對未來綠色照明設計分析解晰
來源：http://h416.cn/ 作者： 時間：2012-11-25 瀏覽次數(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對能源的需求越來越大，當前，能源供應的相對緊缺成為制約我國社會與經(jīng)濟發(fā)展的一大矛盾。據(jù)統(tǒng)計，目前我國發(fā)電量的13%用于照明，并且隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平的提高，照明用電量呈穩(wěn)步上升的趨勢。因此，作為建筑電氣設計人員，在考慮建筑節(jié)能時，應該對照明節(jié)能設計予以足夠的重視。國家發(fā)展改革委于2004年底發(fā)布了我國第一個《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》，其中“綠色照明工程”被列為重點工程。該規(guī)劃指出,“十一五”期間重點是在公用設施、賓館、商廈、寫字樓、體育場館、居民樓中推廣高效節(jié)電照明系統(tǒng)。本文就照明節(jié)能在具體設計和應用中應重視的幾個環(huán)節(jié)作簡要的介紹,靈創(chuàng)LED照明自成立以來，對LED數(shù)碼管，LED點光源，LED洗墻燈等燈具
一、選擇合適的照度標準
照明設計時，建筑照度標準值應從節(jié)能上考慮，按實際需求來選擇照度標準值。民用建筑可以根據(jù)建筑物的等級及照明要求的檔次來選擇照度標準值，檔次要求高的容許提高一級，檔次要求低的容許降低一級，同時應滿足GB 50034—2004《建筑照明設計標準》所對應的照度標準、照明均勻度、統(tǒng)一眩光值、光色、照明功率密度值、能效指標等相關(guān)標準值的綜合要求。GB 50034—2004《建筑照明設計標準》第6章照明功率密度值規(guī)定，辦公樓、商業(yè)場所、旅館、醫(yī)院、學校和工業(yè)建筑照明的功率密度值條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。照明功率密度值(LPD)是限定一個房間或場所的照明功率密度最大允許值，設計中實際計算的LPD不應超過標準規(guī)定值。照明設計時，應逐個房間或場所按使用條件確定照度標準，選擇合適的光源、燈具，確定最優(yōu)的照明方案，計算平均照度，使之符合規(guī)定的照度標準值(允許±10%的偏差)。根據(jù)實際照明方案再計算LPD包含燈具光源及附屬裝置的全部用電量)。如果超過標準對應的規(guī)定值，應調(diào)整照明方案，直至符合為止。照明節(jié)能設計旨在提高整個照明系統(tǒng)效率，在保證照明質(zhì)量的前提下，節(jié)約照明用電。要降低LPD正確的做法是提高光源的光效，包括降低鎮(zhèn)流器功耗；選用配光曲線與房間相適應的、效率高、利用系數(shù)高的燈具；合理提高房間頂棚、墻壁的反射比，并選擇合理的照度標準。
二、合理的布燈及照明控制方式
根據(jù)建筑物的等級、特點、功能、使用要求等具體情況，采取最佳的燈具布置方案，并對照明系統(tǒng)進行分散/集中、手動/自動、經(jīng)濟實用、合理有效的控制，是照明節(jié)能的重要措施。
2.1 建筑物的照明設計
電氣設計人員在照明設計時應認真考慮日常節(jié)能的需要。綜合型體育場館的照明設計，應采取混合照明方式，選擇兩種及以上的不同容量光源燈具，根據(jù)區(qū)塊的多功能要求均勻、混合布置，以達到同一區(qū)域不同功能照度標準要求下的分時、分級控制，不同區(qū)域的分區(qū)控制。對于大型場館，尤其是400 W及以上大容量氣體放電燈，最好能做到單燈控制。
2.2 公共場所的照明控制
(1)影劇院、多功能廳、會議室、博物館、美術(shù)館等功能性要求較高的場所應采用智能照明集中控制。為配合不同的環(huán)境、氣氛要求，提前設置多種場景照明控制，并增加調(diào)光系統(tǒng)，方便物業(yè)管理人員操作，既節(jié)約電能，又方便管理。
(2)大開間辦公室、圖書館、廠房等在有自然采光的區(qū)域宜采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動打開或關(guān)閉，保證室內(nèi)照明的均勻和穩(wěn)定。
(3)大型商場或展覽館的特殊柜臺，可采用一般照明和重點照明相結(jié)合的方式。平時只點亮一般的背景照明，當有來客時，超聲波或紅外線智能開關(guān)自動打開聚光燈或其他泛光照明。
(4)學校、辦公樓、賓館、候機廳等公共建筑的走廊、樓梯間、門廳等照明，宜采用智能集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制。
(5)住宅建筑等的樓梯間、走道的照明，宜采用紅外移動探測+光控等節(jié)能自熄開關(guān)，應急照明應有應急時強制點亮的措施。
(6)旅館的門廳、電梯大堂和客房層走廊等場所，采用夜間定時降低照度的自動調(diào)光裝置；醫(yī)院病房走道在夜間應采用能關(guān)掉部分燈具或降低照度的控制措施。
2.3 照明燈具布置形式及控制要求
天然采光良好的場所，如兩面以上墻壁有側(cè)窗，或有采光屋面板，所控燈列應與側(cè)窗或采光屋面板平行，該場所的控制宜按設定照度自動開關(guān)燈或調(diào)光。會議室、多功能廳、報告廳等場所，應按靠近或遠離講臺分組布燈。對于高大空間區(qū)域或生產(chǎn)加工類場所應合理設置一般照明及局部照明。若工作位置的密集程度、工作性質(zhì)不同，可按車間、工段或工序分組，采用分區(qū)照明的方式，要求高的工作區(qū)采用較高的照度，而非工作區(qū)可采用較低的照度，但兩者的照度比不宜大于3∶1。在滿足燈具允許安裝高度及美觀要求的前提下，應盡可能降低燈具的安裝高度，同時要注意眩光的控制要求；另外布置燈具時也應注意與安裝面建筑構(gòu)件的配合。
三、選擇符合環(huán)境功能的節(jié)能光源
電光源的選擇應以實施綠色照明工程為重點，綠色照明工程旨在節(jié)約能源、保護環(huán)境。推進綠色照明工程實施中，應根據(jù)不同的使用場合，選用不同的節(jié)能光源。以下簡要介紹幾種主要光源的選用原則及適用范圍。
3.1白熾燈
照明設計時，應盡量減少白熾燈的使用量。一般情況下，室內(nèi)外照明不應采用普通白熾燈。白熾燈屬第一代光源，光效低(約20 lm/W)，壽命短(約1 000 h)，但不能完全取消，這是因為白熾燈沒有電磁干擾，便于調(diào)節(jié)，適合頻繁開關(guān)，對于局部照明、事故照明、投光照明、信號指示是可以使用的光源。若的確需要普通白熾燈時，也可用它的換代產(chǎn)品鹵鎢燈代替。鹵鎢燈的光效和壽命比普通白熾燈高1倍以上。尤其要求顯色性高、高檔冷光或聚光的場合，可用各種結(jié)構(gòu)形式不同的鹵鎢燈取代普通白熾燈，來達到節(jié)約能源、提高照明質(zhì)量的目的。
3.2 熒光燈
熒光燈是應用最廣泛、用量最大的氣體放電光源。它具有結(jié)構(gòu)簡單、光效高、發(fā)光柔和、壽命長等優(yōu)點，是首選的高效節(jié)能光源。推薦采用緊湊型熒光燈取代普通白熾燈。緊湊型熒光燈可以和鎮(zhèn)流器(電感式或電子式)連接在一起，組成一體化的整體型燈。它集中了白熾燈和熒光燈的優(yōu)點，具有以下特點:①光效高，每瓦產(chǎn)生的光通量是普通白熾燈的3~4倍；②壽命長，是白熾燈的10倍；③顯色指數(shù)可以達到80左右；④節(jié)能；⑤使用方便，可以與普通白熾燈直接替換，還可與各種類型的燈具配套，制成臺燈、壁燈、吊燈、裝飾燈等，特別適用于家庭、賓館、營業(yè)廳等。管型熒光燈絕大多數(shù)是直管型，兩端各有一個燈頭。根據(jù)燈管的直徑不同，預熱式直管熒光燈有26mm(T8)和16mm(T5)等幾種。T8燈可配電感式或高頻電子鎮(zhèn)流器；T5燈采用電子鎮(zhèn)流器。熒光燈主要適用于層高4. 5 m以下的房間，如辦公室、商場、教室、圖書館、公共場所等。有條件時應優(yōu)先選用直管稀土三基色細管徑熒光燈(T8或T5)，以達到光效高、壽命長、顯色性好的品質(zhì)要求。
3.3 高強度氣體放電燈
高壓鈉燈、金屬鹵化物燈同屬高強度氣體放電燈。各種規(guī)格的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈由于具有光效高、壽命長的特點，廣泛應用于空間高度>4. 5 m的各種場所，如機場、港口、道路、體育場館、大型工業(yè)車間、展示大廳、地鐵站等。金屬鹵化物燈顯色性相對較高，更適宜于對照明質(zhì)量、照度水平有較高要求的場所，如體育館、比賽場地等。商業(yè)場所的重點照明可采用陶瓷金屬鹵化物燈，該燈比石英金屬鹵化物燈具有更好的顯色性、更長的壽命、更高的光效。一般照明場所不宜采用熒光高壓汞燈，不應采用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈，需要時可用金屬鹵化物燈代替，以取得較好的節(jié)能效果。高壓鈉燈的發(fā)光特性與燈內(nèi)的鈉蒸汽氣壓有關(guān)。標準高壓鈉燈光效高，顯色性較差，適用于對顯色性無要求的場所；對顯色性要求較高的場所，宜選用顯色改進型高壓鈉燈。高壓鈉燈可進行調(diào)光，光輸出可以調(diào)至正常值的50%，功耗能減少到正常值的65%。
四、選擇正確的鎮(zhèn)流器和高效的燈具
氣體放電燈的鎮(zhèn)流器主要分兩大類:電感式鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器。電感式鎮(zhèn)流器包括普通型和節(jié)能型。鎮(zhèn)流器的一般選用原則為:自鎮(zhèn)流熒光燈應配用電子鎮(zhèn)流器；直管型熒光燈應配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器或電子鎮(zhèn)流器；高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，在電壓偏差較大的場所，宜配用恒功率鎮(zhèn)流器，功率較小者可配用電子鎮(zhèn)流器；選用熒光燈和高強氣體放電燈的鎮(zhèn)流器時，還必須考慮其能效因數(shù)(BEF)在國家相關(guān)能效限定值和節(jié)能評價值上的要求。為了使設計人員在選用鎮(zhèn)流器時，對上述原則有一個更好的理解，下面對鎮(zhèn)流器的各項技術(shù)指標進行全面的綜合參數(shù)比較。各種鎮(zhèn)流器功耗表如表2所示，熒光燈用鎮(zhèn)流器性能比較表如表3所示。鎮(zhèn)流器的合理使用對照明節(jié)能降耗具有明顯的影響。以T8熒光燈(36W)為例，若用高品質(zhì)、低損耗電子鎮(zhèn)流器和普通的電感鎮(zhèn)流器相比，照明安裝功率可降低20%，實際LPD可下降20%；若用超低損耗電感鎮(zhèn)流器和普通電感鎮(zhèn)流器相比，照明安裝功率可降低89%，即:實際LPD可下降89%。
選擇與環(huán)境相匹配的燈具需考慮燈具的多項參數(shù)，如空間等照度曲線、防護等級等。照明設計節(jié)能除選擇高效的光源外，還應選高效的燈具。燈具的光效受反射材料的影響很大，不同的反射材料對應的反射效率為50 % ~92%；燈具格柵的保護角對燈具的影響也很大，保護角為20°~30°時，燈具格柵效率為60 % ~70%，保護角為40°~50°時，燈具格柵效率為40% ~50%。設計人員在選用高效燈具時，要尤其注重以上兩點。為了提高燈具日常工作中的使用效率，推薦采用高保持率燈具。高保持率燈具指運行期間光源光通下降較少、燈具老化污染現(xiàn)象較少的燈具。目前常用的技術(shù)措施為:燈具采用石英玻璃涂層以降低氧化腐蝕率；環(huán)境污染較大的場所采用活性碳過濾器。
五、天然光的利用
為了在建筑照明設計中貫徹國家的節(jié)能法規(guī)和技術(shù)經(jīng)濟政策，實施綠色照明，宜利用各種技術(shù)措施將天然光引入室內(nèi)進行照明。采用天然光導光或反光系統(tǒng)時，必須采用人工照明措施，天然光導光系統(tǒng)只能用于一般照明，不可用于應急照明；當采用天然光導入系統(tǒng)時，宜采用智能照明控制系統(tǒng)對人工照明進行自動控制。太陽光導入器是目前國際上新推出的集節(jié)能、綠色、環(huán)保、健康為一體的產(chǎn)品，它主要采用太陽光自動跟蹤、透鏡集光、光纜傳輸自然光，實現(xiàn)白天地下室、朝北房間的陽光照射。據(jù)資料統(tǒng)計，一束陽光導入相當于500W光源的照明亮度，采用太陽光導入器，零成本使用，可以有效地減少白天的照明電耗。充分利用太陽光導入系統(tǒng)，作為一項可持續(xù)能源技術(shù)，取得的經(jīng)濟效益和社會效益必將導致其在建筑采光中的廣泛應用。
六、綠色照明推廣應用的其他措施
為了綠色照明工程的完整實施與推廣，以下幾個環(huán)節(jié)還應得到加強。
(1)施工圖審查單位應嚴格審查“照明節(jié)能計算書”，嚴防只注重場所的照明功率密度值，而不注重場所的實際照度；只看場所的LPD實際值，不看LPD折算值，以防“倒推法”在設計領(lǐng)域的流行、泛濫。同時要求照明設計文件中，應對照明器具核心元件有明確的技術(shù)參數(shù)要求，不能僅標明光源種類及容量。另外，對照明節(jié)能工程的重癥區(qū)、二次裝修的照明設計，也應納入施工圖審查范圍。
(2)建議國家相關(guān)管理部門能及時推出一套既完全符合照明節(jié)能新標準，又操作簡單、獲得行業(yè)認可的專業(yè)“照明節(jié)能計算軟件”。它既能有效減輕技術(shù)人員的計算工作量，縮短設計周期，又能使國家照明強制性標準得到廣泛的認可和有效的推廣。
(3)工程監(jiān)理及驗收人員應嚴格按照照明節(jié)
能設計中要求的燈具及元件技術(shù)參數(shù)，對設備材料進行驗收，防止以次充好。
(4)每一項照明工程完工后，物業(yè)管理部門都應有一套維修保養(yǎng)計劃，如定期更換、淘汰或清洗照明器及相關(guān)元件，以提高燈具效率的高保持率，保證照明系統(tǒng)高效率的延續(xù)。
七、結(jié)束語
節(jié)能是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針，這既是科學發(fā)展觀的必然要求，也是對未來的一項責任。從本文分析可以看出，照明節(jié)能潛力很大，應在設計中考慮各種可行的措施，通過經(jīng)濟技術(shù)比較獲得經(jīng)濟技術(shù)指標良好的照明節(jié)能方案，采用先進技術(shù)，選用高效設備，同時通過工程技術(shù)人員的精心設計、詳細計算和反復比較，真正達到節(jié)能的目的。
