建筑电气照明节能设计研究

陈重潮

摘要：最近这些年以来，国家大力推进现代化城市建设步伐，建筑工程施工规模持续扩张，建设种类越来越多样化，建设数量也在不断增加，为满足人们对于建筑工程的各项功能需求，电气照明系统日趋复杂化，给建筑行业带来较大的能源消耗问题。在整个建筑系统中，电气照明系统的能源消耗比例较大，要想充分提高节能效果，应不断深入分析建筑电气照明节能设计，响应国家提倡的绿色节能环保理念的同时，满足可持续发展要求。

关键词：建筑电气；照明；节能设计

引言

在我国经济快速发展和人们物质生活水平不断提高的情况下，照明行业作为一种新兴产业得到蓬勃发展。电力是人类赖以生存和发展的重要能源，在当前经济和社会结构转型的大环境下，传统照明技术已不能适应现代化的要求。因此，在建筑电气照明节能设计中，必须遵守国家节能减排的基本策略和可持续发展的基本要求，将绿色节能的建筑理念深入贯彻到建筑的各个方面，从而提升电气照明设备的使用水平，降低能耗，推动我国建筑行业的发展。

1建筑电气照明能耗的主要影响因素

1.1光源

建筑照明光源可分为固体发光光源和气体放电发光光源，前者包括白炽灯、卤钨灯、场致发光灯、LED灯具等，后者包括氖灯、霓虹灯、荧光灯、钠灯、汞灯、金属卤化物灯等。各种光源的技术性能、发光效率、制造成本不同，在建筑工程中选用光源时，不但要考虑显色性、调光性能、透雾性能、成本、使用寿命，更要选择发光效率高的光源。

1.2灯具类型

灯具的电能损耗是建筑电气工程中最主要的能耗类型，设计人员需要根据实际需求选择合适的灯具。一旦确定了灯具的型号和功率，就要避免频繁改变。推荐使用节能灯具，其使用年限长、消耗低。

1.3照明控制方式

不同建筑物的性质和使用功能有较大差异，对照明系统的要求也不完全相同。设计人员应当根据建筑物的特点，选择与之相匹配的照明控制方式。

1.4人为因素

在建筑工程项目中存在大量人员频繁出入和移动，对建筑内部的照明需求也在时刻改变。如在办公建筑中，大量人员上班时在办公室工作，下班后离开办公楼，只留下少量值班或加班人员，在工作时间也有不少人出差或到其他房间聚集工作。如果照明管理制度不完善，往往会出现人走灯还在亮的“长明灯”情况，或者只有几个人在工作但整个办公楼灯火通明，浪费大量能源。需要加强管理，制订严格的照明管理制度，以减少人为能源浪费现象。

2建筑电气照明节能设计优化策略

2.1使用高光效节能灯具

要控制建筑电气照明系统的能耗，就必须合理地使用灯具，设计人员要根据建筑的照明要求和自然光的使用效果来设计灯具，在保证照明效果的前提下，满足节能环保要求。热射线灯等灯具会产生巨大的热量，因此最好不要在建筑照明中使用。在选用照明灯具时，需要综合考虑灯具的质量、实用性和使用寿命等，具体如下：

（1）在低高度的建筑中应该采用荧光灯，以充分发挥自然光的照明作用，满足室内的光照需求。

（2）在楼层更高的建筑中，可以使用金卤灯。该灯具使用寿命长，有一定的稳定性，在户外建筑中也有广泛的应用，在开阔的场地和较高的建筑中，金卤灯的照明效果十分显著。

（3）在高度很高、维修难度很大的建筑中，经常使用无极荧光灯进行照明。根据相关实验，灯具的反射率越高，节电效益越显著，提高普通节能灯的反射率，可以显著地提高灯具的使用效果。在对灯具有更高要求的场合，可以选用高压钠灯，其不仅成本更低，而且还具有更好的反光效果。

气体放电灯是采用气体放电发光原理的灯具，其应用效率高、辐射光谱覆盖范围广、使用寿命长。在照明系统中，可以选择和使用大量寿命长、耗电量低的发光二管，从而可以节省很多的能量。目前，气体放电灯的光效已达到100lm/W左右，趋于饱和，想再将光效成倍地提高，如提高到200lm/W或300lm/W是非常困难的。为了使照明效率有较大的突破，研究人员应进行新型照明灯具的研发。例如，可以使用新型特种气体放电灯，或者探索新型的抗高温、抗紫外线、抗高压的光学材料等。

2.2提升自然光源利用率

2.2.1使用导光系统

导光系统由采光罩、光导管和散射体三个部分组成。其中，采光罩使用特殊工艺制造，光线透过性高，并具有很强的自清洁能力，不会被尘土所覆盖；光导管内壁覆盖着反射率极高的材料，可以根据实际需要进行弯曲，从而将自然光源引入房间深处，使室内环境更加舒适、温馨、安全；在散射体底部光线可以漫反射，这对光线的均匀分布起到了很大的作用，同时还可以降低炫光。导光系统构造简单、适用面广，可用于大型公共建筑、停车库、地下商场等，不但可以减少电能的能耗，还可以实现更加清新自然的照明效果，这对于降低建筑的总体运行成本非常有意义。

2.2.2使用采光窗

采光窗有侧窗和天窗两种类型。侧窗构造简单，成本较低，但纵向照明均匀性较差；天窗可用于房间或大厅的天花板，可让自然光线直接照进室内，多用于公共建筑和工业建筑，利用天窗进行采光，照明均匀性更好，可以解决使用侧窗采光时房间深处的照度比较低的问题，采光效果和节能效果更好。

2.3优化照明控制系统

建筑电气数字照明节能控制可以采取单灯和多灯的控制方法，对于控制要求较高的建筑，可以使用自动控制系统，在实施照明控制前需要分析建筑的特性和自然照明情况，从而在合适的区域进行电气数字照明节能控制。假如建筑内划分了较多的控制区域，可通过增设照明开关的方式，满足住户的照明需求，进而让电气数字照明节能控制具备一定的人性化特征，如在楼道设置延时开关。优化照明控制还可以从控制设备的角度入手，为了提高建筑电气数字照明节能控制的效率，应当科学区分照明灯具线路和电源插座线路。在电源插座线路上装置种类较多，而照明灯具线路存在恒定负载，区分二者是为了保证线路稳定运行，同时在一定程度上延长灯具的使用年限。例如，可以设置具备高分段能力的空气开关，此种开关能在线路发生故障时第一时间切断电源，保障照明线路安全，从而保护整体线路避免受到损坏，并进一步预防线路出现故障后能源的持续消耗。

2.4应用光纤照明技术

在建筑电气照明节能设计中，要充分重视新技术的应用。例如，在光线较暗且自然光无法进入的地方（如地下室），可以使用光纤照明技术。高层建筑对照明的要求很高，使用光纤照明技术可以满足建筑需求，改善人们的生活和工作环境，提高环境舒适度，加强对人们视力的保护，确保人们的健康并实现节能。在具体设计中，可以在室内通过建筑两侧和顶部的大量玻璃反射自然光，在完全不需要人工照明的情况下提供足够的照明。此外，还可以使用自动控制窗帘来调节光线强度，使光线更加舒适。利用光纤照明技术，自然光通过聚光灯带传输到建筑内部，不消耗能源，可以显著减少电费。

2.5降低照明线路上的电能损失

电流在照明线路中流动时，由于电阻的存在会产生很大的电能损失，因此，设计人员在设计照明线路时应该选取电阻小的线路，并控制线路的长度和截面积，通过缩短线路的长度、增加线路的截面积等措施，将电流损失降低到最小。在照明线路的设计中，应尽可能地采用线性线路，避免使用特殊形状的线路。对于长度比较长的线路，为了避免不必要的能耗，必须增大线路的截面积。设计人员也可以在某些季节增加负载电路、降低线路电阻率来满足用户的季节用电需要，从而为用户的长期用电提供保证。

结语

综上所述，建筑电气照明节能设计是建筑工程设计中非常重要的组成部分，其质量直接关系到工程的实际投入使用效果与质量，同时也会影响人们在使用期间的感官体验。为满足当前绿色节能环保理念，符合可持续发展要求，设计师需不断优化建筑电气照明设计方案，积极学习先进技术和理念，将绿色节能环保理念科学融入建筑电气照明节能设计，并保证所有设计都符合相关规章制度、标准要求，同时符合人们对于建筑电气照明的要求，以此实现建筑电气照明节能，推动行业可持续发展。

参考文献

[1]白光明.建筑电气照明的设计原则与光源应用策略[J].光源与照明,2021(8):9-10.

[2]蓝娟.工业建筑照明节能设计探讨[J].现代建筑电气,2020,11(11):68-71.

[3]李晓宁.住宅建筑电气照明节能设计要点分析[J].光源与照明,2021(10):13-14.

[4]栾健.电气工程节能技术在建筑工程照明设计中的应用[J].江苏科技信息,2020,37(5):48-50.