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①在设计时,要高度重视照明质量,遵循节能的要求,不可因提倡节能而降低建筑照明质量。要严格遵守GB50034—2004《建筑照明电气设计标准》中的规定,保证电气设计的安全性和节能性,进而实现电气照明绿色化设计。要通过绿色化电气设计提高建筑使用者的生活质量,并在此基础上减少能源的消耗量。例如,在设计照明水平时,应将视觉工作的需要作为参考指标,在使用高光效建筑光源时,应考虑光源的显色性要求,尽量避免使用可能会产生眩光效应的节能灯具。另外,在电气设计中,要将人工照明与自然采光等有效结合起来。
②要保证照明电气设计的经济性。建筑照明节能设计方案具有经济适用、节约成本的特点,它能够合理控制电气照明系统的耗能情况,避免浪费。此外,在设计照明电气系统时,应坚持“节约能源、保护环境、以人为本”的原则,不可因节能而过度追加投资,要保证在短时间内通过照明节能回收电气设计中增加的投资。
2建筑照明电气节能设计分析
2.1照明配电系统的节能设计
在设计建筑照明的配电系统时,可以从变压器的节能设计和线路导体选择2方面入手。
2.1.1变压器的参数设计
①选择节能式变压器,减少空载损耗和负载损耗。
②根据照明要求,适当加大变压器的实际容量,减小负载率(Sj/S)。要将负载率控制在0.60~0.75之间,避免因为负载率太小而增加变压器成本,或因负载率过大而增大电能损耗。此外,还应适当提高变压器的功率因数,避免计算负荷变大和运行时间增加。一般情况下,应保证功率因数>0.9.
2.1.2选择照明电气线路导体
电气线路导体材料和截面是影响电能损耗的重要因素。为了实现照明节能,对于室内照明的电气线路,可以选择电阻率较低的铜导体。在导体截面方面,可以根据建筑电气安全设计的要求,适当增大导体的截面。在此过程中,应保证电缆和导线载流量比照明线路计算电流大,各段线路的电压损失总和应比允许值小,同时,要确保照明灯具端的电压符合建筑照明规定值。此外,应适量提升线路功率因数,以便降低能耗,实现节能。
2.2合理选择镇流器
在建筑照明系统中,镇流器会影响到照明能效和照明质量,因此,合理选择照明镇流器也是照明电气设计中的重要内容。在选择镇流器时,尽量避免选用大功耗普通电感型镇流器。对于金卤灯和高压钠灯,可以采用节能电感型镇流器实现照明控制,而对于直管型荧光灯,则应采用电子型镇流器。对于建筑照明中常用的荧光灯,在选择照明镇流器时,应控制好能效值。电子型镇流器在向灯管供给高频电流时,高频电流一般为几十千赫,灯管光效比工频高10%左右。同时,因为电子型镇流器的自身功率较小,所以,在进行电气节能设计的过程中,可以优先考虑选用电子型镇流器。在选择照明镇流器时,还要考虑功率因数、谐波和性能因素。电子型镇流器所产生的电流谐波一般高于电感型镇流器,对于谐波限值,在设计时,应严格遵守GBN17625.1—2003中的规定。例如,对于建筑工程中的C类照明设备,其允许谐波限值如下:当谐波次数为2时,基波频率允许的最大谐波电流源与输入电流的百分比应为2%;如果谐波次数为5,则其相对应的百分比为10%;如果基波次数为9,则其相对应的百分比为5%;当谐波次数为11~39时,其相对应的百分比为3%.在功率因数方面,如果灯具的功率在25W以上,则电子型镇流器的功率因数>0.95;如果灯具功率<25W,则电子型镇流器功率因数一般仅为0.55~0.60.在设计时,如果需采用电子型镇流器,则应保证灯具功率>25W。此外,在经济性能和使用性能方面,电感型镇流器价格相对较低,并且使用寿命长,但是,它无法调光,并且在高频状态下频闪效应较大;而电子型镇流器能够调光,并且在高频状态下的频闪效应较小。综上所述,在进行电气设计时,可以根据实际情况选择照明镇流器。
2.3照明光源的节能设计
我国建筑的照明节能设计应该满足基本的设计原则。首先,要满足建筑照明系统的自身需求,满足照度、功率密度值等基本要求;其次,要满足经济适用的原则,照明节能设计要根据实际情况,考虑实际的经济效益,不能盲目的追求节能效果增加不必要的投资及投入成本,保证高投资在较短的时间得到较好的收益,并且可以通过节能减少照明费用的方式进行成本回收。照度是指入射在包含该点的面元上的光通量除以该面元面积所得之商。照明功率密度值LPD是指单位面积上一般照明的安装功率(包括光源、镇流器、或变压器等附属用电器件),照明设计应满足建筑照明设计标准GB50034-2013中照明功率密度值的要求。以上两个参数是照明节能设计过程中首先参考的设计根据,只有将照度及照明功率密度进行量化,并且作为节能设计的依据,才能科学的进行照明系统节能设计工作。
2我国建筑照明节能设计措施
2.1采用高效节能灯具及附属用电器件
根据建筑物功能,工程性质,视觉要求,照明质量及数量等合理的选择建筑照明光源,在满足照度、启动时间、LPD、眩光值及显色指数的条件下,选择高效,寿命长、性价比高的光源。根据电源的发光原理,分出了卤钨灯、白炽灯等热辐射光源、金属卤化物灯、高压荧光汞灯等气体光源灯及LED电致发光半导体材料芯片灯源等三类。在所有的照明灯具中,卤钨灯、白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有约2%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失了。在照明时间方面,这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。在建筑照明设计标准GB50034-2013中,限制了对卤钨灯的使用。相对于热辐射光源,气体光源具有更加高效的节能性,绝大多数气体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。LED灯节能环保、寿命长、适用性好、因单颗LED的体积小,可以做成任何形状、回应时间短,是ns(纳秒)级别的回应时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的回应时间、环保,无有害金属,废弃物容易回收,但缺点是价格较高,并且具有一定的发热量,目前还不能完全取代传统光源。白炽灯无论是从光效,显色指数还是寿命上都较其他灯具有一定的劣势。高压钠灯由于其高效以及较长时使用寿命广泛的应用于对显色指数要求不高的道路,广场,码头等。金属卤化物灯由于其发光效率高,相对较好的显色性及寿命长等特点常应用于各种厂房,车站照明,荧光灯有着较高的显色指数,通常应用于办公或者室内照明。
2.2充分利用自然光
在我国建筑照明节能设计中,充分利用自然光源能够有效的保证照明能耗的降低并充分利用电能。由于建筑物内的自然光在不同时段的不稳定性,很难单一利用,如果把室内照明与自然光相结合,是实现节能有效性的重要措施。,一般常用导光管法在自然光充足的条件下进行照明补充,即把光线通过导光管收集器收集并传输至室内采光区。此外还有光导纤维、平面反射、光电效应等方法。同时可以在屋顶、室内墙面以及地面采用浅色建筑材料,这样可以通过反射对太阳能和光源进行充分的利用。
2.3减少配电线路上的损耗
由于线路电阻的存在,当电流流过输电线路时会有有功功率的产生,因此产生了不必要的能源损耗,在建筑工程中,纵横交错的输电线路难免会造成总有功功率的损失,但是线路上的有功功率是无法避免的,只能通过减小输电线路电阻来减少损耗,同时由于电阻取决于电阻率、线路长度和线路的截面,所以应该从这三面入手来减小电阻。
2.4优化照明配电系统设计
对建筑物各个楼层的照明配电系统进行设计,包括对照明光源及灯具的选择、线路布置方式、敷设方式的确定等,根据各个楼层的具体情况对照明系统图进行设计;照明供配电设计需要符合安全、可靠、优质、经济的原则,同时需要处理好局部建筑物和工程总体设计的关系。
3结束语
我国处于发展中国家,这也导致建筑消耗非常巨大。根据调查,我国比西方同等发展中国家在建筑方面的消耗高出3倍不止。其中,民用建筑电能消耗比例中,空调用电占到百分之四十到百分之五十,水泵等设备占比例百分之十到百分之十五,而照明用电占了百分之十五到百分之二十五。从调查资料中可以发现,照明用电是耗电量重要的一方面,所以,建站节能想要达到效果,照明用电节能是不可忽视的一部分。在建筑工程中,注重照明光源,灯具设备,照明方式,电线的消耗等方面,从其中寻找节能效果是十分明显的,如此一来,不仅能达到节能的目的,同时也能提高经济效益。
2电气照明节能设计的原则
2.1满足建筑功能需求的原则。电气照明首先要满足建筑功能的需求,不同建筑物对照明的要求也大不相同。例如公共娱乐场所,这类地方对照明的要求需要明亮醒目,而商业区则需要足够的照明面积,住宅区的建筑物多以温馨为主。建筑物不同其功能也不相同,照明只有在满足建筑物功能的基础上才存在意义。因此,在电气照明节能设计时,应当以首要满足建筑功能需求为第一原则。
2.2满足经济整体布局的原则。建筑物的存在需要经济投入,所以在对建筑进行设计时首先要考虑经济成本,要满足经济投入所创造出的经济利益,否则无法被人们接受采纳。在针对电气照明设计时,需要明白它属于经济控制的一环,如果使用它会造成重大经济浪费,那么同样它就不适用于人们生活需求。因此,合理布置照明设置是电气照明节能设计中第二原则。
2.3减少无意义能源损耗的原则。在建筑物当中布置过多的照明设置或是在不需要的地方安放照明设备,或者设计方案不合理等等,都会导致能源浪费,使照明设备不能发挥更大的效率。虽然照明设备虽然造成的电能浪费有限,但是根据积少成多的原则,长年累月的堆积,将会造成大量的电能浪费,造成巨大的经济开销成为社会沉重的负担。因此避免无意义的能源损耗是电气照明节能设计的最终目的。
3建筑电气中照明节能设计探讨
3.1采用高效率节能灯具。灯具效率是指在正常情况下灯具所发射的光通量与灯具内所有光源发出的光通量的比值,它反映了灯具对光的利用效率。高效率的节能灯具在保证室内光源的前提下同时也具备节能的特点。同时,在使用场所不同的情况下,应该选择控光合理的灯具,这样可以降低电能不必要的消耗。效率低的灯具大大提高了耗电量,并且浪费运行费和投资费。
3.2优化照明控制。在建筑电气省电中照明控制占据了相应的地位,合理的照明控制可以根据自然光的照明程度来决定照明亮度和范围,大大节约了照明设备所用的电能。除此之外,对不需要照明或是只需要少量光源的地方设置增加更多的开关点,有效的控制照明同样是建筑电气照明节能设计中应当考虑的因素。例如在有些建筑物中,房间采光好或是开窗面积大时,可以选择最大限度的运用自然光,减少照明设置。如果有些建筑物采光并不好,那就采用照明开关控制方式来达到照明控制的优化。
3.3提高照明系统的功率因数。在建筑照明系统中,由于一些用电设备具备电感元件,就会在一定程度上产生无功功率,从而使电能无法得到有效的利用。对于这种无功功率可以采用提高设备功率因数的情况,来实现降低的目的,此外,还可以采用电子镇流器,以此来补偿电容器,使线路和设备上的无功功率传输相对减少,从而达到节能的目的。在一些建筑电气中,采用变压器低压侧集中补偿的方式,虽然可以在一定程度上减少区域内高压线路上的无功传输,提高无功因数,但是对于用户来说,不能够相对减少无功功率的传输,这样就没办法达到节能的目的,因此,无功补偿装置应该就地进行安装,从而实现就地补偿的。
3.4合理利用自然光节能降耗。自然光是值得珍惜和充分利用的能源,在建筑电气中,照明设计应该充分利用自然光实现节能降耗,并且利用自然光的变化,来有效的决定照明范围,以此来发挥自然光的节能作用。自然光分为日光和天空的散光两种部分,日光属于由太阳直接照射出来的光束,天空的散光就是空气中的微粒对阳光的散射。由此可见,自然光是大自然的能源,是取之不尽,用之不竭的,合理的利用自然光,当自然光进入建筑物的时候,就可以作为补充光源,以此来降低人们对照明能源的消耗。
4结束语