论文部分内容阅读
摘要：随着社会经济的快速发展，人民的生活水平的不断提高，能源的消耗也随之增多。照明能源作为建筑能耗的重要组成部分，其主要针对降低建筑能耗，同时电气设计在保证可靠、安全的前提下，适当的采取节能措施，帮助提高建筑能源的利用率。本文主要探讨如何在民用建筑电气的设计中最大限度体现节能，保证节能的效果。
关键词：民用建筑电气照明节能设计
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
前言
近年来，能源的消耗不断地上升，大量的能源消耗的同时也带来了巨大的污染，严重的制约了我国经济的可持续发展。同时民用建筑做照明作为一个用能大户，它需要消耗大量的电能。因此针对这种情况，在民用建筑电气照明设计的过程当中，应该采取相应的措施有效地降低能源的消耗，减轻对我国电力供应的压力，节能减排，促进我国经济的可持续发展。文章对电气照明设计中的节能措施进行了探讨。
1、建筑照明节能设计应遵循的原则
根据我国提出的“中国绿色照明工程”, 照明节电已成为节能的重要方面。同时我国目前的照明节能潜力很大 , 一般节能方案均能达到节约 20% ～ 30% , 即使按保守数量 20%计算 , 全国节约的电能价值很可观。照明节能不等于降低对视觉作业的要求或降低照明质量 , 也不能为节能而盲目增加投资 , 应把握“满足功能、技术先进、经济合理”的基本原则 , 也就是说在保证不降低工作场所的视觉要求的前提下 ,照度水平标准应与国际标准接轨 , 采用国际上先进的照明质量评价指标 , 在保证照度标准和照明质量的前提下 , 尽可能减少照明系统中的能量损失 , 最有效地利用电能 , 力求技术先进、经济合理、使用安全、维护方便 , 达到节约电能、提高照明环境质量水平的目的。
2、建筑照明设计要考虑节能的因素
2.1 合理选择导线截面和材料
在民用建筑电气照明设计中合理选择导线截面和材料是非常重要，而且一般大多数人们会认为照明负荷会是粗略估算的，电力负荷才是计算中比较重视动力荷载。实际上对于照明线路设计，照明负荷要较为准确地算出，以便于合理地选购导线，如果导线截面过大，则浪费材料；如果截面偏小，负荷过大，引起照明线路受损，会产生导线漏电。现在照明线路一般采用暗敷，不容易查找更换，造成不能正常使用和电能损失，同时，线路电阻大，线路损耗高，所以要准确地选择导线截面，并采用阻燃性PVC管作导线保护套管，而且钢度要高，防止导线因破损而漏电。
2.2 设计多回路控制和多地 （联）控制线路
近年来，由于现代住宅的会客厅、娱乐厅，不论是从灯光艺术效果还是从造型设计高度出发，都是采用多灯组合，或着是某一区域内较大面积上“星星点灯”式的组合，而且设计时往往考虑线路上简易，采用单路控制多只灯，甚至数十只灯，使用时不管是否需要，一律全部开启。有些会场上，只有少数人员开会，主席台上也只有个别人员，可是灯火通明，这很多都是由于线路设计存在问题，没实行多回路分开控制灯的通断，造成很大的电能浪费。在过道、门厅、楼梯口等走动大场合，要设计多地（联）控制线路，人走到哪儿都可以控制灯，以免无人亮灯，无法关闭，造成电能的浪费。照明支路和插座支路分开，插座支路上临时性负荷较多，移动照明动力和热电负载较多，照明支路负荷较为固定，为了避开影响，采用二支路分开，保证照明支路工作的可靠性。照明支路要设置带有一定保护功能的高分断力空气开关，控制漏电现象的产生，节约电能，保证线路的正常运行。
3、节能设计主要措施
3.1 节能设计原则
3.1.1 尽量减少能源损失
民用建筑物的用途不同,对照明的需求也不相同。一味地强调节能节电显然是不正确的。如何满足用户需求,保证照明系统的安全可靠,是我们设计人员首先应考虑的问题。照明节能的基本原则是在保证视觉要求、照明质量的前提下,力求减少照明系统中的光能损失,提高照明用电的利用率。
3.1.2充分考虑经济效益
节能设计应充分考虑经济效益,衡量投资与收益的关系，不能片面地过分强调节能。在设计期间,应对各设计方案的经济效益进行反复对比。在照明效果相同或相近的情况下,从年照明费用、年维护费及年电费3个方面进行综合比较,挑选出经济效益最好的设计方案。
3.2 节能设计措施
3.2.1 合理选择光源
高效光源是照明节能的首要因素, 必须重视推广应用高效光源。电光源的选用,根据应用场所不同,至少有两类高效光源应予推广使用。
（1）荧光灯。1）荧光灯具有光效高、寿命长、显色性好等优点。直管荧光灯适用于高度较低的房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产场所，紧凑型荧光灯适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。2)T5荧光灯管作为新兴灯管，与传统的26 mm荧光灯管相比较,直径为16 mm,减小了40%,既节省了材料,又节省了仓储和运输成本。3)过去在使用荧光灯的场所,普遍都是采用40 W的灯管,光通量一般只有2 200 lm,而现在选用只有28W的T5荧光灯,光通量却达到2 600 lm。从40 W减少为28 W,约节约30%的电能,光通量却提高20%。
（2）高强度气体放电灯(HID）。以钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不锈蚀等优点，广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。
3.2.2 合理選择灯具
光源必须配备各种灯具,才能真正体现其实用价值。灯具选择不当,将使能量损失高达30%～40%,反之,灯具效率高,可使单位面积耗电量下降,降低投资和运行费用。在进行照明设计时,应针对不同面积和高度的房间, 计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具,再由天花板、墙面以及地面的反射系数,求出灯具的利用系数,这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70%的灯具，采用非对称光分布灯具,它具有减弱工作区反射眩光的特点,能大大改善视觉条件。
3.2.3 合理选择照明装置配件
镇流器也是照明耗能的一部分,而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时, 应重视高次谐波对供配电系统的影响,并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加,对供配电系统造成危害。因此,我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品;采用带有△接线变压器,减少3次及其倍数的谐波对电源的干扰;对谐波源设置隔离变压器;采用无源和有源电力滤波器;适当增加导体截面等措施。
3.2.4 合理选择控制方案
现有的照明控制方式很多,有单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制及其它控制方式。
每个照明开关所控光源数不宜太多;房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜按有关规范要求分组控制。
民用建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制。
3）体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。
4）旅馆的每间（套）客房应设置节能控制型总开关。
5）居住民用建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,宜采用节能自熄开关。
6）对于民用建筑物的夜景照明,要设计平时、节假日、庆典等多种模式的控制方式。
7）在建设标准较高、规模较大、功能较复杂的工程中,电气设计人员要建议建设方采用智能照明控制系统。
3.2.5 提高系统功率因数
民用建筑照明系统中的部分用电设备,如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件,会产生无功功率,影响电能的有效利用。
无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低, 荧光灯应采用电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器;变压器低压侧采用集中电容器补偿。目前的民用建筑电气设计中, 许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数。
4、结语
民用建筑电气照明的节能设计潜力很大，民用建筑电气照明节能设计中，相关工作人员应反复比较研究多个方案，从设计源头上熟悉理解照明节能的多方应用，采取积极有效的措施，以达到真正节能的效果，创建一个适合节能的人居环境，实现人类与环境的可持续发展。
参考文献：
[1] 建筑照明设计标准.GB50034 —2004.
[2] 公共建筑节能设计标准.GB50189 —2005.
[3] 毕如男,闫良云.民用建筑工程的照明节能设计[J].山东冶金,2009.
[4] 韩锋.浅议高层民用建筑电气的节能设计[J].科技促进发展,2009.
关键词：民用建筑电气照明节能设计
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
前言
近年来，能源的消耗不断地上升，大量的能源消耗的同时也带来了巨大的污染，严重的制约了我国经济的可持续发展。同时民用建筑做照明作为一个用能大户，它需要消耗大量的电能。因此针对这种情况，在民用建筑电气照明设计的过程当中，应该采取相应的措施有效地降低能源的消耗，减轻对我国电力供应的压力，节能减排，促进我国经济的可持续发展。文章对电气照明设计中的节能措施进行了探讨。
1、建筑照明节能设计应遵循的原则
根据我国提出的“中国绿色照明工程”, 照明节电已成为节能的重要方面。同时我国目前的照明节能潜力很大 , 一般节能方案均能达到节约 20% ～ 30% , 即使按保守数量 20%计算 , 全国节约的电能价值很可观。照明节能不等于降低对视觉作业的要求或降低照明质量 , 也不能为节能而盲目增加投资 , 应把握“满足功能、技术先进、经济合理”的基本原则 , 也就是说在保证不降低工作场所的视觉要求的前提下 ,照度水平标准应与国际标准接轨 , 采用国际上先进的照明质量评价指标 , 在保证照度标准和照明质量的前提下 , 尽可能减少照明系统中的能量损失 , 最有效地利用电能 , 力求技术先进、经济合理、使用安全、维护方便 , 达到节约电能、提高照明环境质量水平的目的。
2、建筑照明设计要考虑节能的因素
2.1 合理选择导线截面和材料
在民用建筑电气照明设计中合理选择导线截面和材料是非常重要，而且一般大多数人们会认为照明负荷会是粗略估算的，电力负荷才是计算中比较重视动力荷载。实际上对于照明线路设计，照明负荷要较为准确地算出，以便于合理地选购导线，如果导线截面过大，则浪费材料；如果截面偏小，负荷过大，引起照明线路受损，会产生导线漏电。现在照明线路一般采用暗敷，不容易查找更换，造成不能正常使用和电能损失，同时，线路电阻大，线路损耗高，所以要准确地选择导线截面，并采用阻燃性PVC管作导线保护套管，而且钢度要高，防止导线因破损而漏电。
2.2 设计多回路控制和多地 （联）控制线路
近年来，由于现代住宅的会客厅、娱乐厅，不论是从灯光艺术效果还是从造型设计高度出发，都是采用多灯组合，或着是某一区域内较大面积上“星星点灯”式的组合，而且设计时往往考虑线路上简易，采用单路控制多只灯，甚至数十只灯，使用时不管是否需要，一律全部开启。有些会场上，只有少数人员开会，主席台上也只有个别人员，可是灯火通明，这很多都是由于线路设计存在问题，没实行多回路分开控制灯的通断，造成很大的电能浪费。在过道、门厅、楼梯口等走动大场合，要设计多地（联）控制线路，人走到哪儿都可以控制灯，以免无人亮灯，无法关闭，造成电能的浪费。照明支路和插座支路分开，插座支路上临时性负荷较多，移动照明动力和热电负载较多，照明支路负荷较为固定，为了避开影响，采用二支路分开，保证照明支路工作的可靠性。照明支路要设置带有一定保护功能的高分断力空气开关，控制漏电现象的产生，节约电能，保证线路的正常运行。
3、节能设计主要措施
3.1 节能设计原则
3.1.1 尽量减少能源损失
民用建筑物的用途不同,对照明的需求也不相同。一味地强调节能节电显然是不正确的。如何满足用户需求,保证照明系统的安全可靠,是我们设计人员首先应考虑的问题。照明节能的基本原则是在保证视觉要求、照明质量的前提下,力求减少照明系统中的光能损失,提高照明用电的利用率。
3.1.2充分考虑经济效益
节能设计应充分考虑经济效益,衡量投资与收益的关系，不能片面地过分强调节能。在设计期间,应对各设计方案的经济效益进行反复对比。在照明效果相同或相近的情况下,从年照明费用、年维护费及年电费3个方面进行综合比较,挑选出经济效益最好的设计方案。
3.2 节能设计措施
3.2.1 合理选择光源
高效光源是照明节能的首要因素, 必须重视推广应用高效光源。电光源的选用,根据应用场所不同,至少有两类高效光源应予推广使用。
（1）荧光灯。1）荧光灯具有光效高、寿命长、显色性好等优点。直管荧光灯适用于高度较低的房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产场所，紧凑型荧光灯适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。2)T5荧光灯管作为新兴灯管，与传统的26 mm荧光灯管相比较,直径为16 mm,减小了40%,既节省了材料,又节省了仓储和运输成本。3)过去在使用荧光灯的场所,普遍都是采用40 W的灯管,光通量一般只有2 200 lm,而现在选用只有28W的T5荧光灯,光通量却达到2 600 lm。从40 W减少为28 W,约节约30%的电能,光通量却提高20%。
（2）高强度气体放电灯(HID）。以钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不锈蚀等优点，广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。
3.2.2 合理選择灯具
光源必须配备各种灯具,才能真正体现其实用价值。灯具选择不当,将使能量损失高达30%～40%,反之,灯具效率高,可使单位面积耗电量下降,降低投资和运行费用。在进行照明设计时,应针对不同面积和高度的房间, 计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具,再由天花板、墙面以及地面的反射系数,求出灯具的利用系数,这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70%的灯具，采用非对称光分布灯具,它具有减弱工作区反射眩光的特点,能大大改善视觉条件。
3.2.3 合理选择照明装置配件
镇流器也是照明耗能的一部分,而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时, 应重视高次谐波对供配电系统的影响,并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加,对供配电系统造成危害。因此,我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品;采用带有△接线变压器,减少3次及其倍数的谐波对电源的干扰;对谐波源设置隔离变压器;采用无源和有源电力滤波器;适当增加导体截面等措施。
3.2.4 合理选择控制方案
现有的照明控制方式很多,有单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制及其它控制方式。
每个照明开关所控光源数不宜太多;房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜按有关规范要求分组控制。
民用建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制。
3）体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制。
4）旅馆的每间（套）客房应设置节能控制型总开关。
5）居住民用建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,宜采用节能自熄开关。
6）对于民用建筑物的夜景照明,要设计平时、节假日、庆典等多种模式的控制方式。
7）在建设标准较高、规模较大、功能较复杂的工程中,电气设计人员要建议建设方采用智能照明控制系统。
3.2.5 提高系统功率因数
民用建筑照明系统中的部分用电设备,如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件,会产生无功功率,影响电能的有效利用。
无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低, 荧光灯应采用电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器;变压器低压侧采用集中电容器补偿。目前的民用建筑电气设计中, 许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数。
4、结语
民用建筑电气照明的节能设计潜力很大，民用建筑电气照明节能设计中，相关工作人员应反复比较研究多个方案，从设计源头上熟悉理解照明节能的多方应用，采取积极有效的措施，以达到真正节能的效果，创建一个适合节能的人居环境，实现人类与环境的可持续发展。
参考文献：
[1] 建筑照明设计标准.GB50034 —2004.
[2] 公共建筑节能设计标准.GB50189 —2005.
[3] 毕如男,闫良云.民用建筑工程的照明节能设计[J].山东冶金,2009.
[4] 韩锋.浅议高层民用建筑电气的节能设计[J].科技促进发展,2009.