建筑电气照明节能技术的研究

王斌

（山西省安装集团股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

随着我国经济的快速发展，能源问题日益突出，迫切需要将节能技术引入各行业。当前，在国家节能政策的指导下，大力发展可再生能源，开发节能减排新技术，已经成为构建低碳、清洁、高效、安全的能源体系，逐步实现能源独立的必然选择。当前，我国经济水平的提高，建筑业也得到了较大的发展。为了节约能源，相关行业开始采用清洁能源科技。建筑行业是一个与人们生活密切相关的行业，电气系统是建筑工程的重要组成部分。针对目前能源需求较高的现状，需优化照明设计，合理选择照明设备，提高照明利用率，选择适当的节能控制方式，降低建筑能耗。

1 建筑电气照明原则

1.1 适应性原则

最大限度地节约能源是建筑电气设计的一个重要目标。当前，由于建筑工程的复杂性与多样性，因此所采用的节能技术必须与现有建筑的实际功能需求相适应[1]。为减少能源消耗，应采用更专业、更科学、更可靠的节能技术。计划必须将用户的安全考虑在内，以确保所有的项目价值都符合工业标准。因此，必须对所用材料进行控制，才能有效的节约资源。同时，对不同类型建筑的电气结构进行性能分析，并对其基本要求进行把握，充分利用建筑资源，达到环保的目的，减少资源的消耗，避免对环境的破坏。

1.2 功能性原则

在设计建筑电气照明时，节能设计是一个重要的考虑因素。但是，在考虑节能的同时，也要确保与照明系统有关的功能不会受到影响，不能只考虑节能而牺牲使用功能，在满足节能的基础上，还应满足居民的生活需求。按照有关的照明设计规范，不同的建筑功能对照度、眩光值、照度均匀度和显色指数有不同的要求。在进行建筑电气照明设计的时候，一定要在满足这些基本使用需求的基础上，进行电气照明节能优化设计，如果把降低人们的使用需求或者影响到用户的正常使用作为前提，那么就不会被人们所接受[2]。此外，要充分因地制宜，在不影响建筑功能的前提下，实现照明节能优化。

1.3 经济性原则

由于工程预算有限，超支将导致工程停滞，因此在进行工程项目规划时必须考虑工程的经济性。无论是建筑设计还是电气化，都必须在节能的基础上采用节能技术。首先，材料的价值直接与总投资有关，这在经济学原理中是最重要的。建设项目必须以效益为导向，以较好的成本－收益比为要求，才能使建设项目有序地发展[3]。因此，在进行建筑电气设计的过程中，设计者必须充分考虑其经济性。要对市场上的照明相关设备材料有充分的了解，并选择合适的材料，对成本进行适当的控制，这样才能避免在建设项目中盲目追求绿色能源而导致的投资过高。其次，在施工之前，必须对与电气和照明有关的施工机械进行全面的检查，以避免由于施工机械故障而引起的照明工程质量问题。同时，在工程竣工之后，还要做好照明设备的维护工作，以确保电气工程的可持续发展。

1.4 生态性原则

当前，大部分工程施工人员缺乏节约意识，不能有效利用建筑材料，加强节能环保技术的学习意识，能有效提升管理人员与施工人员的节能知识。将节能与环保技术应用于建筑照明设计，可对建筑材料的使用进行有效控制。电气工程施工所需材料、设备多，造价较高。在电气工程中，照明工程的造价占整个工程投资的很大一部分，通过对照明系统在电气设计中所用材料的控制，可以有效地降低电气工程的开发投资。我国一贯倡导环境与资源保护的基本方针，将节能环保技术应用于建筑照明与照明设计中，将是未来社会发展的必然趋势[4]。

2 建筑电气照明节能技术的应用价值

2.1 加快行业转型的步伐

在传统的建筑运行模式中，存在着诸多问题，主要体现在建筑能耗过高，尤其是在电气照明运行环节，对能源的需求非常大，并且受管理理念的影响，给社会带来了巨大的能源压力，极大地影响了社会的整体发展。采用节能技术，可以在不影响建筑功能的前提下，降低能源的消耗量，使用更少的资源，达到预期的电气照明系统运行目标，从而缓解当前的能源压力[5]。在节能技术的影响下，电气照明运行模式会发生根本性的改变，在运行过程中会变得更加节能环保，并且不会对原有的系统运行指标造成影响。这种电气照明模式更符合社会发展需求，与可持续发展理念具有很高的相似性，从而加快了行业转型进程，进一步促进可持续理念与建筑工程行业的有效融合，对于建筑领域的发展具有十分重要意义。

2.2 降低系统能耗

近年来，我国能源消耗问题十分突出，能源供需矛盾进一步激化，提高能源利用率已成为各行业关注的焦点。电气照明的运行效果，将影响到建筑行业与可持续发展理念的融合，通过应用并贯彻节能理念，开展节能工程设计，能够优化电气工程体系，使电气工程的运行更加科学合理，实现资源的高效利用，以较少的能源达到预期的生产目的，从而有效地解决了电气运行能耗过高的问题，大幅降低了行业生产能耗，促进社会的可持续发展[6]。因此，从可持续发展的角度出发，对电气照明系统进行节能设计也十分必要。

3 建筑电气照明节能技术的应用策略

3.1 明确技术方案

有效地应用节能技术对建筑生产具有重要意义，是推动行业可持续发展的关键手段，也是建筑行业总体发展方向。在当今的时代背景下，建筑行业的发展方向已经发生了根本性的转变，企业管理人员必须深刻认识到这一点，更新生产观念，树立节能减排的观念，将节能减排作为项目管理的首要目标，通过技术和管理手段，推动可持续理念与建筑电气照明系统的有效结合，为建筑行业的发展提供持续的动力[7]。比如，可借助于自然光，对照明设备的节能技术方案进行优化。设计者在制定节能照明方案时，必须对照明的内涵有全面的了解。一般来说，提供给人们的光源有两类，即人为光源和自然光源。虽然人为光源相对来说比较容易制造，但是自然光源更加节能和环保。有鉴于此，可有效地利用自然光。例如，在一些高档写字楼里，利用自然光就能达到节能的目的。在建筑物外表面粘贴反光玻璃，可有效地调节建筑物内的亮度，使建筑物内的公共区域在白天不需要用电照明。另外，在使用自然光照明时，也可使用反光镜对光线进行反射，使光线照射到一些光线无法照射到的死角。

3.2 供配电应用

供配电系统是电气系统规划的基础，为各种电气设备提供电气供应，在电气系统中起着至关重要的作用。为了降低电网运行费用、缩短供电半径、提高能源利用效率，变电所的选址应尽量选择负荷集中的区域。在建筑的供配电系统中，要选择适当的供配方式、电气设备、电缆和管线。在对电压和电流进行计算的基础上，选用低电阻电缆，并以规划和整体结构的要求为依据，结合建筑的实际功率和消耗分布进行设计[8]。在进行配电网规划时，应通过对配电网进行有效的平衡、对配电设施的选择、对配电距离的缩短等措施来有效地降低配电网损耗，提高配电网的设计质量。一般情况下，变压器的容量是按照建筑的整体要求来确定。在变压器设计中，应适当增大或减小内压，以适应季节变化和降低运行能耗。在不影响配电网功率消耗的前提下，采用并行方式进行集中控制，以达到降低系统能量消耗的目的。为确保配电网节能工作的顺利进行，建筑工程配电网设计应充分考虑各部位的实际用能需求，确保配电网全覆盖。

3.3 选择节能灯具

在建筑电气照明系统中，灯具是主要的耗电设备，灯具的选择很重要，不仅影响到系统的实际能耗，而且还关系到建筑功能和建筑安全，因此，在建筑电气照明节能技术的应用中，灯具的选择很重要，直接影响到建筑节能效果。企业一定要科学地选择照明灯具，以节能环保为基础，确保灯具有充分的节能运行效果，同时还要确保灯具的质量，并且实际的光照效果要与建筑的运行需求充分匹配，以免影响到用户的生活和工作。随着建筑行业的发展，也出现了很多新型照明灯具，很多灯具具有节能性，为建筑电气照明系统的建设提供了更多的选择，要以节能减排为基础，在满足建筑功能的前提下，优先选择节能型照明灯具，这也是一种典型的电气照明节能技术。具体地说，在建筑高度不高的室内空间，应优先选择荧光灯，以及近年来广泛应用节能效果显著的LED 灯具，其能耗较低，且能提高良好的室内照明，充分满足室内光照需求[9]。当建筑物高度较高时，为提高照明效果，可采用金属卤化灯，这种灯具的照明效果更好，且稳定，在户外空间中也可有效使用，提供优质照明。总而言之，有关方面需要以节能运行为基础，对电气照明系统进行合理的设计，用节能灯具来替代传统的高能耗灯具，这样能够极大地提升建筑节能运行的效果，促进建筑行业的可持续发展。

3.4 合理选择通电线路

合理地选择线路，是改善建筑物电气照明系统节能性能的关键，在建筑物电气工程中，线路是电能传输的主要媒介，通过线路，可将各种电气设备连接起来，构成一个完整的系统，线路的布置方式及材料，将决定系统运行的节能效果。在目前的建筑电气照明线路系统中，金属线路普遍采用，金属材质具有良好的通电性能，是优良的导体，但不同的材料，其电阻也会有一定的差异。在电气传输过程中，会产生不同的线损。因此，要想提高电气照明系统节能运行效果，就必须从线路材质入手，采取有效措施，降低系统线损，达到节能运行的最终目标。一般而言，铜的电阻比较小，并且与金银等材料相比，铜的成本更低，是电气照明系统中最好的线路材料，应优先选用铜质电缆，降低线路电阻，以达到电气照明系统的节能运行[10]。另外，线路的横截面积与电阻值也有一定的关系，可采用较粗的缆线，增加电气照明系统线路的横截面积，降低线路电阻值，对电气照明系统的节能运行有明显的帮助。

3.5 采用无功补偿

无功补偿技术作为一种新型节能技术，在电气系统中应用越来越广泛，不仅可以减少无功对线路设备造成的损害，提高其使用寿命，而且对配电网进行无功补偿，可使配电网功率因数明显提高，达到节能目的。通常在普通的民用建筑供电系统中，单相负荷主要用于照明、办公以及家用设备，而三相负荷则主要用于中央空调、风机设备等大功率设备。基于此，可以对配电系统进行无功补偿，从而对变压器设备内部进行集中式的补偿，通过无功补偿，可以大幅度提高建筑供配电系统的功率因数。

3.6 清洁能源的应用

在建筑照明和照明系统中，以清洁能源为主，清洁能源的应用已成为中国电气工业发展的重要方向。清洁能源主要包括太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能等可再生能源[11]。当前，在建筑项目中被广泛应用的可再生能源是太阳能。例如，建造在建筑屋顶上的分布式太阳能光伏系统，可以将太阳能通过光生伏特效应转换成电能，为建筑内的地下室、楼梯间、办公室等白天需要照明的地方供电。电梯如果采用了电能回馈节能技术，同样可以获得清洁的再生能源。该技术会自动检测电梯变频器直流母线电压，将直流环节的直流电逆变成与电网电压匹配的交流电，经过滤波环节后，接入交流电网，达到电能再生反向送入电网的目的。

4 结语

综上所述，近几年来，随着城市化进程的加快，建筑数量不断增加，社会对建筑业的需求也越来越大。但是，建筑能耗急剧上升，如何在可持续发展的背景下降低建筑能耗，已成为建筑界关注的焦点。在建筑使用过程中，电气照明系统产生的能耗占比较大。因此，建筑领域要以电气照明系统为切入点，加强节能设计，采用并实施各种节能技术，在不影响建筑安全和生活质量的情况下，最大限度地提高资源利用率，实现节能运行，缓解当前社会能源压力，为建筑领域的转型升级做出积极贡献。