建筑電氣照明與節(jié)能探究

姜偉華

摘 要 隨著社會的進步和發(fā)展，對電能的需求量不斷增加，電能作為一種高效能源，其需求和供給之間存在缺口，節(jié)能很有必要。辦公樓、住宅樓等建筑電氣照明是能耗較高的工程，電氣照明與節(jié)能應(yīng)優(yōu)化設(shè)計方案，選用高效節(jié)能設(shè)備和器材，采用合理和先進的照明控制方式，來提高電能利用效率。

關(guān)鍵詞 電氣照明；節(jié)能；設(shè)計方案；高效節(jié)能；照明控制方式

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0161-01

建筑電氣照明可分為以天然采光為主的自然照明和以電光源為主的人工照明。能靠自然光照明時候就采用自然光，自然光線不足時，必須用人工照明進行補充。電氣照明因為光線穩(wěn)定，便于調(diào)控，安全經(jīng)濟，可靠有效，得到了廣泛應(yīng)用。

建筑電氣照明系統(tǒng)也叫照明工程，由電氣系統(tǒng)和照明系統(tǒng)組成。不管是工業(yè)建筑或民用建筑都離不開照明工程。隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，用電設(shè)備增多，電能的需求和供給之間存在較大缺口，節(jié)能很有必要。

建筑電氣照明與節(jié)能應(yīng)遵循的基本原則為：在保證有足夠的照度、亮度和照明質(zhì)量的前提下，盡量利用自然光照明，科學(xué)設(shè)計照明供電線路，使用高效的電光源，提高燈具效率，優(yōu)化照明控制方式等。

1 照明工程電氣系統(tǒng)節(jié)能措施

電氣系統(tǒng)主要包括電源、導(dǎo)線、控制保護設(shè)備、用電設(shè)備等。

1）保證電源質(zhì)量。我國的三相交流電源容量足夠大，只在夏季炎熱時存在短暫不夠用的情況，需要部分地區(qū)拉閘限電，絕大部分情況下都能滿足需求。個別地方可能存在電壓波動較大的情況，為保證正常照明供電質(zhì)量，必須對電壓偏移做一些限制和完善措施?？煽紤]用穩(wěn)壓器保證電壓穩(wěn)定，也可以給氣體放電的燈具進行電容補償，合理提高線路的功率因數(shù)。照明三相配電干線的各相照明負荷應(yīng)盡量分配均勻。

2）合理選擇絕緣導(dǎo)線或電纜。照明系統(tǒng)中，用來輸送和分配電能的線路，稱作導(dǎo)線或電線。電線根據(jù)結(jié)構(gòu)組成不同，可以分為架空裸導(dǎo)線，絕緣導(dǎo)線，電纜共三大類。照明工程上常采用銅或鋁材料作為照明導(dǎo)線或電纜的線芯。裸導(dǎo)線沒有保護結(jié)構(gòu)，常用作架空輸配電線路，如鋼芯鋁絞線。電氣照明通常用絕緣導(dǎo)線來作為輸電線路。絕緣導(dǎo)線按線芯材料與絕緣材料可分為：橡膠（橡皮）絕緣銅芯和橡膠（橡皮）絕緣鋁芯，塑料銅芯和塑料鋁芯兩類四種。在配電箱或線桿往室內(nèi)引入線路時，常采用電纜。

照明導(dǎo)線的選擇會影響到用戶消耗電線的數(shù)量和投資，影響到照明線路的安全、經(jīng)濟運行和照明供電質(zhì)量。選擇導(dǎo)線應(yīng)該考慮三個要素：按照線路的允許載流量來選擇導(dǎo)線的截面；按照線路的允許電壓損失來選擇導(dǎo)線截面，按照線路敷設(shè)時候?qū)Ь€承受的機械強度選擇最小截面。綜合上述三個要素，選擇最大截面，按經(jīng)濟電流密度來合理選擇導(dǎo)線的規(guī)格型號，降低能耗和運行費用，保證線路滿足用電需求。

3）優(yōu)化照明節(jié)能控制方式。應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)照明燈具的數(shù)量、布置方式，分設(shè)多組開關(guān)，可以根據(jù)照明需要來分區(qū)間照明，分組照明。在樓道、衛(wèi)生間等地方可采用聲控?zé)艟?，減少電能的耗用。 也可以采用智能照明控制系統(tǒng)。

2 照明系統(tǒng)節(jié)能措施

照明系統(tǒng)由各種電光源與燈具、室內(nèi)外空間，各種工作面與表面的反射條件等部分組成。

1）合理選擇電光源。常用的電光源有： 熱輻射電光源、氣體放電光源、固體電光源。

熱輻射電光源利用電流熱效應(yīng)將鎢絲通電加熱，至白熾狀態(tài)而輻射發(fā)光。電能大部分都轉(zhuǎn)化為熱能和輻射能，只有10%左右轉(zhuǎn)化為光能。光效低，代表產(chǎn)品有白熾燈和鹵鎢燈。

氣體放電光源是利用氣體通電后，以原子輻射的形式產(chǎn)生光輻射而發(fā)光的，根據(jù)光源內(nèi)氣體壓力大小不同，可分為低壓氣體放電光源和高壓氣體放電光源。低壓氣體光源主要是低壓汞燈，即普通熒光燈。熒光燈通電后鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電壓，使得汞蒸氣電力產(chǎn)生的紫外線激發(fā)燈管內(nèi)壁上的熒光粉發(fā)光。代表產(chǎn)品有直管型熒光燈。發(fā)光效率高，壽命長，光線柔和，燈管表面溫度低，光通量均勻，經(jīng)濟價值比高。但維修費用大，電壓波動影響明顯，有頻閃效應(yīng)，啟動時間長。根據(jù)發(fā)光管不同，還有如U形和環(huán)形，H形，D形等熒光燈。

高壓氣體放電光源是燈管內(nèi)工作壓強超過6at，依賴高壓汞蒸氣、高壓鈉蒸汽被熱激發(fā)產(chǎn)生輻射發(fā)光。高壓汞燈功率大，發(fā)光效率高，平均壽命長，成本相對低，但光源顯色性差。其壽命會受到電源電壓偏移過大，開關(guān)次數(shù)頻繁，管壁黑化，電極上發(fā)射物質(zhì)損耗等的影響。高壓鈉燈啟動時間長，顯色性不好，但工作溫度范圍廣，從-40℃～100℃均可，耐震性強，光效高，壽命長。

固體電光源LED：工作可靠，壽命長，無輻射，能迅速切換，可編程，超薄節(jié)能。發(fā)光二極管燈目前主要應(yīng)用在裝飾燈具，交通指示燈、商業(yè)大屏幕等部分領(lǐng)域，由于其輸入功率小，光通量不高，有眩光，顯色性不好，在建筑電氣照明中暫時沒有大規(guī)模使用。

電光源的選擇主要依據(jù)其性能指標：發(fā)光效率、平均壽命，顯色性、啟動與再啟動時間來選擇。高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、低壓熒光燈，發(fā)光效率較高；高壓鈉燈與高壓汞燈，壽命相對長些；白熾燈、熒光燈、氙氣燈顯色性好，可瞬間點燃，但后兩者啟動穩(wěn)定要1～3秒時間。電壓波動、表面亮度、頻閃效應(yīng)、耐振性能都對光源的選擇有一定的影響。也要考慮初始投資，日常運行及維護費用。

建筑電氣照明一般選擇白熾燈、熒光燈、鹵鎢燈、節(jié)能燈等電光源。若有防止電磁干擾和頻閃效應(yīng)的場所，慎用氣體放電光源，必要時可混合照明。如機床加工車間：頂棚可采用鹵鎢燈，車床頭部可采用白熾燈局部照明；對較高顯色性要求的地方，如實驗室、展覽館、字畫店等，需選擇顯色指數(shù)高的光源；對于頻繁開啟的地方如樓梯聲控?zé)舻葢?yīng)選用熱輻射光源。應(yīng)急照明、持續(xù)照明的場所，不能采用氣體光源，應(yīng)采用瞬間點燃的熱輻射光源。對于普通建筑住宅樓、辦公樓、商店、超市等，可選用以直管型T8熒光燈代替普通T12型號熒光燈；將高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高強度氣體放電燈，應(yīng)用在體育館、道路、高大廠房等地方。逐步淘汰能耗大的白熾燈。對于室外廣告，室外裝飾美化等地方可采用新型號光源如LED、微硫燈等；對高大廠房維護困難的地方，使用高效高壽命的光源，減少維護運行成本。

2）合理選擇照明器具。照明器具有固定保護電光源，對光線重新分配，減輕電光源的亮度刺激，保護視力 美化裝飾環(huán)境等作用。按照明器安裝方式不同科分為懸掛式、吸頂式、壁式、嵌入式燈具。懸掛式照明器離工作面近，提高經(jīng)濟性能，主要用于建筑內(nèi)的一般照明；吸頂式適用于頂棚較為逛街切房間不高的建筑物內(nèi)，容易產(chǎn)生眩光，效率不高；壁式只能做輔助照明，應(yīng)安裝高度低易產(chǎn)生眩光，通常采用小功率電源，多采用白熾燈；嵌入式適用于低矮凡間，但效率不高。

按照明器具布置即照明范圍劃分，照明方式可分為一般照明、局部照明和混合照明。一般照明能滿足整個工作場地需求，照度均勻。如會議室、閱覽室、辦公室、教室等。局部照明對照度和照射方向有一定要求，只照了某特定工作區(qū)域，開合應(yīng)靈活可靠。如櫥窗、舞臺，T臺等?；旌险彰鬟m合于對工作位置需要較高照度并且對照射方向有特殊要求的場所，如機床操作臺、寫字臺等。

建筑電氣照明與節(jié)能是一項復(fù)雜的工程，既要滿足照明需求，又要節(jié)能環(huán)保。必須根據(jù)建筑物的工作環(huán)境和要求，充分利用天然光，科學(xué)設(shè)計照明供電線路，采用高效和性能穩(wěn)定的電光源，合理布置照明燈具，提高照明質(zhì)量和工作效率，這樣才能有效節(jié)約電能，保證照明需求。

參考文獻

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