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摘要：我国作为发展中国家也是一个耗能大国，电能还是其中的主要能源。在建筑电气能源的消耗中，照明和空调的能耗占据着十分大的比重，而且要明显高于能量的生产速度，我国的建筑节能工作还处于起步阶段，相关的法律法规还不是很健全，对建筑电气照明进行节能设计激发了巨大的节能潜力，有效缓解了电力供需的矛盾，改善了建筑环境，取得了显著的经济效益以及社会效益。本文我们就主要探讨了建筑照明的节能设计。
关键词：建筑电气；照明节能；设计措施
引言
建筑电气照明作为建筑的重要组成部分，其节能设计对降低建筑耗能具有重要意义。本文通过对建筑电气照明能量传输的各个环节进行研究，分析如何选择配电变压器、配电线路参数，如何进行照明方案设计、光源和灯具选择。
一、建筑电气照明中的节能设计概述
建筑电气照明节能，作为如今建筑节能的一个重要举措，但是其具体实现起来却并非易事，其需要严格地依据相关原则，将各类可能影响到的各方面因素充分全面地考虑进来，从而在充分满足用户实际照明需求的同时，将这种成本控制在最低范围之内。总的来说，在节约型社会的今天，绿色照明实际上并不单单指节能照明，其需要将能够保证民用照明功能在内的包括照度、色温以及显色指数的质量指标进行考虑，并充分发挥建筑的整体功能。一般来说，光都有着自身的一定物理特性，如果能够将这种物力特性充分发挥出来，才能真正意义上实现那种以人为本、经济实用以及绿色健康等原则。
二、建筑电气照明节能设计的基本原则
实现建筑电气照明节能的设计前提，就是要满足工作照明质量和照明要求，在此基础上，做到最大限度上的照明节能，这就是建筑节能的设计目的，全力提高光能的实际利用率。
1、保证照明功能
很多建筑物为了美观，都会涉及到对于显色程度、色温、照明度的需求，尤其是一些较为特殊的建筑物，需要特别关注其内部舒适度，这就是我们追求的绿色照明，通常情况下，民工建筑会采用荧光灯、HID灯和白炽灯等光源，随着现代化科学技术的发展，很多类似于光纤照明和LED灯等类型的新光源也开始得到很大程度的利用。
2、降低电能消耗
降低建筑电气照明的电能消耗是节能的关键，在电能的交换传输过程中，各种变压器和输电线路都会在一定程度上产生了电能的损耗，在建筑电气照明节能的设计过程中，设计人员一定要尽可能地运用适当的方法来降低电能的损耗，直至达到建筑电气节能的目的。
3、确保经济适用
对于建筑电气照明节能的改造工程需要耗费大量的人力、物力和资金，所以在照明节能的设计过程中，要结合单位的具体经济实力来拟定节能工程的资金。建筑电气的照明节能一定要确保经济适用，准确定位出建筑电气的照明，合理地控制建筑电气照明的节能，避免出现过度浪费，装饰不必太过，经济适用就好。相关的设计人员一定要坚持以人为本，科学合理地保护环境，技术先进地节约能源，做好建筑电气的照明节能设计工作。
三、电气照明系统中的节能设计措施
1、采用高光效光源
不同的建筑物的功能需求不同，所使用的光源也不同，建筑物在选择光源时要在满足自己功能需求的前提下尽可能使用最高效的光源达到节能的目的。在对照明光源及其相关附件进行选择时，要对其色温、光效、显色指数、价格及光源寿命等因素都要进行充分的考虑。
目前，随着技术的发展对于节能灯的研究不断深入，发光效率高显色好的节能灯流入市场，走向千万家庭，逐步取代了传统的白炽灯，节省了大量的电能。比如荧光灯，荧光灯照明性能与节能效果非常优秀，而且在需要极少能耗的情况下它能达到高效的照明效果，特别是T5型荧光灯，它的照明效果比传统荧光灯进一步改良，能只使用28W的能源下产生2600lm的照明效果，在建筑中如果大量使用荧光灯将能起到大幅度的节能效果。对于另一些特殊的建筑场合，它们要求灯光特别醒目，此时光线比较柔和的荧光灯不能满足其需要，那么可以使用高强度气体放电灯，该种灯以金属物特别强化照明醒目效果，使灯光效果特别显眼，并且它能在使用较少能耗的情况下加强醒目照明效果。
近年来LED照明的应用也越来越多，LED照明有其自身显著的特点和优势实际上，LED照明在现代建筑设计中倍受欢迎的原因主要在于它自身所携带的功能性、艺术性、经济型及其绿色节能的特点和优势。相比较而言，第一代照明白炽灯热度高、易爆炸，荧光灯和节能灯易破裂、且光源有辐射。除了从光效的高性能和寿命的延长上体现出LED照明的功能性。
2、照明节能灯具设计及选用
不管是能够改变光源的光线，还是改变光色的设备都被统一称为灯具。灯具的选取与使用对于提高照明效果具有非常显著的作用。当前，灯具的种类多种多样，常见的有带保护罩的格栅式、透明式、棱镜式、磨砂式等等。它们的效率是不同的。磨砂或棱镜保护罩式反射率只有55%，格栅式为60%，透明式为65%，控罩式（或开敞式）为75%。即使是形状一样的灯具，当使用不同的材料制造时其对光线产生的作用也具有相当大的差异性。节能灯具有以下几个突出优点：其一，增强了照明效果。其二，提高了电能的利用率，实现了节能的目的。其三，能够更加长久的使用，比白炽灯具有更长的寿命。其四，降低了光污染，减轻紫外线等不可见光对人体的危害。综上所述，使用节能灯具可以大大的提高照明效果，节省了能源，具有非常广阔的应用前景。
3、合理选择照明装置配件
镇流器也是照明耗能的一部分，而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时，应重视高次谐波对供配电系统的影响，并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加，对供配电系统造成危害。因此，我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品；采用带有△接线变压器，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；采用无源和有源电力滤波器；适当增加导体截面等措施。镇流器的选择最重要的是应根据灯具的类型选择不同形式的节能型镇流器，以达到良好的节能效果。其有以下选择原则：①自镇流荧光灯应配用电子镇流器。②高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器。③直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器。④在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器。⑤功率较小者可配用电子镇流器。
4、建筑电气智能照明控制系统分析
智能照明控制系统时将现代控制技术、计算机技术、电子技术等相互结合利用的，相比传统的照明控制系统，具有明显的优势，在节能控制上，主要体现在以下几个方面：第一，智能照明控制系统对于灯具的开与关做好事先的程序编辑，相比传统方式，拥有准确性和及时性，并且也有利于灯具开灯数量和工作时间的减少，有利于电能消耗的降低；第二，可以根据不同的要求以及不同的场合进行照度精确的转换，这样也可以避免因为高照度，从而导致能量方面的损耗；第三，通过外置的感光探头，智能控制系统就可以将光线的强弱探测出来，然后在根据探测的结果来进行照度的实际调整。当天气晴朗的时候，就会将灯自动调暗；当天气阴暗的时候，就会将其调大一点，这样最大限度的利用自然光，也有利于灯具电能消耗的降低；第四，通过移动探测感应装置的使用，智能照明控制系统可以在有车来、有人来的时候自动开启灯，在车走、人走之后自动熄灭，可以避免在无人的时候灯光照射所带来的电能消耗，这样也可以促进电能的有效利用；第五，在管理上，相比传统的控制，智能照明控制系统主要是偏向于程序化、自动化的智能管理，不仅节能还可省力。在实际的操作控制中，使用节能型的开关装置、改进控制灯具的方式也是行之有效的方式之一。根据照明使用的实际特点来进行分区控制或者是将照明的开关点适当增加，在病房、客房、卧室等可以设置床头调光开关。随着智能建筑在最近几年的发展，楼宇自动化也推出了照明智能控制系统，在建筑照明设计当中，这一部分专业化的控制系统也促进了照明的节能。目前，照明控制方式有很多，比如：单灯、双灯、总线控制等，由于它们各自具有自身的优缺点，所以，在实际的运用中，我们需要考虑到现场的实际情况，根据标准，再结合到工程实际来选择最佳的控制方式，不仅要让控制方式选择贴近方便管理，还能够贴近最大限度的节能。在照明自动化控制上，对于节能所产生的影响是非常可观的，并且在今后很长的一段时间内，对于这一个方面的研究还会进一步加深，能够带来更优的节能效果。
四、建筑电气LED照明智能控制技术的意义和发展趋势
LED照明智能控制技术是利用智能控制系统使LED根据场景、环境进行自动调光，并且可以实时监控LED运行状态的技术，其充分利用了LED的半导体器件性质，具有以下优点：第一，采用集中式直接DC驱动，不存在驱动可靠性和寿命问题；第二，多个LED灯组成系统，相互协调，整体更加节能，真正凸显LED灯的节能特性，实际使用成本短期内可明显下降；第三，提供更加灵活和自动化的节能策略，减轻LED的散热压力；第四，同时能够利用LED的半导体芯片特性，使其作为信息传递的载体。
LED照明智能控制技术能够帮助LED灯进入室内照明应用的广阔市场，在LED照明的普及过程中发挥关键的作用。
对于智能控制LED照明技术的未来展望，LED并不应仅仅局限于照明的功能，LED本身具有非常方便调制和控制的特性，基于这一特性可以做一 一个智慧中枢，将各种控制信息集中在一起，LED将有望集合更多的应用及实现更多的功能。LED灯使我们的世界变得更节能，同时LED灯通信和控制方式结合，可能会更加便捷、更加绿色环保。LED灯可以通过光线传输网络信号和控制信号，发出调制过的信号，完成信息和指令的传输。除了连接网络外，LED灯还能充当各种家用电器的指挥官。LED与智能控制结合在一起才能最大限度突显LED照明的特性和优势，从而取代传统照明，打造- -个符合智能控制基本需求的低功耗、高效率的L ED照明系统。
五、加强运行管理，满足节能要求
搞好设备设施的运行及维护管理，节约用电，降低运行成本，是建筑物投入使用后节约能耗的重要内容。
（一）合理调整高峰时段用电负荷
正常情况下应尽量使变压器的负荷率控制在60%左右，此时变压器的损耗较低。因此，在高峰用电时段，应优化设备运行方案，选择卸除某些相对不重要的机电负荷和照明负荷，使高峰期负荷降低。
（二）公共照明和办公设备运行管理
在不影响办公的情况下，应尽量调低照度或及时关闭灯具，无特殊需要，装饰类灯具尽量不要长时间开启。对人员流动较少的区域，灯具控制开关应采用感应式、声控式、触摸延时关闭等控制方式。负载一定时产生热量的多少与电缆电阻大小成正比，而电缆电阻又与导体材料及截面有关，导体电阻率越低，截面越大，电阻就越小，因此低电阻率的铜芯电缆日益普及（铜的电阻率低于铝的电阻率）。随着运行时间的增加，损耗的电能也不容忽视，而且如果线路比较长，压降势必造成末端电压降低，影响电能质量，尤其不利于那些对电压敏感的负荷安全运行。因此实际工程中保证在安全可靠的基础上按经济电流密度选择电缆截面一般是载流量选择截面人为加2档），虽然增加一部分初始成本，但在整个运行生命周期内，通过降低损耗，节约电能使总的运行成本降低，并且改善电能质量，有利于负荷安全运行，有明显的经济效益和社会效益。
（三）充分利用太阳能光伏发电
太阳能光伏发电是利用光生伏效应把太阳光能直接转化成电能的供电模式。太阳能光伏发电系统主要应用于太阳能热水、太阳能锅炉、太阳能照明（太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等）。
（四）其他照明节电措施
据有关统计，线路损耗约占输入电能的4%左右，因而设计也宜考虑线路节能。线路损耗主要与电流和导线截面有关。通常电流分为有功分量和无功分量。无功电流越大则线路损耗越大，应尽可能提高用户端的功率因数，减小无功电流，从而减少线路损耗。导线截面在可能的情况下宜适当加大。
结束语
人类的文明发展已经从最初关注的经济利益过渡到了环境保护的层面。节能环保已经成为了近年来全世界的热点。建筑电气的节能设计是一项十分重要的项目，也是一个十分复杂的问题，建筑电气的照明节能一定要遵循节能的标准，采用先进的科学技术，研发并坚持推广新型技术和创新产品，合理选择高效节能设备，降低变压器的耗电量，最大程度实现建筑节能，构建起绿色生态工程，为居民提供健康舒适的生活空间。
参考文献：
[1]浅谈建筑电气照明节能设计[J]. 陈维仁. 江西建材. 2017
[2]建筑电气照明节能设计的探讨[J]. 关键. 科技创新导报. 2017
[3]建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J]. 易芹. 建材与装饰. 2017
[4]建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J]. 叶晓雪. 工程技术研究. 2017
论文作者:蒋军志
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/3
标签：节能论文; 电能论文; 建筑电气论文; 灯具论文; 镇流器论文; 荧光灯论文; 光源论文; 《防护工程》2019年12期论文;