论文部分内容阅读
摘 要:我国是个人口大国,能源消耗大国,随着国家建设不断发展,能源需要急剧增加。因此在能源领域的节约措施迫在眉睫,从光源选择,配电电路设计及采用节能控制方式等来探讨照明设计节能途径。
关键词:建筑电气照明节能
中图分类号:TU113 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0052-01
1 合理选择节能光源
根据国标《建筑照明设计标准》GB50034-2004第3.2.3条规定:一般情况下室内外照明不应采用白炽灯。白炽灯虽有很多优点,但其发光效率太低、能耗大,不适应节能要求,在日常生活中将被淘汰是必然趋势。现就几项照明节能光源介绍如下:
1.1 荧光灯的选用:
按国标GB50034-2004第3.2.3条规定,高度较低房间,如办公室、教育楼、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用直管形细管荧光灯,如T8管通光量为75Lm/w,T5管通光量为80Lm/w。若选用稀土三基色荧光灯其光效更高,寿命更长,如大型会议室,则选用功率较大的1200mm长灯管组成光带,更有利于节能。
1.2 气体放电发光光源
有高压钠灯、低压钠灯,金属卤化物灯等一系列气体放电发光灯是工厂设计中首选的节能灯。如高压钠灯是一种高压钠蒸汽放电灯泡,其放电管采用抗钠腐蚀的半透明多晶氧化铝陶瓷制成,光效可达120Lm/W,寿命长,透雾性能好等优点。广泛应用于道路、机场、码头、车站、广场及工矿企业照明,是一种理想的节能光源。
1.3 电子式节能灯
电子式节能灯,是一种紧凑型荧光灯,是使用电子式镇流器的普通照明用自镇流荧光灯,是一种新节能灯具,可代替普通白炽灯,广泛用于民用建筑内,其光通量一般为50～70Lm/w,要知道普通白炽灯光通量低于10Lm/w,所以明显具有节约电能功效,其额定平均寿命为6000～8000h。拟在家庭照明、公共场所照明大规模推广。
1.4 LED光源的选用
LED是一种半导体固体发光器件,利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子复合放出的能量而引起光发射,直接发出各色光。其特点是:能耗低、寿命长,光效可达100～150Lm/w,平均寿命长达50000小时,唯其造价高,有待逐步推广。
1.5 光伏应用系统
利用太阳能,经光伏系统转换成电能,再与LED组合成照明元件,尚属研制及小规模生产阶段。目前在民工建筑上尽用于室外照明,因造价太高,尚未大规模推广。
2 照明配电系统设计的节能要素
建筑照明设计应严格按国标JGJ16～2008《民用建筑电气设计规范》的要求,其配电系统的设计应掌握以下几项原则,才能达到安全可靠用电又能节能。
2.1 照明供电
按照明负荷重要性等级,确定照明供电方案,一般为380/220V单路电源供电。当有重要照明负荷时,有条件时,宜在负荷供电处(末端)采用双电源自动切换方式供电,当对电压有特殊要求时,亦可采用自动有载调压装置,如有载调变压器等。为保证照明供电的质量,三相照明回路应尽量负荷分配平衡,其不平衡度为最大相负荷电流不宜超过平均值的115%,最小相负荷电流不宜小于平均值的85%。照明系统中每一单相分支回路电流不宜超过16A,灯头数不宜超过25个,每一回路的插座数量不宜超过10个(组),用于计算机电源的插座数量不宜超过5个(组),每个插座回路均应装剩余电流动作保护装置。按上述原则保证的情况下,选用最小导线截面积。
2.2 照明系统供电电压偏差及无功补偿
根据GB12325-1990《供电质量供电电压允许偏差》
一般工作场所照明允许电压偏差为+5～-5(%)
远离变电所的小面积工作场所电压偏差为+5～-10(%)
应急照明、安全特低压供电照明电压偏差为+5～-10(%)
道路照明电压偏差为+5～-5(%)
照明电线的截面应根据上述原则要求进行逐路计算以选取最为经济的导线截面确保供电电压质量,达到可靠、经济的目的。
按供电部门的考核要求,还应在适当的地方装设分散和集中相结合的无功补偿装置。分散补偿电容器装在灯具内,集中补偿装在变电所低压配电装置内,必要时还应考虑在集中补偿电容回路串联7%~13%的电抗器以抑制用户高次谐波对电网的污染。
2.3 照明设备节能控制方式
2.3.1 照明手动控制
手动控制可利用手动控制开关对办公楼内的灯具进行分区、分组控制。在充分利用自然光的前提下,可适当增加设置照明开关点,以达到分区、分组控制灯具的目的。国际GB50034-2004第7.4.5条规定:每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置一只光源的除外)。一般较小房间每开关可控1～2个光源,中等房间每开关可控3～4个光源,大房间每开关可控4～6个光源。办公室装设有两列或多列灯具时,宜按与侧窗平行的灯列分组控制。会议室、报告厅、多功能厅等场所,宜按靠近或远离讲台的灯列分组控制。采用节能开关使灯具控制灵活、方便、节能;办公楼楼梯间、内走道等处,除应急照明外,宜采用节能自熄开关,如声控开关等。室外有关的照明灯具采用光控开关等进行节能控制。
2.3.2 照明自动控制
①照明稳压节电器根据照明线路电压的波动情况、照明负载的性质,对灯具实行智能稳压供电,随时给灯具提供一个既稳定、又能节电,还不会影响照明效果的供电电压。用户可根据需求,自行设置输出的节能电压,对照明负载的运行时间和供电方式进行编程,最大限度地降低照明灯具的电能消耗。采用照明稳压节电器后,仅智能稳压所实现的节电效果一般就可达20%以上。同时由于照明灯具工作在较低的电压下,其使用寿命也可大大延长。
②智能照明控制系统是一种智能化的装置,有的系统是独立设置,有的则被纳入建筑设备自动化系统(BAS)之中。通过计算机集成系统,可使照明系统在全自动状态下运行。系统预先设置若干基本工作状态,根据预先设定的时间、采集现场的光环境参数,自动地使照明灯具在各种状态下转换。天气晴朗或阴暗时,室内灯会自动调亮或调暗,以保持预设定的室内光照度。工作区内,系统自动调节灯光,光照度会自动调节到人眼工作时的最舒适水平。靠窗的区域,智能照明系统会利用自然光,从而大大地节约了照明系统电能。照明系统在采取这种智能化控制之后,就可以不受光源和灯具的限制,在计算机平台上对整座大楼的照明情况进行控制和管理。这就能在保证照明质量、提高照明效率的情况下,达到预期的节能目标,为整个大楼节约大量的电力资源。
智能化照明控制系统,在建筑节能设计中将逐步推广应用。
参考文献
[1] JGJ16-2008民用建筑电器设计规范.
[2] GB5034-2004建筑照明设计标准.
[3] 照明设计手册(2006年第二版).
关键词:建筑电气照明节能
中图分类号:TU113 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0052-01
1 合理选择节能光源
根据国标《建筑照明设计标准》GB50034-2004第3.2.3条规定:一般情况下室内外照明不应采用白炽灯。白炽灯虽有很多优点,但其发光效率太低、能耗大,不适应节能要求,在日常生活中将被淘汰是必然趋势。现就几项照明节能光源介绍如下:
1.1 荧光灯的选用:
按国标GB50034-2004第3.2.3条规定,高度较低房间,如办公室、教育楼、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用直管形细管荧光灯,如T8管通光量为75Lm/w,T5管通光量为80Lm/w。若选用稀土三基色荧光灯其光效更高,寿命更长,如大型会议室,则选用功率较大的1200mm长灯管组成光带,更有利于节能。
1.2 气体放电发光光源
有高压钠灯、低压钠灯,金属卤化物灯等一系列气体放电发光灯是工厂设计中首选的节能灯。如高压钠灯是一种高压钠蒸汽放电灯泡,其放电管采用抗钠腐蚀的半透明多晶氧化铝陶瓷制成,光效可达120Lm/W,寿命长,透雾性能好等优点。广泛应用于道路、机场、码头、车站、广场及工矿企业照明,是一种理想的节能光源。
1.3 电子式节能灯
电子式节能灯,是一种紧凑型荧光灯,是使用电子式镇流器的普通照明用自镇流荧光灯,是一种新节能灯具,可代替普通白炽灯,广泛用于民用建筑内,其光通量一般为50～70Lm/w,要知道普通白炽灯光通量低于10Lm/w,所以明显具有节约电能功效,其额定平均寿命为6000～8000h。拟在家庭照明、公共场所照明大规模推广。
1.4 LED光源的选用
LED是一种半导体固体发光器件,利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子复合放出的能量而引起光发射,直接发出各色光。其特点是:能耗低、寿命长,光效可达100～150Lm/w,平均寿命长达50000小时,唯其造价高,有待逐步推广。
1.5 光伏应用系统
利用太阳能,经光伏系统转换成电能,再与LED组合成照明元件,尚属研制及小规模生产阶段。目前在民工建筑上尽用于室外照明,因造价太高,尚未大规模推广。
2 照明配电系统设计的节能要素
建筑照明设计应严格按国标JGJ16～2008《民用建筑电气设计规范》的要求,其配电系统的设计应掌握以下几项原则,才能达到安全可靠用电又能节能。
2.1 照明供电
按照明负荷重要性等级,确定照明供电方案,一般为380/220V单路电源供电。当有重要照明负荷时,有条件时,宜在负荷供电处(末端)采用双电源自动切换方式供电,当对电压有特殊要求时,亦可采用自动有载调压装置,如有载调变压器等。为保证照明供电的质量,三相照明回路应尽量负荷分配平衡,其不平衡度为最大相负荷电流不宜超过平均值的115%,最小相负荷电流不宜小于平均值的85%。照明系统中每一单相分支回路电流不宜超过16A,灯头数不宜超过25个,每一回路的插座数量不宜超过10个(组),用于计算机电源的插座数量不宜超过5个(组),每个插座回路均应装剩余电流动作保护装置。按上述原则保证的情况下,选用最小导线截面积。
2.2 照明系统供电电压偏差及无功补偿
根据GB12325-1990《供电质量供电电压允许偏差》
一般工作场所照明允许电压偏差为+5～-5(%)
远离变电所的小面积工作场所电压偏差为+5～-10(%)
应急照明、安全特低压供电照明电压偏差为+5～-10(%)
道路照明电压偏差为+5～-5(%)
照明电线的截面应根据上述原则要求进行逐路计算以选取最为经济的导线截面确保供电电压质量,达到可靠、经济的目的。
按供电部门的考核要求,还应在适当的地方装设分散和集中相结合的无功补偿装置。分散补偿电容器装在灯具内,集中补偿装在变电所低压配电装置内,必要时还应考虑在集中补偿电容回路串联7%~13%的电抗器以抑制用户高次谐波对电网的污染。
2.3 照明设备节能控制方式
2.3.1 照明手动控制
手动控制可利用手动控制开关对办公楼内的灯具进行分区、分组控制。在充分利用自然光的前提下,可适当增加设置照明开关点,以达到分区、分组控制灯具的目的。国际GB50034-2004第7.4.5条规定:每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置一只光源的除外)。一般较小房间每开关可控1～2个光源,中等房间每开关可控3～4个光源,大房间每开关可控4～6个光源。办公室装设有两列或多列灯具时,宜按与侧窗平行的灯列分组控制。会议室、报告厅、多功能厅等场所,宜按靠近或远离讲台的灯列分组控制。采用节能开关使灯具控制灵活、方便、节能;办公楼楼梯间、内走道等处,除应急照明外,宜采用节能自熄开关,如声控开关等。室外有关的照明灯具采用光控开关等进行节能控制。
2.3.2 照明自动控制
①照明稳压节电器根据照明线路电压的波动情况、照明负载的性质,对灯具实行智能稳压供电,随时给灯具提供一个既稳定、又能节电,还不会影响照明效果的供电电压。用户可根据需求,自行设置输出的节能电压,对照明负载的运行时间和供电方式进行编程,最大限度地降低照明灯具的电能消耗。采用照明稳压节电器后,仅智能稳压所实现的节电效果一般就可达20%以上。同时由于照明灯具工作在较低的电压下,其使用寿命也可大大延长。
②智能照明控制系统是一种智能化的装置,有的系统是独立设置,有的则被纳入建筑设备自动化系统(BAS)之中。通过计算机集成系统,可使照明系统在全自动状态下运行。系统预先设置若干基本工作状态,根据预先设定的时间、采集现场的光环境参数,自动地使照明灯具在各种状态下转换。天气晴朗或阴暗时,室内灯会自动调亮或调暗,以保持预设定的室内光照度。工作区内,系统自动调节灯光,光照度会自动调节到人眼工作时的最舒适水平。靠窗的区域,智能照明系统会利用自然光,从而大大地节约了照明系统电能。照明系统在采取这种智能化控制之后,就可以不受光源和灯具的限制,在计算机平台上对整座大楼的照明情况进行控制和管理。这就能在保证照明质量、提高照明效率的情况下,达到预期的节能目标,为整个大楼节约大量的电力资源。
智能化照明控制系统,在建筑节能设计中将逐步推广应用。
参考文献
[1] JGJ16-2008民用建筑电器设计规范.
[2] GB5034-2004建筑照明设计标准.
[3] 照明设计手册(2006年第二版).