点探讨

吴志敏

（上海开艺设计集团有限公司太原分公司，山西太原 030006）

0 引言

当前，在逐步完善建筑功能设计的基础上，还要对能耗控制给予重视，强化建筑电气照明系统的节能设计，从根本上提高建筑物具有的综合性能，不仅能有效提高建筑能源的利用率，节约能源；还能有效推进建筑行业向绿色节能方向发展，从而提高建筑电气照明系统的实用性。实现建筑的多功能性必须依靠电气照明系统，因此，建筑物中必须预留很多电力负荷以及用电相应接口，以此达到建筑物的不同功能以及不同场景使用的相关要求，从而提升居住用户的体验感[1]。另外，建筑物在后续运行的过程中，要从电气工程运行的经济成本与能耗等很多方面予以考虑，对能源进行合理控制利用。从建筑设计的阶段就对电气照明系统的节能进行优化与完善，以此提升建筑物节能效果。

案例位于南方某城市，是由一栋商业楼以及附属的地下车库组成，建筑的总体面积是7800m2。商业区域为地上5层建筑，主要包含购物和餐饮以及休闲娱乐集一体的综合建筑。地下车库是1层，在东面与南面两侧的道路设置进出口。该建筑项目中没有自然照明，商业区域以及地下车库均采取电气照明系统。建筑项目的电气照明系统必须以建筑照明设计标准作为基础，在达到相关设计标准的基础上，进行多方案的对比从而形成建筑电气照明节能优化设计方案，并对自然环境进行有效利用，从而达到绿色建筑建设的重要目标。

1 建筑电气照明的概念及节能优化设计的重要性

1.1 建筑电气照明的基本概念

电气照明系统属于是人工照明，具有方便控制调节以及灯光较稳定和经济性较高等一些优点，是近几年应用非常广泛的照明方式。选取更具科学性的照明方式能有效提升经济效益以及改善照明的质量与能源有效节约等一些重要作用，照明方式选取的原则是：当采用照明存在不合理时，适宜选取一般的照明方式；当某工作区域必须高于一般的照明照度时，可以进行分区照明；相对于照度要求非常高以及工作位置的密度比较小时，可以采取混和照明；在工作场所区域内不能只设置局部的照明[2]。

1.2 对电气照明进行节能设计存在的重要性

在建筑电气工程施工建设的过程中，照明系统是建筑中重要的基础设施建设，为确保电气照明系统在建筑工程施工中能够快速建设完成，必须提升照明设计的能力，依据建筑物中电气设备的相关要求作出有效调整。同时，照明系统的电机设备不只是用于采光，还能有效提升建筑整体设计的风格。多数的建筑物在电气照明系统进行节能优化设计时，采取的设计方法不管是白天或是夜晚，都需要利用照明系统对整体室内的氛围感进行调节，但在电气照明系统设计的过程中，有可能导致电力资源产生很大的消耗，不具合理性的电气照明系统节能的相关要求，甚至会对建筑整体节能环保措施的实施产生影响[3]。为了更加合理以及科学的应用建筑电气设备，防止能源长时间的消耗，必须对相关节能设计人员强化绿色节能的观念认知，进而在建筑电气照明设备使用的过程中，使电气照明节能设备得到充分利用。

2 建筑中电气照明节能优化设计的基本原则

2.1 经济效益的基本原则

建筑中电气节能设计的重要原则就是有效提高经济效益。依据建筑施工的相关要求，相关节能设计人员必须选择环保建设材料与节能设备，通过降低电气照明系统产生的能源费用，在短期内回收投入的费用。在建筑电气设计的过程中对节能环保予以重视，在电气设备安装以及使用的过程中也必须减少能源消耗。建筑中的电气设备安装与使用不但要确保经济效益，还要对我国的现实情况进行考虑[4]。同时，不能由于节能环保而增加电气设备运行的费用，进而投入太多的资金，致使投资的费用严重超标。建筑电气照明系统中的照明设备还要找出建筑施工过程中与使用过程中产生的多余能源耗费，采取针对性的节约能源的相应措施。比如电气设备中的传输线以及变压器和电气设备产生的电能损耗，这些产生的电能损耗不能对建筑功能的充分发挥提供有力作用，反而还会耗费能源，增加经济成本，所以，必须将这些情况产生的能源消耗控制在最低。

2.2 适用性的基本原则

建筑电气的节能优化设计还必须满足适用性的基本原则。适用性的基本原则主要是指建筑电气中的节能设计不但需要确保建筑施工环境需要的能源，为建筑设备提供稳定运转的动力，确保用电设施具有非常可靠的容量负荷，还要对建筑工程在施工的过程中以及使用的过程中的配电进行节能优化设计，合理应用电能。建筑电气的节能优化设计不能只重视节能而没有确保建筑物的功能性。建筑电气中的照明设备必须能为建筑物的照明功能提供有力保障，还要为建筑提供较好的人工环境。电气节能优化设备不能阻碍建筑物内部各个运输通道的稳定运转[5]。

2.3 功能需求的基本原则

建筑电气照明系统的节能设备必须依据建筑使用的具体用途和行业相关特点，进行特殊性设计。比如，一些娱乐场所对于照明的设备要求非常高，要求必须具有复杂且多样的色彩，但是工业建筑则需要范围相对固定以及亮度较高的照明设备。由此，建筑电气的照明系统节能优化设计必须在满足建筑自身对于照明的主要需求的前提下完成，在明确建筑物对于照明系统具有的照明度等主要因素需求之后，在对建筑电气照明系统的节能优化设计进行更深入的研究。

3 建筑中电气照明节能优化的技术要点

3.1 科学制定照明节能设计方案

合理的设计方案是实现电气照明系统节能优化要求的重要前提。为了有效实现电气照明节能设计方案优化，相关照明系统节能设计的工作人员对照明系统进行节能设计时必须对一些方面予以重视。①建筑照明节能设计必须具备较好的实用性，不能只是注重新颖的形式，而没有对照明实际需求予以重视。而对于采光效果比较好以及室内装饰颜色比较浅的房间，应该利用自然光照，从而达到节能减排[6]。②建筑照明系统的节能设计需要达到相关国家法规以及行业规范标准，当中参考标准是《建筑照明设计标准》。建筑照明系统的设计必须符合这个规范标准，依据建筑的实际结构以及具有的功能特点，制定出科学合理的照明节能优化的设计方案。

3.2 增加使用高光效灯具推广的力度

科学使用灯具是有效控制建筑电气照明能耗的重要环节。灯具的选取必须依据建筑电气照明的需求以及自然采光的效果进行选取。灯具不仅要满足较好的光照效果，还需要具备节能减排的重要要求。另外，灯具质量以及使用的具体年限和实用性等也需要得到有效保障。在对灯具进行选取时，能从以下方面进行综合考虑。在楼层比较低的建筑中，能采取荧光灯，在利用自然光的条件下，荧光灯就能满足室内光照的需求。相对于楼层较多的建筑则采取金属卤化灯[7]。金属卤化灯具照明的效果非常好，还具有使用的周期比较长以及稳定性较高的优势，在室外建筑中也得到广泛应用，比如，北京奥运会举办时，主要场馆鸟巢使用的照明灯具就是金属卤化灯。场地的范围比较大以及高度比较高的建筑物中，金属卤化灯具有较好的照明效果与节能效果。在楼层高度非常高以及维护难度较高的建筑中，多数采用无极荧光灯进行照明。像我国人民大会堂就是采用无极荧光灯。尤其需要注意的是，荧光高压灯与热辐射灯产生的能源消耗都非常大，在建筑照明的使用中尽可能不予使用。

3.3 选取合理的电源启动设备

荧光灯使用的电感镇流器的功率相对比使用荧光灯的功率低很多，高强度的气体放电灯具有的镇流感应器的主要功率是15%，电子镇流器的能耗是10%，所以，在对建筑电气的照明系统进行节能设计时，需要使用气体放电的光源与电子镇流器的结合体，进而使节能达到最优，有效减少能源消耗。

3.4 采取智能的照明节能控制系统

智能照明的控制系统主要是将网络技术与通信技术以及建筑照明节能技术相结合，从而形成智能管理的控制系统。与传统的照明控制系统进行对比能得出，新型智能的翟明控制系统具有的优势体现在3个方面。

（1）智能的照明系统能对所有的照明灯进行有效监控和管理，能使照明的强度以及照明的具体时间等因素得到科学调节，防止电能产生不必要的浪费。

（2）智能的照明控制系统能精确感应到自然采光产生的变化，依据自然采光的强度对人工照明强度进行合理调节，实现自然光线的科学利用。

（3）智能照明控制系统有效的改善了传统人工控制照明设备存在的不足，实现电气照明设备自动化的调节，完成程序化管理。有效提升电气照明设备管理效率，减轻相关工作人员负担，还能对人工经济成本输出进行控制。

3.5 增加研发新产品的力度

增强自然光线利用是有效实现建筑电气照明节能优化要求的重要途径，但目前技术水平以及设备条件，建筑电气照明对自然光利用的程度较低。目前建筑工程中对于自然光线利用的主要途径是增设玻璃窗数量以及在建筑顶层设置光能转换的相应设备。利用自然光的方式只适用建筑中的高层用户，对于一些建筑低层自然光线照射较少的居住用户来说，照明的效果还是达不到基本要求。针对这个问题，相关开发人员就需要增加对电气照明设备研发的力度，比如光线照明方式就属于有效的解决方式。光纤照明是利用建筑室外设置采集太阳光的装置，将太阳光经过光纤输送至建筑室内照明的灯具设备上，进而做到不消耗电能却能有效发挥出照明的作用。这些新型的照明技术方式的有效应用能提升建筑电气照明的质量，还能实现节能减排的重要目标。相关的研究人员对照明设备进行更深入的研究，使相应的照明设备得到不断完善，为建筑电气照明节能提供有力的技术支持。

3.6 科学提高建筑照明的功率因数

在建筑电气照明系统中必须应用相应的用电设备，如发电机或是变压器等。这些用电设备在使用过程中会产生无功功率，因此增加了多余的能源消耗。为了降低无功功率，可以采取提升电气设备功率因数。比如在荧光灯具上增加相应的电子镇流器，在电气设备的变压器上增设电容器。这些方式的应用都能有效提高功率因数的重要作用，进而实现电气照明的节能目标。对于使用频率较低但电容比较大的电气设备，则必须采取单独处理的方式进行无功功率补偿。

3.7 增加新能源的有效应用

新能源具有清洁与高效的主要作用，通过采用新能源能有效替代不可再生的能源，从而实现能源的有效节约，降低排放的作用，还能有效提升能源的利用与转化效率。目前新型能源应用比较广泛的包含太阳能以及风能与核能等，但在照明节能系统中，太阳能具有增强光照的主要作用，属于是理念型的新能源，由此，在建筑电气市场上具有较好的开发前景。我国很多的城市与乡镇将太阳能应用在建筑电气工程的照明系统中，相关技术的开发人员需要对太阳能的转化技术进行不断完善与开发，提升太阳能利用的效率，为建筑电气照明系统提供良好服务。

4 结语

结合上述的具体内容，建筑的绿色节能是近几年来我国提出的可持续发展中重要的组成部分，通过对建筑绿色节能进行科学设计，能有效提升人们日常生活的质量以及幸福指数，为社会公众创建健康的生活空间。另外，建筑节能设计能降低能源消耗，对新能源的开发与利用，能有效降低社会公众生活的经济成本，推动我国建筑事业的高速发展。对建筑电气照明系统的节能优化设计的要点进行深入研究，对于提升能源的利用效率以及生态环境保护具有重要意义。在建筑建设以及建筑使用的过程中，能源节约是促进绿色建筑的高速发展，对生态建筑的建设具有重要的意义。