办公建筑照明中调光技术的节能应用研究论文_苏永

办公建筑照明中调光技术的节能应用研究论文_苏永

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引言

照明在当今社会已作为衡量一座城市和地区现代化文明的重要标志之一。现代照明的设计和照明产品的选择是以能充分发挥科学、合理地利用能源,直接或间接地服务于人类为目的的。在充分考虑现代建筑环境和照明特点的情况下,注重照明电器核心部件的科学选定,这对照明质量、运行和维护费用,以及对电网污染等的影响和作用非常重要。在一些发达国家,早在上个世纪90年代初就已开始限制生产和使用白炽灯和电感镇流器。我国"绿色照明工程"的正式启动,也将对我国的能源、电光源和照明技术,甚至环境保护等各个领域产生巨大的影响。

1建筑照明发展现状

建筑照明是指利用光源实现建筑物的功能价值,早期建筑物功能价值以及建筑照明的意义主要体现在照亮建筑物内部让建筑物中的居民可以不受四季时间的制约而正常的开展室内工作,因此早期的建筑照明光源在选材上主要考虑其照明功能,常见的建筑照明光源如白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯等,最初的白炽灯所占空间较小,安装维护工作相对简单,在家庭建筑照明中得到了普及应用,但是白炽灯的光效较低,曾提的光照强度与耗电量之间无法形成良好的交换机制,加上白炽灯的使用寿命较短,一旦钨丝灯烧黑晒坏就需要重新替换,家庭建筑照明的更新频率与照明成本较高,随着照明技术的发展逐渐成为照明市场上的淘汰品。卤钨灯是白炽灯的市场替代物,其就红外反射层技术,将光源中发射出的红外线经由灯罩返回至灯丝中,只将可见光投射出来,从而使得光效相较于白炽灯而言有了大幅度的提升,据统计,其光效增加了约40%,电能消耗减少了约30%,也不再需要频繁地更换灯泡与钨丝,是白炽灯的良好替代品。

2照明控制技术

照明系统控制技术并非是绿色照明的理念提出之后才诞生的,而是随着照明技术的出现就已然孕育的。当照明光源与照明灯具应用到家庭建筑、办公建筑、道路的路灯系统等方面时,人们会自然而然地意识到当自然光照度能够满足生产生活的光照要求时,则无需启动照明系统,这一思想过程必然会涉及到照明系统的启动与关闭,早期的照明控制系统就是这一思想的延伸,其将照明分为一般照明、局部照明、混合照明等,根据照明类型的不同以及光照度标准要求的不同对照明系统进行启闭控制操作设计,主要是对照明系统进行开关启闭控制以及照明亮度的调节控制。早期的照明控制技术主要是依赖于人工手动操作,通过在灯具的配电回路中增加或配置开关元件以及调节元件对灯具的配电回路以及配电回路中的电气参数进行控制,然后人工操作开关元件与调节元件控制配电回路的连通与断开以及电气参数数值调整,整个照明控制方式目的性明确,所要实现的功能也相对单一,主要集中在照明灯具的启闭与照明灯具的光照度调节两个方面,因此相对应的控制方式所需要的造价与成本相对低廉,但是在照明配电回路中增加元件与布线会使得线路的复杂度成倍增加,照明控制系统的后期维护与管理难度较大,控制力相对有限且分散,对于家庭照明尚有应用余地,而对于大面积的厂房、办公建筑等则会使得回路的复杂度难以应付后期的系统扩展与控制以及建筑内部功能结构的变化。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电气技术的发展为照明系统的自动化控制带来了新的技术手段,自动照明控制系统运用数字控制技术实现照明设备的自动启闭,首先照明控制中心向配电回路中发射控制信号,配电回路接收到控制信号后对信号内容进行解析,以判别信号中对交流触电器的分合命令并加以执行,实现对照明配电回路的连通与断开。自动照明控制系统虽然能够无需人工干预就可实现对照明设备的启闭,但是其无法实现光照度的调节控制,缺乏对灯光场景预设与场景管理控制的能力,因此逐渐被新兴的智能照明控制技术所取代。

3基于分散局部最优的调光照明控制技术

3.1分散与局部划分

办公建筑内不同的空间结构所对应的功能价值不同,其应用场景与应用市场也存在着较大的差异,例如办公建筑中的应急照明系统应当在正常照明系统无法产生应有效用时及时开启,以起到疏散照明与安全照明的作用,有利于开展人员疏散、消防救援工作,对重要的生产、工作的继续运行或必要的操作处置均有着至关重要的作用;办公建筑中的卫生间与楼梯间的照明设备无需一直呈现开启状态,而应当在有人到达相应区域的时候自动控制打开照明设备,人员离开后可以适当关闭照明设备。出于对办公建筑的照明系统进行节能设计的目的,办公建筑的照明调光控制应当采取针对性策略,对办公建筑的室内空间按照功能价值进行分散分类与局部划分。

3.2控制理论

最优控制,也就是在允许的范围内,寻找的控制作用使动态系统的性能指标达到最小或者最大。但是,在实际情况中除二次型性能指标的最优控制问题外,一般是很难用定量方法求得整体最优控制的,因此常常是求出许多局部最优控制,再挑选整体最优控制。在办公建筑照明系统设计应用中,局部最优控制理论可以总结为在办公建筑内部各个不同的属性局部,采取不同的控制方式,达到最优的控制效果,从而得到节能效果。

3.3灯具的控制策略

依据照明部位的灯光布置、环境条件和功能需求,选择合适的照明控制方式,不仅能保证照明质量和品质,而且能够大大提高照明系统的节能性及控制高效性1)场景控制功能预设多种场景,一按键即可。应用于办公大楼大空间场所均可实现多种照明场景,带给用户更加简单、便捷额控制方式,根据不同需求营造不同的环境与氛围。2)恒照度控制功能根据传感器采集照度数据来智能控制相关照明灯具的开关,协调自然采光与灯光,避免电能浪费,用于办事大厅、大空间办公室区域等。3)应急处理功能接收到安保、消防系统报警后,自动将指定区域应急照明灯具全部打开,提高紧急情况下照明的及时性。

结语

办公建筑中照明设备的能耗约占办公建筑总能耗的一半,对其能耗现象进行分析,一方面是由于办公建筑中的照明控制技术主要依赖于物业管理人员的静态控制方式,由物业管理人员根据办公建筑的开放与关闭时间控制照明设备的启闭,整个照明控制技术缺乏自动化与智能化调节能力,另一方面,办公建筑在照明设计的过程中其节能设计主要依托于建筑师的经验,在设计的过程中建筑师缺乏对内部结构以及各结构功能的整体性掌控力,使得其所设计的节能方案未能细化到办公建筑内部不同结构与不同功能分区进行针对性落实,降低办公建筑的照明节能效果,未能达到办公建筑照明控制技术所期望的经济效益与社会效益。

参考文献

[1]路建岭,麦粤帮.广州市某办公建筑照明节能改造工程浅析[J].建筑节能,2017,45(09):114‐117.

[2]陈源.办公建筑公用空间照明节能优化设计[J].智库时代,2017(10):274‐275.

论文作者:苏永

论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期

论文发表时间:2019/7/18

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