建筑电气照明系统节能优化设计技术要点

发布时间：2024-11-23 06:58

节能建筑通过优化设计减少能源消耗，如使用高效保温材料、绿色照明系统。 #生活知识# #节约生活# #节能建筑#

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建筑电气照明系统节能优化设计技术要点

发表时间：2021/4/7 来源：《建筑实践》2020年第36期作者：谢跃仪

[导读] 如今，能源紧张已升级为全球性问题。建筑行业发展中

        谢跃仪
        佛山市岭南建筑设计咨询有限公司广东佛山 528200
        摘要：如今，能源紧张已升级为全球性问题。建筑行业发展中，建筑电气照明系统节能的水平关乎我国能源利用率。照明系统功率因数低、电压波动大会引起较大的电能损耗。所以，务必认真研究建筑电气照明系统的节能设计。
        关键词：建筑电气照明系统；节能优化设计
        引言：在建筑电气照明系统设计中，设计人员必须结合技术规程、执行标准以及工程建设和施工的要求概况，采取多种措施完善建筑电气照明设计方案。在设计中要首选高效节能灯，设置合理地照明控制系统，以满足节能设计的需求，依据绿色建筑节能的标准和规范，开展建筑照明系统节能设计，推动绿色生态建筑理念的发展与应用，加快环保型城市的前进步伐。
1.建筑电气照明节能设计的作用
        当前，我国建筑能耗的总量在总能耗的30%左右，为同纬度国家的三倍。技术人员也采取多种措施严格把控建筑能耗，以促进建筑行业的稳定、可持续发展。二次能源电能中的照明系统的能耗仅次于空调系统的用电负荷。因此设计者要在工作中不断优化建筑电气照明节能设计。
2.建筑电气照明系统节能设计中的问题
        我国传统建筑照明系统中，主要采用白炽灯、荧光灯、金属卤化物等多种气体放电光源，而上述光源会引发严重地电能资源浪费问题。
2.1系统运行功率因数较低
        荧光灯和金属卤化物灯具会降低照明系统的功率因数，使线路上产生较大的损耗。设计人员为有效解决该类问题，需要在系统中合理设置无功补偿功率，但是该处理方式也会增大建筑照明系统的建设和使用成本。
2.2电压波动导致较大损耗
        如系统的平均电压升压超过4%，则荧光灯的寿命就会缩短一半左右。所以，建筑照明系统如产生明显的电压波动，则会缩短系统寿命，且电压波动还会增加供电线路运行中的电能损耗。若想解决上述问题，就需合理选择灯具。
3.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点
        建筑电气照明系统节能优化设计是当前建筑照明系统设计中的重要内容，为改善系统设计水平，设计人员应准确把握设计的主要原则和技术要点，推动建筑电气节能设计的稳定发展。
3.1电气照明节能设计的主要原则
        （1）电气照明需满足建筑功能要求。以办公室设计为例，以下房间应满足《建筑照明设计标准》（GB50034—2013）的照度要求，同时，不应超过规定的功率密度值。（2）顺应经济布局。在建筑设计中，要求设计者深度考量工程的成本投入，以增大工程的经济效益。
3.2电气照明节能设计的技术要点
        第一，照明光源与灯具。根据《民用建筑电气设计标准》（GB51348—2019）规定，有频繁开关灯要求和需要调光的室内场所，宜优先选用发光二极管灯（LED）作为主要照明光源。现阶段，LED光源被广泛使用，在商场、汽车4S店、礼堂、大型会议室等的设计中，使用大功率的LED光源，灯具能效能达到97.5lm/W，远远大于《建筑照明设计标准》（GB50034—2013）的基本要求--70lm/W。表1是常用灯具数据对比。

        在家居、商场、办公、酒店等，使用嵌入式筒灯，LED光源，灯具效能达88lm/W。对比原T8荧光灯，一般效能67.5lm/W,LED的效能明显优于荧光灯。立足性价比和光通量，设计人员需以LED光源为首选。根据《建筑照明设计标准》（GB50034—2013）第3.2.2条规定，照明设计不应采用普通照明白炽灯，对电磁干扰有严格要求的，且其他光源无法满足的特殊场所除外。可见，白炽灯已被大时代抛弃，也是被节能所抛弃。
        第二。照明供电。对于照明节能而言，从源头节能就是照明供电节能。由《民用建筑电气设计标准》（GB51348—2019）规定，三相不平衡对线路产生的危害，会产生附加损耗，增大线路损耗，还会增大对通信系统的干扰，影响正常通信质量。对计算机等电子设备，在低压三相四线制系统中，三相不平衡会在中性导体上产生不平衡电流，产生零电位飘移，进而产生影响计算机的电噪声干扰。因此，设计人员在进行照明配电设计时，应将不对称负荷合理分布在三相中，使各相负荷尽可能平衡。对于低压配电系统，有地区公共低压电网供电的220V负荷，线路电流不大于60A时，可采用220V单相供电；大于60A时，宜采用220/380V三相四线制供电[1]。
第三、照明的控制。（1）为有效加强对照明系统节能的效果，设计人员要在设计中秉承合理地控制方式。另外，合理利用智能照明，智能照明控制系统能够监控和管理照明设备运行的时间和利用概况，也可结合实际调整照明强度，可更为精准及时地感应光线变化，从而有效增大自然光线的利用率。（2）设计实例。①在多媒体教室、会议室、多功能厅、报告厅等场所，按照靠近或远离讲台分组控制灯具。②楼梯、走道、地下车库等场所，设置红外或微波传感器实现照明自动点亮、延时关闭或降低照度的控制。③门厅、大堂、电梯厅等场所，宜采用夜间定时降低照度的自动控制装置。④大型图书阅览室、大空间办公室的工作区域，按座位使用需求自动开关灯或调光[2]。
3.3加强节能意识宣传
        无论是在系统设计还是技术上进行优化，仍应从节能意识的宣传上来保证建筑照明系统电能的节约。首先，要对节能意识进行宣传，保证居民能够在日常生活中做到节约。其次，在对新建建筑和既有建筑照明系统进行改造的过程中，应充分将节能优化设计与绿色建筑理念结合起来，从多方面来保证这一工作的开展成效。
3.4不断开发新型电气照明系统
        在社会经济水平不断提升的背景下，对建筑电气照明节能设计人员提出了更加严格的要求。其需要对以往的设计理念进行有效创新，结合建筑的使用功能及用户的实际需求，将节能环保基本理念落到实处，对新型照明系统进行全面开发。比如，在考虑光源时，需要对建筑自身的结构特点有清晰的了解和认识，合理利用其自身结构特点，将自然光源利用到极致。在节能环保的同时，也可以为减少灯具对人体的电磁辐射提供帮助。受到多种因素的制约，不同的建筑所产生的太阳辐射会存在一定的差异性。在进行照明节能设计时，必须结合具体情况，有针对性的调节照明度，从而有效增加天然光照时间，以有效利用太阳光。在光照强度比较大时，对照明进行合理控制，可以使节能效果得到进一步增强；当太阳光比较微弱时，通过适当增加照明度，可以使室内照明的实际效果得到有效提升。
3.5提高系统功率因数
        在建筑照明系统中，无用功率主要由电感元件产生，其存在会直接影响对电能的利用。因此，为了更好地使用电能，避免发生浪费问题，需要采用电子镇流器，将补偿电容器安装好，以有效降低无功效率的产生，提高用户的功率因数，满足照明节能设计的需要。
结论：
        简而言之，节能减排是中国能源发展的基本国策。制约我国长期发展的重要瓶颈表现在资源和环境的压力上，而重要的解决之道表现在需求侧的节能降耗。因此，作为电气工程设计师，应准确把握建筑电气照明系统技术要点，全面提升建筑电气照明系统节能。
参考文献：
        [1]梁志毅.民用建筑电气设计中照明节能技术的应用研究[J].居舍,2019(6).
[2]何卫民.建筑电气照明节能设计技术探讨[J].科技致富向导,2019(6).