建筑电气照明节能设计的探讨

摘 要：在能源储量不断减少，环境破坏日益严重的背景下，世界各国对于建筑的节能减排提出了更高的要求。电气照明是所有建筑中都必备的设施之一，同时也是建筑中的主要能耗设备，做好建筑电气照明的节能设计能够有效的降低建筑能耗，达到绿色建设的设计和施工要求。该文对建筑电气照明设备进行了研究，针对建筑电气照明节能设计的要求及其标准进行阐述，进一步以合理制定照明设计方案、推广高光效灯具的使用、选择合适的电源启动设备、采用智能照明控制系统、加大研发新产品力度、科学的提升建筑照明系统的功率因数、加大太阳能等新能源在建筑照明中的应用、优选气体放电光源启动设备，八小节来完善建筑电气照明设计节能的措施，最后根据方案、照明线路、照度值、照明方式，来分析建筑电气照明节能设计照明标准的选择，希望能为建筑设计水平的发展和提高做出一定的参考。

关键词：建筑电气 照明 节能设计

中图分类号：TU9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0129-02

在中国，电力作为重要的能源得到了广泛的应用，也是中国能源消耗的主要组成部分。在电力工程建设过程中，除了空调用电，照明用电是主要的功耗模式。为了提高资源的利用效率，节约能源，使用节能电器和照明设备在建筑工程施工过程中，提高能源利用效率，降低建筑物的能耗。在照明设备的设计，以减少线路能耗，提高电力系统，充分发挥在照明设备的节能潜力。因此，在建筑设计过程中重视节能照明设备。

节约资源、保护环境是21世纪许多国家的战略性发展策略，也是我国长期的发展目标。将这一方针落实到各个产业的发展中，就要求企业和政府共同做好生产和管理的节能减排工作。建筑产业作为我国的支柱型产业之一，在能源消耗量和工业排放量上都较大，做好建筑产业的节能减排工作将有利于实现我国的节能减排发展目标。电气照明是所有建筑中都会使用到的设备，控制好建筑电气照明的节能设计将促进建筑施工的节能减排工作进行。

1 建筑电气照明节能设计的要求

1.1 绿色照明原则

在建筑电气照明的节能设计中，最关键的环节就是实现绿色照明。所谓的绿色照明就是指在保证居民日常工作、生活的光照需要的前提下，实现照明能源消耗的最低化。绿色照明的实现同时还要考虑到建筑的经济性，不能为了追求节约能源就一味的扩大工程成本。与此同时，建筑的绿色照明必须符合居民对光照强度的基本需求，不能影响居民的日常生活。同时，照明灯的布置应当符合一定的美学原则和科学原则，在照明灯数量不变的前提下，实现最好的光照效果。

1.2 经济适用原则

经济适用原则要求电气照明设备的设计人员能够合理的布局照明灯的数量和结构，在不增加照明灯数量的前提下，有效提高照明强度和照明效果。在电气照明设备的布置和使用过程中有效的避免浪费、做好设备的日常管理和维护工作，尽量控制照明成本，最终实现经济性原则。

1.3 使用节能灯具的要求

实现建筑电气照明的节能设计最有效的手段之一就是使用节能灯具。节能灯具不仅能够起到节能的作用，在照明效果上也有一定的提高。为了减少电力的损耗，在建筑中一般可以采用功率较小的金属卤化物灯具。这种节能灯具与传统的白炽灯相比，在能源消耗量上有了明显的降低。普通的白炽灯只能将10%的电能转化为光能，而节能灯则能够将近60%电能有效的转化为光能。此外，节能灯的使用寿命一般都比普通的白炽灯要长，符合了经济性的原则。因此，在一些高层建筑或室外建筑中，可以采用金属卤化物灯具来代替传统的白炽灯。

1.4 合理选择照明标准

对建筑电气照明进行合理的布局将有利于减少能源消耗，一般可以减少总消耗量的4%左右。为减少输电线路上的电能消耗，可以采用电阻率较低的导线，并且通过合理的布局线路来减小导线的总体长度。灯具的开关也会消耗一定的电能，做好开关的调节也有利于减少能源的消耗。例如，对于卧室的灯具就可以采用调节式的开关，而过道走廊的开关则可以采用声控、灯控开关，有效减少能源的浪费。照明方式的选择应当根据建筑的自然采光情况及照明的需求进行选择。常用的照明方式有一般照明、局部照明和混合照明这三种方式。此外，在建筑中还应该有效利用自然光，可以通过现代的科技手段加大对自然光的利用程度，最终实现建筑采光的节能性。

2 建筑电气照明设计节能的措施

2.1 合理制定照明设计方案

良好的方案是实现照明节能要求的前提。为实现照明设计方案的优化，设计人员在进行照明设计时应当注意两点。首先是建筑的照明设计应当具备良好的实用性，不能只注重形式的新颖，而忽视了实际的照明需求。例如，在有空调的房间内，照明方式就应当选择一般照明、局部照明和混合照明相结合的方式。而对于一些采光效果较好、房间颜色较浅的房间，应当充分利用自然光，达到节能减排的目的。其次，建筑的照明设计必须符合相关的行业标准和国家法规，其中最主要的参考标准为《建筑照明设计标准》。所有的建筑照明设计都应该在符合这一标准的基础上，根据实际的建筑结构和功能特点，制定出合理、可行的照明设计方案。

2.2 推广高光效灯具的使用

合理的使用灯具是控制建筑照明能源消耗的关键环节。灯具的选择也应该根据建筑的照明需求和自然采光效果来选择。灯具既要满足良好的光照效果，同时还要具备节能减排的要求。此外，灯具的质量、使用年限、操作性、实用性、经济性等也应当有较好的保障。在进行灯具的选择时，可以从以下几个方面进行考虑。在较低的建筑中，可以采用荧光灯，在充分利用自然光的基础上，荧光灯就能充分满足室内的光照需求。对于高度较大的建筑则可以采用金属卤化物灯。这种灯具的照明效果好，使用寿命长，稳定性高，在一些室外建筑中也有广泛的应用，例如我国2008年北京奥运会上主场馆鸟巢的照明灯就采用了金属卤化灯。在场地范围较大、高度较高的建筑中，金属卤化灯能够起到良好的照明和节能减排效果。在一些高度大，且维护难度较高的建筑中一般采用无极荧光灯来进行照明。我国的人民大会堂采用的就是这种灯具。特别要注意的是，荧光高压灯和热辐射灯的能源消耗量较大，在建筑照明中应当尽量避免使用。

2.3 选择合适的电源启动设备

一般使用的荧光灯的电感镇流器的功率是荧光灯功率的20%，高强度气体放电灯的镇流感器额定的功率是15%，电子镇流感器的耗能则只有10%。所以在进行建筑电气照明节能技术时应该使用气体放电光源和电子镇流器相结合，从而达到最优化组合，降低能耗。

2.4 采用智能照明控制系统

智能照明控制系统就是将信息技术、网络技术、通信技术等与建筑照明技术有效的结合起来，从而形成一个智能管理的控制系统。与传统的照明控制系统相比，这种智能控制系统的优势主要体现在以下几个方面。首先，智能控制系统能对系统中所有的照明灯进行实时的监控和管理，并且能够对照明强度、照明时间等进行调节，有效避免了电能的浪费。其次，智能控制系统能够精确的感应出自然采光的变化，并根据自然采光的强度来调节人工照明的强度，从而实现了自然光线的最大限度利用。最后，智能控制体系改变了传统模式下人工控制照明设备的缺陷，实现了照明设备的自动化调节，并实现了程序化的管理。这极大的提高了设备管理的效率，减轻了工作人员的负担，还控制了人工成本的输出，如中央电视新办公地点“大裤衩”所采用的照明系统就是智能控制系统，以声控和光控为手段，改变了灯光控制方式。

2.5 加大研发新产品力度

加大自然光线的利用是实现建筑照明节能要求的有效途径，但在当前的技术水平和设备条件下，建筑照明对于自然光的利用程度并不高。当前建筑中对自然光线[1]的利用途径主要是增加玻璃窗的数量或在建筑顶层设置一定的光能转化设备。这些自然光利用手段只适用于建筑的高层，对于建筑低层自然光线难以照射到的用户而言，照明效果仍然达不到要求。针对这一问题，相关设计开发人员就应当加大对照明设备的研发力度，例如光纤照明的方式就是一种有效的解决办法。光纤照明就是通过室外设置的太阳光采集装置将太阳光通过光纤出送到室内照明灯具上，从而达到不消耗电能却能发挥照明作用的效果。这些新型技术手段的应用能够有效的提高建筑照明的质量，并且实现节能的目标。研究人员应当进一步研发和完善相应的技术和设备，为建筑照明提供更好的技术支持。

2.6 科学的提升建筑照明系统的功率因数

在建筑的照明系统中会应用到一定的用电设备，例如变压器、发电机等。这些设备在使用的过程中往往会产生一定的无功功率，增加了不必要的能源消耗[2]。为了减少无功功率的产生，可以采用提高设备功率因素的方式。例如，在荧光灯具上可以增设一定的电子镇流器，在变压器上则可以增加电容器。这些手段的应用都能起到较好的提升功率因素的作用，从而实现节能的目标。对于那些使用频率不高但电容较大的设备则需要采用单独的处理方法来进行无功功率的补偿。

2.7 加大太阳能等新能源在建筑照明中的应用

新能源具有高效、清洁的作用，用新能源代替传统的不可再生能源能够实现节约资源，减少排放的作用，同时还能提高能源利用和转化的效率。当前应用较为广泛的新型能源包括太阳能、风能、核能等，而在照明系统中，太阳能又具有增强自然光照的作用，是一种理念的新型能源，因此在建筑照明的市场中具有广泛的应用和开发前景。我国的许多城市和农村都已经将太阳能应用到了建筑的照明系统中[3]，相关技术开发人员应当进一步完善和开发太阳能转化技术，将太阳能的利用效率进一步提高，为建筑照明提高更好的服务。

2.8 优选气体放电光源启动设备

荧光灯用电感镇流器一般功耗为荧光灯额定功率的20%，高强度气体放电灯的镇流器功耗为额定功率的15%～16%。而电子镇流器与电感镇流器相比较，节电10%，其本身功耗也比电感镇流器降低50%～75%，节电效益显著建筑电气照明节能设计照明标准的选择。因此，我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波，使得谐波含量达到国家标准的要求。主要采取的措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品；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[4]；采用无源和有源电力滤波器；适当增加导体截面等措施。

3 建筑电气照明节能设计照明标准的选择

3.1 方案选择

在进行建筑照明方案选择的过程中，首先应当遵照相应的行业标准，并针对实际情况对方案进行适当的调整。此外，在不同的建筑和不同的场合中，照明的选择标准也是不同的。例如，对于一些公共场合而言，如体育馆、广场等，可以采用集中照明的方式。而对于一些智能性建筑则可以采用调压照明和调光照明的方式。

3.2 照明线路

根据相关统计数据的显示，照明线路上电能的损耗占总能耗的4%左右，若能有效降低这一部分能耗，将提高建筑照明的节能性。因此，在建筑照明线路的选择上必须要慎重。首先在线路的长度上必须尽量控制在最小。随着线路长度的增加，导线上消耗的电能也会有所增加。此外，在导线材料的选择上应当选择电阻率较小的材料。在供电方式的选择上则应该采用三相供电方式[5]，这样更有利于保持电荷的平衡，减少电能的损失，提高照明效果。

3.3 照度值选择

所谓的照度值就是指对建筑平面的平均光照强度。在建筑照明中选用合理的照度值将有利于控制能源的消耗量，提高照明质量。照度值的选择是有一定标准和依据的，必须根据建筑的性质和特点来进行选择，照度值过高或过低都会影响建筑的照明质量和节能效果。照度值的选择依据是人眼的视觉效果[6]，只有符合人眼舒适的视觉效果才能确保光照强度不会对人的视力产生影响。因此，我国制定了相关的标准对照度值进行了明确的规定，这些标准在《建筑照明设计标准》这一文件中也有所涉及。

3.4 照明方式

对照明方式的选择也要考虑到合理性。照明方式的选择应当根据建筑的实际用途进行考虑。例如对于实验室而言，对光照的强度和颜色等都有明确的要求，只有符合这些要求才能确保实验室有良好的环境，减少环境因素对试验结果产生影响。而对于一些对光照强度要求较高的建筑，采用一般的照明方式可以无法满足光照的要求，为此可以在实际光照的基础上增加局部光照来确保建筑的光照强度[7]。这样，不仅可以达到高效的照明度，减少电能的使用，而且还要可以提高检验工作的效率。

4 结语

节能是一个非常复杂的问题，我国的建筑节能工作还处于发展初期，有关建筑节能工作的政策、法律、法规不断颁布和出台，说明国家对于建筑节能十分关注重视。建筑电气照明节能设计应充分考虑选择高效率的节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准进行设计，为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间。同时在建筑的全生命周期中实现高效率地利用能源，最低限度地影响环境，使建筑成为生态的、可持续的绿色建筑。此外，还要加强对现代科技手段的运用，合理的利用天然光，改善人们的生活工作的环境，提高节能效果，增强人们的舒适感，加强对人们视觉的保护，确保人们身体健康，并且达到节能作用。

参考文献

[1]吴旭辉，王春燕.照明节能设计浅谈[J].低压电器，2010（20）：28-30.

[2]李晗，陈海乐.浅谈建筑电气照明的节能[J].黑龙江科技信息，2011（28）：37-38.

[3]程大章，王长庆，王坐中，等.智能建筑节能的调研与分析[J].智能建筑与城市信息，2010（7）：16-22.

[4]甘子光.推进绿色照明工程之发展[J].照明工程学报，2010（2）：13-17.

[5]廖述龙.高层楼宇建筑电气节能技术研究[J].上海交通大学，2011（9）：85-88.

[6]许苹.关于建筑电气照明节能设计的探究[J].中华民居，2014（18）：58-58.

[7]陈军奇.建筑电气照明节能设计方案分析[J].河南科技，2014（10）：167.