基于建筑照明节能问题分析与探讨

摘要：节能是当今人类面临生存的与可持续发展重大问题的大环境下世界建筑发展的基本趋向。建筑能耗中照明节能是技术进步的一个重大标志，也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。本文主要就如何合理选用光源、灯具及其附件、如何充分利用天然光等问题进行详细论述,然后对智能照明控制系统的原理及应用作了分析研究，可供同行参考借鉴。

关键词：节能； 建筑照明； 光源； 灯具； 照明控制；

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

前言

随着社会的进步, 经济的发展, 照明与人们的生活越来越密不可分。由于我国属于典型的冬冷夏热气候, 采暖、空调能耗都很高, 这些决定了我国建筑能耗基数大。因此, 在建筑节能技术上的微小进步, 节约的能源总量都是十分可观的。

一、建筑照明节能策略分析与研究

1、 采用高效长寿电光源

① 节能照明光源原则。高度较低房间, 如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形荧光灯;商店营业厅宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯;高度较高的工业厂房, 应按照生产使用要求,采用金属卤化物灯或高压钠灯, 亦可采用大功率细管径荧光灯;一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯, 不应采用自镇流荧光高压汞灯;一般情况下, 室内外照明不应采用普通照明白炽灯; 在特殊情况下需采用时, 其额定功率不应超过 100W。

②荧光灯的选用。荧光灯以其光效高、光色可选、热辐射小、寿命长等优点, 成为室内照明的主要光源, 并广泛用于各领域。其种类分为电感镇流器和电子镇流器两种。电子镇流器与电感镇流器比较, 有以下优点:高功率因数。功率因数是衡量发电利用率的一个重要指标。功率因数越低, 无功电流越大,能供给用户的实际功率就越低。发光效率高。因为电子镇流器是高频激励,使荧光灯的发光效率比使用电感镇流器时高很多。无频闪。电感镇流器供电的日光灯有 50H z闪烁, 会严重影响工作者的视力。而电子镇流器在超音频下工作, 就消除了频闪效应。无噪声。没有噪音, 提高了环境的舒适感。启动快速可靠。体积小、质量轻。节能效果显著。荧光灯主要使用于层高不高的房间 ( 4. 5 m以下 )如办公、商店、教室、图书馆、公共场所等。

③金属卤化物灯的选用。一般室内空间高度大于 5 m且对显色性有一定要求时宜采用金属卤化物灯。体育馆的比赛场地因其对照明质量与照度水平及光效有较高的要求宜采用金属卤化物灯。一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯, 不应采用自镇流荧光高压汞灯, 可用金属卤化物灯来代替荧光高压汞灯。陶瓷金属卤化物灯具有比石英金属卤化物灯更好的显色性、长寿命、光效高, 可用于商业场所的一般照明或重点照明。金属卤化物灯的光效和寿命与其工作位置有关, 应根据工作时水平和垂直位置, 选择合适的工作位置类型。

④高压钠灯的选用。高压钠灯的发光特性与灯内的钠蒸汽压有关, 标准高压钠灯光效高, 显色性较差, 适用于显色性无要求的场所; 对显色性要求不高的场所, 宜选用显色性改进型高压钠灯。有调光要求时, 高压钠灯可进行调光, 光输出可以调至正常值一半, 系统的功耗减少到正常值的65%。

2、采用高效节能的照明灯具

灯具是除光源外的第二要素, 而且是不容易为人们所重视的因素。灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量, 满足环境和作业的配光要求, 并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时, 除考虑环境光分布和限制眩目的要求外, 还应考虑灯具的效率。对于高光效灯具的基本要求如下:提高灯具效率, 现在市场上有些灯具效率仅有 0. 3~ 0. 4, 光源发出的光能, 大部分被吸收, 能量利用率太低。要提高效率, 一方面要有科学的设计构思和先进的设计手段, 运用计算机辅助设计来计算灯具的反射面和其它部分; 另一方面要从反射罩材料、漫射罩和保护罩的材料等加以优化。提高灯具的光通维持率, 从灯具的反射面、漫射画、保护罩、格栅等的材料和表面处理上下功夫, 使表面不易积尘、腐蚀, 容易清扫, 采取有效的防尘措施, 有防尘、防水、密封要求的灯具, 应经过试验达到规定的防护等级。提供配光合理、品种齐全的灯具, 应该有多种配光的灯具, 以适应不同体形的空间, 不同使用要求 (照度、均匀度、眩光限制等 )的场所的需要。提供与新型高效光源配套、系列较完整的灯具。现在有一些灯具是借用类似光源的灯具, 或者几种光源、几种尺寸的灯泡共用灯具。要达到高效率、高质量, 应该按照光源的特性、尺寸专门设计配套的灯具, 形成较完整的系列, 提供使用。有了高效的灯具, 还必须正确应用。因为灯具效率高, 解决了把光源的光通量最大限度发散出灯具以外, 为了让光更多地照射到视觉需要的工作面上, 还必须提高光通的利用系数。利用系数取决于灯具效率, 灯具配光与房间体形的适应状况,还和室内的表面 (墙、顶棚、地面、设备、家具等 ) 材料的反射比有关。选用灯具, 还要处理好能量效率与装饰性的关系。当前在民用建筑中乃至一部分工业建筑中, 照明设计有一种偏向, 强调了灯具的装饰性能, 而忽视了灯具效率和光的利用系数, 造成过大的能源消耗, 而得不到良好的照明效果。这些应该从审查照明设计资格, 制定各类场所照明能量标准等措施去解决。对于高效灯具的选择应符合下列规定:灯具高挂时宜采用开敞式结构灯具, 而低吊的灯具可采用封闭式结构;除装饰需要外, 应优先选用直射光通比例高、控光性能合格的高效灯具。灯具的结构和材质应易于维护清洁和更换光源。

3、采用高效节能的照明电器附件

绝大多数节能光源都是气体放电灯, 它们需要镇流器才能工作。普通电感式镇流器功耗大、光闪烁严重。目前已成功开发的节能镇流器节能型电感式镇流器和电子镇流器, 都比原电感镇流器的功耗减小一半以上。若使用电感镇流器, 则应带电容补偿, 使每个0. 9以上。目前镇流器主要从两个途径发展:①功耗电感镇流器, 自身功耗减小, 可靠性高, 无电磁污染。②高频电子镇流器, 功耗更小, 可提高光源光效, 发光稳定, 无频闪, 无噪声, 有利节能和改善视觉效果, 将在进一步降低谐波量和电磁辐射、提高可靠性方面改进, 逐步成为荧光灯的主要配套产品。

二、充分利用天然光

太阳光是随处可以利用的可再生能源, 人类的生存健康以及环境的舒适度都取决于对于太阳光的有效利用。天然光照明是建筑可持续发展的重要方面。建筑物如何充分利用天然光, 节能照明用电, 引起国际建筑和照明界的高度重视。

三、照明智能控制系统

照明控制从最初的开关发展到现在的智能化控制, 在节约能源中占有非常重要的位置, 其目的是可以随时改变工作面上的照明水平。现有照明节能控制器中, 光控调光控制器, 适用于控制光源功率, 当窗外射入的自然光增强时, 灯功率和光输出自动调小, 而保持工作面上照度不变, 从而可以在保证照明质量的前提下, 取得很好的节能效果。另一类为红外控制开关和超声波控制开关节能装置。当在安装控制开关的场所有人时, 红外线或超声波传感器发出信号, 将灯自动打开; 而当人离开该场所一定时间后 (可设定时间范围 ), 无人进入时, 红外线或超声波传感器发出信号, 控制灯自动关闭。此类装置已在国际上较为流行, 很多场所都使用了, 并取得了很好的节能效果。现今智能照明控制系统被广泛应用于各种场所和领域。

四、结语

面临我国资源和能源消耗的现状, 实施照明节能技术, 不仅有利于普通百姓的生活, 给百姓带来实惠, 它更关乎国家的可持续发展战略。只要我们能够科学规划, 努力研究, 认真实施, 我国的建筑节能工作就一定能取得很大的成绩, 以达到节能和缓解我国能源紧张的局面。

参考文献:

[1] 赵振民. 实用照明工程设计 [ M ]. 天津: 天津大学出版社,1999.

陈定东