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摘要：节能是我国的一项基本国策，而照明节能具有投资少、见效快的优点，历来被作为重点节能技术加以推广。
关键词：照明；节能设计；经济效益；环保效益
从实际情况来看，目前我国的照明节能难尽如人意，照明节能的环保作用也没有引起足够重视。我国从1996年开始推广绿色照明，2004年又颁布了与国际接轨的国家标准GB50034—2004《建筑照明设计标准》。在该标准中，给出了一个限制照明安装功率的量化指标———照明功率密度（LPD）值，其定义为建筑的房间或场所的单位面积照明安装功率（含光源、镇流器或变压器的功耗），单位为W／m²，即在符合照度水平的条件下，设计的照明功率应限定在标准规定值以下，从而保证照明系统的能效。其实LPD值并不是新指标，中国建筑工业出版社1996年出版的西门子《电气安装技术手册》中文第一版中就有过介绍：在德国，照度为500lx的办公室，采用电感镇流器和电子镇流器的荧光灯灯具LPD值分别是15.09W／m²和12.57W／m²；照度为300lx的教室，采用电感镇流器和电子镇流器的荧光灯灯具LPD值分别是7.765W／m²和6.47W／m²；这两个场所所采用的荧光灯光源功率都是58W。
就实际工程来看，只要设计者运用科学、合理的设计方法，正确选用优质、高效的照明器材（光源、灯具及镇流器等附件），以及合理的配电系统、控制方式，优化设计方案，在相关标准规定的基准值上，不仅可以做到更加节能，而且也能够做到更加环保，甚至初建投资及运行费用都可以降低。办公室及类似场所多采用双端直管荧光灯，据此，照明专家提出了直管荧光灯选用的四项原则：三基色、细管径、中色温和大功率。目前，使用较多的三基色、细管径直管、荧光灯管有T8和T5两种。T8指直径为26mm的直管荧光灯管，常见功率有36W和18W；T5指直径为16mm的直管荧光灯管，常见功率有28W和14W；两者都具有显色性好（Ra≥80）、寿命长的特点。下面以办公室照明采用不同照明光源灯具的案例来进行对比分析。
1 经济效益
某办公室面积62.64m²（长8.7ｍ、宽7.2ｍ），有吊顶，采用嵌入式高效直管荧光灯具，假设环境系数和灯具效率相同，则照度计算需要系数也相同，按T8－18W、T8－36W和松下e－Hf－T8－36W三种三基色直管荧光灯分别计算LPD值，结果如表１所示。前两种光源采用标准型电子镇流器，后一种光源采用ｅ－Hf电子镇流器使36W 光源实现45W高光输出，电子镇流器的功率因数都不低于0.95，照明灯具功率为光源和镇流器的功率之和。
１）采用T8－18W型光源的照明灯具每套有3根灯管，其他均为２根灯管。
２）表中的LPD值的目标值是按GB50034-2004选定的，新修订并已颁布的GB50034-2013规定的LPD值已有进一步降低，对节能有更严格要求。
采用T8－18W、T8－36W和ｅ－Hf－T8－36W作为光源的照明灯具单价分别约为300元／套、260元／套和360元／套。以一幢70层办公楼（每层有32个上述面积的办公室）为例，每天开灯4h、一年工作250d计，按电费0.6元／ｋWｈ分别计算办公室照明的总功率、初建投资及运行费用，并进行对比，计算结果如表2所示。
表2各类照明灯具初建投资及运行费用对比
由表2可见，采用不同光源的照明灯具，在初建投资和运行费用上差别很大。除此之外，照明功率降低还有间接的节电和降低工程造价的作用。照明功率降低，意味着空调制冷用电量也可以降低，变压器容量也随之减小（供电报批容量减小可节省不少费用）；另外，由于照明和空调用电量的降低，相应的供配电设备及电线电缆等造价也会随之降低。还有一点也需要指出，GB17625.1—2012《电磁兼容限值谐波电流发射限值》对25W以下灯具的谐波限值很宽（规定3次谐波不超86％），这必将对中性线产生很大危害。如果建筑物内大量使用T8－18W小功率荧光灯，将导致电能质量降低，增加电能损耗。如此，采用T8－18W光源的灯具实际耗电量比表２所列数据还要大得多，对环境的影响也会随之增加。
2环保效益
（1）节电带来的环保效益
火力发电仍是我国的主要发电措施，燃煤不仅会产生CO２、SO２和NOｘ等有害气体，加剧温室效应，使环境和生态系统进一步恶化；同时，燃煤过程中所产生的大量粉尘和废渣也同样污染环境。因此，节电不但可以节约煤炭资源，而且也保护了环境。
根据相关数据，我国每节约１ｋWｈ电能，可以节约0.4ｋｇ标准煤和４Ｌ水，可减少排放含碳粉尘0.272kg、CO２1kg、SO２0.03kg、ＮＯｘ0.015kg。据此，以表2照明灯具年照明运行电费作为基准值，对照明产品节电带来的环保效益进行计算，结果如表3所示。
（2）照明产品自身的环保效益
灯具、光源等照明产品还应该符合欧盟RoHS环保指令。1根直管荧光灯管，无论36W或18W，汞含量相差不大，常见灯管汞含量约为5mg／根。表2中，采用e－Hf－T8－36W型光源的照明灯具所用灯管最少，相比采用T8－18W型光源的照明灯具，少用42560根灯管，即少用212.8ｇ汞。因此，办公室照明采用节能产品还可以减少汞的使用，从而保护了环境。
3办公室照明节能设计存在的问题
虽然办公室照明节能具有诸多优点，但在实际中却不能得到积极贯彻，笔者认为有以下几个原因：
（1）建设方缺乏懂技术的人员。不少建设方往往只关心单套灯具价格的高低，而没有从选用节能灯具可使灯具总数减少，最终灯具总价低这个角度来考虑，更不对运行中的电费、光源寿命等进行比较。
（2）照明是否节能无人审查。办公楼的内部装修（包括建筑内部照明）通常由装修设计公司负责设计。这些公司是装修设计的行家，但对照明设计标准不熟悉，对照明节能更是知之甚少，往往更多地从装饰性和美观性角度来处理照明，而忽视视觉功能，更不重视节能。由于建设主管部门制度的不完善，所以装修设计公司的照明设计没有审图程序。这就使得照明能效的强制性条文在这些场所得不到实施，办公室照明节能也就只能是纸上谈兵了。
（3）办公室照明美观性高于功能性。由前面的案例可知，办公室采用2根灯管的T8－36W、e－Hf－T8－36W的灯具无论在造价、节能和环保方面都比T8－18W的灯具要好，为何很多照明设计还采用3根灯管的T8－18W嵌入式灯具呢？除了上述两点之外，主要是因为吊顶龙骨组成多为0.6ｍ×0.6ｍ的方格，3×18W的灯具安装尺寸也为0.6ｍ×0.6ｍ，而2×36W的灯具尺寸为1.2ｍ×0.3ｍ，为了美观而采用2×18W的灯具，T5系列灯具也存在同样的问题。其实，0.6ｍ×0.6ｍ的方格也可采用长度1.2ｍ的高效灯管，这在国外是很常见的。
4办公室照明控制系统
上述部分主要是从光源方面阐述了使用高效节能照明产品的重要性，实际上，使用合理的照明控制方法，可在照明节能和环保效果上起到锦上添花的作用。
（1）使用照度传感器的照明控制系统
这是一种反馈式控制系统，在天花板上安装照度传感器，根据采集到的室内实时照度值对光源进行调光，从而保持室内照度在设定范围内。使用该系统不仅可以通过初始照度修正节能，还可以利用自然光节能。带照度传感器的照明灯具工作原理示意图如图１所示。
使用这种调光控制系统与不控制调光相比，可节省约10％的电力消耗。当然，受到建筑物结构、所处地理位置、气候等因素的影响，节能效果会有所不同。（2）使用人体传感器＋程序控制的照明控制系统
该系统是集中控制所有照明回路，通过场景控制和时间编程控制，提高节能和操作性的照明控制综合系统。天花板上除了安装照度传感器外，还安装有人体传感器，可按照人在与不在自动调整照明的开关及调光水平。只有当人在室内时才完全开灯，人不在时减少灯发出的光通量或关灯，值班室或走廊适用减光型，洗手间和更衣室则适用关灯型。
那么，按照上述照明控制方式，节能率会在多少呢？日本松下电工本社大楼使用该系统后统计结果如下：使用日光控制，按照窗户开口条件的不同，年节电10％～30％；使用人体探测控制，按照人在室内概率的不同，办公室年节电10％ ～20％，走廊年节电30％ ～50％，更衣室年节电60％ ～80％。
5 结语
综上所述，办公室及类似场所照明采用节能光源和照明控制系统会取得良好的经济和环保效益，我国在办公室照明节能设计方面还存在不少问题，有很大的提升空间。希望新版GB50034—2013《建筑照明设计标准》的颁布实施，能够使我国办公室及类似场所的照明节能设计更上一层楼。
参考文献
[1]国家标准《建筑照明设计标准》GB50034—2014
[2]国家标准《建筑照明设计标准》GB50034—2013
[2]西门子《电气安装技术手册》中国建筑工业出版社1996年出版.
论文作者:闫飞
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月下
论文发表时间:2018/9/11
标签：节能论文; 光源论文; 灯具论文; 灯管论文; 照度论文; 办公室论文; 功率论文; 《新材料.新装饰》2018年3月下论文;