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建筑电气照明系统节能因素分析及设计研究

时间:2022-05-20 14:45:02 浏览次数:

【摘要】本文对建筑电气照明系统的节能因素进行了分析,提出了确定节能灯具,确定照明配件与装置,正确选择照度标准等设计建筑照明节能的策略,并介绍了要做好建筑电气照明系统节能管理的价值。

【关键词】建筑电气;照明系统;节能因素;设计

伴随着我国绿色照明工程的开展,各有关部门对电气照明节能已逐渐开始关注。据统计,我国实施电气照明节能可节约巨大的能源损耗,其产生的各项效益非常可观。在建筑电气节能中离不开对节能技术的应用,目前,我国的此项技术已成体系,正以飞快的速度在发展着。在此项技术中,不仅能科学管理照明、电梯等机电设备,还能科学管理建筑物的冷热源系统,改善电气照明系统的功能,从而避免能源的过度消耗,以实现系统节能这一目标。

一、建筑电气照明系统节能因素

灯具、利用系数、光源是影响建筑照明系统的节能主要因素。照明系统的用电量L可通过下式来计算:L=NWTN:EA/FUK (1)

式(1)中,N为照明系统中照明灯具数量;W为每个照明灯具的额定功率,w;T为照明灯具使用时间,h;E为建筑物平均设计照度k;A为地板面积,m2;F为照明系统中灯具的光通量,lm;U为照明系统利用系数;K为照明系统的维护系数。从式(1)知,建筑电气照明系统的能耗不仅与维护运行管理方法有关,还与设计照度、光源、灯具功率等因素有关,如果要将建筑照明系统的能耗减少,就一定要优化照明方案,尽量缩短照明系统的运行时间,或通过选择适合地节能光源,来使照明灯具的能源转换率增加、保持高效合理的照度、以及尽量选择局部照明方案等。但由于建筑照明系统节能设计的原则,是在保持建筑物室内具有足够的照明亮度和照明质量的前提下,通过方案的优化改进达到节能降耗的效果。因此,在实际设计过程中,选择合理的高效节能的照明方案和照明灯具,在满足照度和照明质量的基础上,提高照明系统的能源转换效果,对建筑照明系统节能具有非常重要的意义。

二、设计建筑照明节能

若想使建筑照明节能达到预期的目标,需要在照明设计中融进节能理念,以提高能源利用率。经由科学地照明设计,能够使建筑照明在满足节能的前提下,改善建筑空间的环境。

(一)确定节能灯具

根据工作场所的条件和使用要求,选择不同类型的高效光源和节能灯具,既可降低电能消耗,也能达到较高的光照效果。

一是以前室内照明所采用的普通白炽灯,现在不应采用普通白织灯,可用一些高效光源,例如细管直管形三基色荧光灯或小功率陶瓷金属卤化物灯等来替代。节能荧光灯的发光效率为40~1201m/W.平均寿命为2000~3000h,如9W的节能灯可以替代40W的自炽灯泡。

二是将非光强气体放电灯例如高压钠灯、金属卤化物灯、高频大功率细管直管荧光灯等用于室外道路照明与高大空间的照明。

三是以前的电感镇流器耗能大,可用电子镇流器替代,或将节能电感镇流器用

于气体放飞灯中,且电感性的荧光灯与气体放电灯必须安装电存器,补偿

无功损耗。

四是节能照明灯具的反射器要用高纯电化铝的,以提高反射率。达到高效节能目的。

五是尽量采用波长大小一样、使用年限长、发光均匀的节能型LED光源。

(二)确定照明配件与装置

镇流器对照明节能具有很大地作用,要选用节能效果好、品质可靠、使用安全的镇流器,目前电子镇流器已成为首选产品。40W荧光灯的普通电感型镇流器耗电量相当于荧光灯耗电量的20%,约为8W。如选用新型低损耗或节能型镇流器只4W,若选用电子镇流器则耗电更低。荧光灯采用电感镇流器若不加电容补偿,功率因数只有0.5。加装补偿电容后功率因数可达0.9以上。综上所述,照明装置或配件设计虽然在单个数值上对照明节能起到的作用不是很明显,但是在大批量的照明设计当中,起到的节能效采还是很可观的。

(三)正确选择照度标准

为了使照明场所具有良好的视觉环境,应按照场所的空间大小、构造、服务群体来正确选择照度标准。我国在2013年发布了最新《建筑照明设计标准》(GB50034-2013),其调整了部分场所照明功率密度值(比如住宅车库)、补充图书馆、博览、会展、科技馆、金融建筑等照明功率密度限制等,要把握好新标准的变化。要注意建筑等级和功能要求较低,或是作业精度或速度无关紧要时,作业面或参考面的照度可以降低一级。同时我们在考虑与作业邻近周围的照明时,可低于作业面的照度。另外,对特定的建筑物设计其照明时,要考虑不同空间的照度需求。如医院建筑照明,化验室为500Ix,诊疗室的照皮只需为300Ix,而病房只有在检查和阅读时可提高到200Ix,也可用局部照明实现,所以我们的标准定为1001x。

三、做好建筑电气照明系统节能管理

建筑电气照明系统节能管理需考虑不同照明场所的实际环境情况与照明需求,使其符合规定的质量要求。在管理中要尽量达到灵活操作和稳定控制的双重效果。首先,针对住房面积较小的建筑,尽量采用一灯一控的方式。有条件的地方可采用可变光节能控制。其次,针对面积较大的建筑,可以采用多灯一控的方式,采用分区或分组的控制模式,同时可以考虑设计适当数量的照明子系统。另外,针对建筑过道、走廊等照明场所,应设计采用定时开关进行照明控制。而对于有天然采光条件的,尽可能地利用天然采光优势。设计具备光电智能控制的自动化光控器。

(一)应用新的电子节能镇流器

节能灯具必须要具有镇流器。尽管以往的镇流器也可起到镇流的作用,但其节能效果不十分地理想,耗能较大。新型的电子镇流器不仅其本身需耗费的功能很低,而且在噪音、频闪污染等方面都具有良好改善,线损率也大大降低,电网的质量得到了提高。重视电子节能镇流器在节能设计中的重要性,对节能降耗具有较好的效果。

(二)将照明系统节能管理方式改进

要根据不同照明场所的实际环境情况与照明需求,来改进建筑照明系统节能管理方式,尽可能做到控制方案既能实现操作维护方便灵活功能,又能达到控制稳定节能等效果。

一是小型的个人、集体用房、以及照明场所,宜采用一灯一控的控制方式,在一些经济条件允许的工程中,宜采用采用可变光节能控制开关等照明控制器。

二是面积较大的照明场所宜采用多灯一控的控制方式,当整个照明场所有均匀照度要求,宜可采用隔一控一的控制,无均匀照度要求时宜采用分区或分组控制模式,同时应考虑设计适当数量的一控一的照明子系统。

三是在远离侧窗的天然采光不足的照明场所,宜采用具有光电智能控制的自动调光控制器,以实现随天然采备的监测范围,其对电气工程建设范围内的任何区域的信号都能精准地捕捉,有助于办公建筑电气工程自动化运行水平的提高。

结 语

总之,建筑电气照明系统节能因素有很多。在进行照明系统设计时要多考虑项目的实际情况,使设计出的照明方案节能效果更好,既能节约更多地能源,又能减轻我国能源供需紧张压力。

参考文献

[1]黄文.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点探讨[J].科技创新与应用,2012,(14):245-245.

[2]徐静.关于建筑电气照明系统节能设计的分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(1).

[3]耿玉峰.建筑电气节能技术研究[J].现代商贸工业,2011,(6):278-279.

[4]黄文.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点探讨[J].科技创新与应用,2012,(19):245.

[5]林毅宏.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].自动化与仪器仪表,2011,(3):135-136.

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