民用建筑电气照明系统节能技术分析

　　【摘要】如何有效利用照明节能技术，制定切实可行的建筑照明节能方案，减少民用建筑照明中的能源浪费，对我国节能减排事业有非常重要的意义。本文从建筑电气照明设计的角度，以分析民用建筑照明节能技术为研究课题，重点研究民用建筑电气照明的节能技术，通过分析影响照明系统能量消耗的因素，从照明系统的各个环节研究了电气照明节能技术，对建筑电气照明设计的过程提出一系列有效措施实现照明节能，并分析各个节能技术的适用性与节能效果，希望为建筑照明节能设计提出一些切实可行的办法，供设计人员参考，优化照明设计方案，将节能工作做到实处。

　　【关键词】民用建筑;电气照明;节能技术

　　前言：

　　比较我国相关标准规定的照明功率密度值与建筑物单位用电指标值，并结合实际运行经验，可以发现我国民用建筑的照明用电量已占到建筑总耗电的40%以上，而这一数值在发达国家仅为14%，是我国的1/3。造成这种结果的主要原因是我国建筑节能技术的发展应用远远落后于发达国家，现在广泛被人们认可的节能措施主要包括选择高效照明设备、合理利用自然光、选择科学的控制方法等，日本三菱公司曾经做过研究，若在规划设计初期就将照明节能的理念引入建筑，利用有效的科学技术，照明系统的节能潜力最高可达到69%。

　　1、电气照明基础理论

　　1.1照明基本概念

　　照明就是通过给周围对象以合适的光分布，使人们能正确且快速地获取大量的视觉信息，从而达到服务人们的生活、活动的目的。照明的本质就是对光的利用。电磁波理论认为发光体以辐射能的形式发射光，而辐射能又以电磁波的形式向外传输，电磁波作用在人眼上就产生光的感觉。光总是沿直线传播的，当遇到某种物体时，根据该物体材料的不同，光线可能会发生反射、吸收或透射，以下系数可以表示材料对光的反射、吸收以及透射的性质：

　　式中：φi为投射到物体表面的光通量，φρ、φα、φγ 分别为被物体材料反射、吸收、透射的光通量。在照明工程中应特别注意反射比 ρ这一参数，合理提高灯具灯罩与饰面材料的反射比能极大的改善空间照度分布。

　　1.2照明质量评价指标

　　(1)照度水平。合适的照度应能使人易于辨别他所从事的工作细节，大约1 cd/m2的亮度刚刚能够使人辨别其他人脸的特征，这个亮度需要20lx左右的平均照度，所以CIE将20lx确定为所有非工作房间的最低照度水平。我国《建筑照明设计标准》中详细规定了各类建筑不同房间和场所的照度标准值。

　　(2)照度均匀度。照度均匀度是反映光线分布均匀程度的指标，可用给定工作面上的最低照度与平均照度之比来表示，即Emin/Eav。为了获得满意的照度均匀度，灯具布置的间距不应大于灯具的最大允许距高比，当有更高要求时，可采用间接型、半间接型灯具或光带等。

　　(3)眩光。眩光是由于視野中的亮度分布或亮度范围的不适宜或存在极端的亮度对比，以致引起不舒适的感觉或降低观察细节及目标能力的视觉现象。眩光可能是由光源或灯具直接引起的，也可能是光源通过反射比高的表面反射引起的。眩光对视力危害很大，它会引起不舒适感、视觉疲劳或降低可见度，严重时甚至失去部分视功能或短暂失明，影响工作，还可能造成事故。

　　(4)光的颜色室内各物体表现的颜色是由物体对光的反射。光源的颜色特性表现在色温和显色能力(显色指数)两方面，对室内的气氛、人的情感和物体的颜色都有影响。

　　①色温光源按色温的不同而有冷暖之分，不同色温的光在视觉心理上会有不同的感受。低色温(<3300K)的灯光给人以暖的感觉，在室内营造亲切轻松的气氛;高色温(>5300K)的灯光接近自然光色，给人以冷的感觉。人在温暖气候条件下喜欢冷色温的光，在寒冷条件下喜欢暖色温的光，一般情况下采用中间色温。

　　②显色能力。正确的色视觉只有在照明光谱接近于自然光的情况下才能达到，而当照明条件与自然光的光谱相差很大时，被照物的颜色会失真，这会对色彩辨别要求较高的工作造成影响，所以要求有显色指数较高的光源。我国现行标准对不同照明场所都有显色指数Ra的最低要求。

　　2、电气照明节能技术分析

　　2.1降低照明功率密度值LPD

　　(1)选择优质的光源

　　选择优质的电光源是照明节电的首要工作。光源选择的一般原则是：发光效率高，显色指数满足要求，寿命长，性能价格比优。从能源消耗角度考虑：电光源不仅要光效高，而且使用寿命越长越好。因此，选择节能型光源应该从电光源的光效和使用寿命两方面考虑。表1是民用建筑常用光源光效和有效寿命的比较。

　　①白炽灯、荧光灯以及白光LED灯通常都可用于室内照明，且25W白炽灯、5W紧凑型以及3W白光LED的亮度相当。普通白炽灯光效低，寿命短，从能耗和经济性角度出发，普通室内照明应避免使用白炽灯。比较白光LED灯与其它两种光源，发现LED灯单灯价格最高，导致前期投资约为紧凑型荧光灯的三倍，但在较长使用周期里使用LED光源可以减少更换频率，其总费用是低于紧凑型荧光灯的，这其中还不包括所节省的用于设备维护的人工费用。同时LED光源代替荧光灯还可以减少大量的汞废弃量，是照明节能环保的首要选择。

　　②管荧光灯及其灯具比较适用于面积较大的室内场所，如学校、办公室、厂房等。根据管径不同，常用的荧光灯分为T5，T8和T12三种，T12荧光灯由于光效过低已经很少使用。通过分析发现，荧光灯的光效与寿命随灯管直径的减小而增大，节能效果突出。

　　(2)选择高效率节能灯具

　　①选择灯具效率高的灯具。选择高效率的灯具是提高照明利用系数的重要方法。在满足眩光和配光要求的情况下灯具的效率不应低于规定值。为节省光的损失，条件允许时可采用不带遮光附件的灯具。

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