針對辦公樓照明電氣節(jié)能設(shè)計及控制方式的探討

1、<p>　　針對辦公樓照明電氣節(jié)能設(shè)計及控制方式的探討</p><p>　　摘要：隨著全球能源問題日益突出，建筑節(jié)能顯得十分重要，電氣照明是能耗較高的工程，能否降低建筑電氣照明能源標(biāo)準(zhǔn)，提高建筑電氣照明的能源利用率，是建筑節(jié)能設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。文章在針對辦公樓照明節(jié)能的一些問題進行簡單的分析，同時對辦公樓中常見的開敞辦公區(qū)域進行了照明節(jié)能設(shè)計，并且重點對節(jié)能設(shè)計中的功率密度進行了闡述。 </p&g

2、t;<p>　　關(guān)鍵詞：照明節(jié)能；設(shè)計；控制方式；分析；建筑 </p><p>　　中圖分類號：TM08 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　在公共建筑大約有50%～60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，20%～30%用于照明。因此“電氣照明節(jié)能”是一個眾人關(guān)注的課題，并且這

3、一課題貫穿于電氣照明工程建設(shè)的設(shè)計、施工、運行、管理全過程。顯然，對于電氣照明系統(tǒng)節(jié)能控制，應(yīng)在系統(tǒng)構(gòu)成的初始階段即工程設(shè)計階段，就要充分考慮節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。在工程設(shè)計中做好電氣照明設(shè)計方案的優(yōu)化，正確選用節(jié)能設(shè)備和器材，對照明設(shè)備采用節(jié)能控制方式，從而達到電氣照明工程的節(jié)能目標(biāo)。 </p><p>　　2 辦公樓建筑電氣照明節(jié)能的設(shè)計 </p><p>　　在保證電氣照明質(zhì)量的前提下，盡

4、可能節(jié)約照明用電。照明節(jié)能主要是通過采用高效節(jié)能照明產(chǎn)品、提高質(zhì)量、優(yōu)化照明設(shè)計等手段達到受益的目的，即節(jié)能但不犧牲質(zhì)量。應(yīng)符合GB 50034-2004《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》。 </p><p>　　2.1照明功率密度值 </p><p>　　遵循規(guī)范中規(guī)定的各項照明指標(biāo)，如表1所示。其中照明功率密度值（LPD）是照明節(jié)能的重要評價指標(biāo)。不同種類的場所有不同的功率密度值，各房間或場所的照明

5、功率密度值不應(yīng)大于規(guī)范中規(guī)定的值。 </p><p>　　表1 各項照明指標(biāo) </p><p>　?。?）在一般情況下，設(shè)計照度值與照度標(biāo)準(zhǔn)值相比較，可有-10%～+10%的偏差。此偏差只適用于裝10個燈具以上的照明場所，當(dāng)小于10個燈具時，允許適當(dāng)超過此偏差。 </p><p>　?。?）照明功率密度值不應(yīng)大于上表中的規(guī)定。當(dāng)房間或場所的照度值高于或低于規(guī)定的照度

6、值時，其照明功率密度值應(yīng)按比例提高或折減。 </p><p>　　2.2光源和燈具的選擇 </p><p>　　《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-節(jié)能專篇電氣》中指出：照明節(jié)能應(yīng)通過選擇合理的照度標(biāo)準(zhǔn)，選用合適的光源及高效節(jié)能燈具，采用合理的燈具安裝及照明配電系統(tǒng)，并根據(jù)建筑的使用條件和天然采光狀況采用合理有效的照明控制裝置來實施。 </p><p><b>

7、;　?。?）色溫K </b></p><p>　　根據(jù)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》4.4.1條和《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》10.2.3條，總結(jié)得出：辦公樓中辦公室、會議室等一般工作場所宜選用3300≤K≤5300的燈具；設(shè)計室、計算機房等高照度場所宜選用色溫K>5300的冷色調(diào)燈具，以避免使工作場所的色彩環(huán)境發(fā)生變化而影響原有設(shè)計的色彩意圖；多功能廳、陳列廳等場所宜選用色溫K<3300的暖色調(diào)燈具。

8、 </p><p>　?。?）顯色指數(shù)Ra </p><p>　　根據(jù)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》4.4.2條：長期工作或停留的房間或場所，照明光源的顯色指數(shù)Ra不宜小于80。 </p><p>　?。?）采用高效光源 </p><p>　　燈的效率是指所消耗的電能中有多少轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?。燈的效率越高，達到同一照度時就越省電。辦公樓中應(yīng)選用具有高光效和

9、光通量維持率高的燈具，以達到照明節(jié)能的效果。 </p><p>　　國標(biāo)GB50034-2004第3.2.3條規(guī)定：高度較低房間，如辦公室、教室、會議室及儀表、電子等生產(chǎn)車間宜采用細管徑直管形熒光燈。必須選用稀土三基色熒光燈，其光效更高，顯色性好（顯色指數(shù)Ra＞80），壽命更長。選用功率較大的燈管，功能性照明場所應(yīng)選用不小于約1200mm長燈管。 </p><p>　?。?）天然光的應(yīng)用

10、</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，我國白天照明用電占總照明用電的50%以上。利用天然光照明，不僅能節(jié)約電能，而且在自然光下工作，人們不易疲勞，可提高工作效率，也能保證工作人員的健康，是未來辦公環(huán)境的一種發(fā)展趨勢。國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）第6.2.3條指出：有條件時，宜利用各種導(dǎo)光和反光裝置將天然光引入室內(nèi)進行照明。自然光光導(dǎo)照明系統(tǒng)在多層辦公樓中的應(yīng)用就是很好的案例，這種系統(tǒng)也稱光導(dǎo)采

11、光系統(tǒng)，它主要是由采光區(qū)域，光導(dǎo)管和漫射區(qū)域組成。 </p><p>　　2.3照明控制方式 </p><p>　　根據(jù)辦公樓自身特點對照明系統(tǒng)進行分散、集中、手動、自動、經(jīng)濟實用、合理有效的控制，是實現(xiàn)照明藝術(shù)性和舒適性的有效手段，也是辦公樓照明節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵所在。照明控制方式按其實現(xiàn)方式可分為傳統(tǒng)照明控制、基于DDC的自動照明控制和智能照明控制。 </p><p&g

12、t;　　智能照明系統(tǒng)主要由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、PC接口、監(jiān)控計算機、時鐘管理器、手持式編程器等部件組成。 </p><p>　　由于智能照明系統(tǒng)能夠通過高效的管理，根據(jù)不同日期、不同時間按照各個功能區(qū)域的運行效果預(yù)先進行光照度設(shè)置，不需要的照明時，燈光會自動熄滅，并采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，使得燈具的使用壽命延長，有效地降低了照明系統(tǒng)的運行費用。照明系統(tǒng)在采取這種智能化控制之后

13、，就可以不受光源和燈具的限制，在計算機平臺上對整座大樓的照明情況進行控制和管理。這就能在保證照明質(zhì)量、提高照明效率的情況下，達到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)，為整個大樓節(jié)約大量的電力資源。 </p><p>　　2.4照明配電系統(tǒng) </p><p>　　（1）照明電源線路盡可能采用三相供電，以減少電壓損失，并應(yīng)盡量使三相照明負荷平衡，以免影響光源的發(fā)光效率。末端照明配電箱的出線回路也應(yīng)盡可能三相平衡，最

14、大最小相的負荷電流差不宜超過30%。 </p><p>　?。?）減少線路損耗，應(yīng)選擇低損耗配電變壓器。系統(tǒng)除了電能總計量外，還應(yīng)設(shè)置低壓分項計量裝置。辦公樓宜按租戶或單位設(shè)置電能表。分用戶計算電量，有利于節(jié)約電能。合理提高線路的功率因數(shù)。 </p><p>　　3照明節(jié)能設(shè)計實例 </p><p>　　現(xiàn)代辦公樓的功能日趨復(fù)雜，建筑形式也發(fā)生了變化，這些變化對照明

15、設(shè)計特別是照明節(jié)能設(shè)計提出了新要求。 </p><p>　　3.1開敞辦公區(qū)域光源和燈具的選擇及布置 </p><p>　　由本文辦公樓的照明節(jié)能分析，開敞辦公區(qū)宜選用配電子鎮(zhèn)流器的稀土三基色直管熒光燈：顯色指數(shù)80、色溫4000、光通量3350lm、功率36W；燈具布置采用與外窗平行的布燈形式；采用平行外窗方向順序就地直接控制燈具；并且使照明回路三相基本平衡。另外，開敞辦公區(qū)四周一般為大

16、面積落地窗，墻上能布置的插座比較少，而且具體工作位置不定，裝修時會根據(jù)工作桌面的位置布置大量的計算機或其它插座，因此宜在開敞辦公區(qū)設(shè)有單獨的配電箱。 </p><p>　　3.2確定照度與功率密度值的關(guān)系 </p><p>　　開敞辦公區(qū)照明節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵之一是如何確定照明照度與功率密度值的關(guān)系。 </p><p><b>　　根據(jù)平均照度法： </

17、b></p><p>　　其中式中：E―工作面上的平均照度（lx）； </p><p>　　φ―光源的光通量（lm）； </p><p><b>　　N―光源數(shù)量； </b></p><p><b>　　U―利用系數(shù)； </b></p><p>　　A―工作面面積（m2

18、）； </p><p>　　K―燈具的維護系數(shù)。 </p><p><b>　　由（3-1）式得 </b></p><p>　　查本文表1，選取E=300lx；查《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中表4.1.6，得K=0.8；查燈具樣本并計算，取U=0.59，φ=3350lm。 </p><p>　　對于開敞辦公區(qū)，燈具宜按結(jié)構(gòu)柱跨進

19、行布置。因為雖然這些開敞辦公區(qū)通常都有吊頂，但是由于面積較大，以后業(yè)主很可能根據(jù)需要按結(jié)構(gòu)柱跨進行再分隔，所以這里只對一個柱跨進行計算，A=81m2（長=13.5米，寬6米），代入（3-2）式， </p><p>　　考慮到燈具照度均勻度，N取8。 </p><p><b>　　計算功率密度： </b></p><p><b>　　＜

20、11W/m2 </b></p><p>　　滿足《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》強制性條文6.1.2，因此，每個柱跨內(nèi)選8個燈。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語 </b></p><p>　　電氣照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)的能耗大戶，在工程設(shè)計階段就應(yīng)采用一系列節(jié)能設(shè)計措施，采用優(yōu)化設(shè)計方案、選用節(jié)能設(shè)備和器材、采用一些合理和先進的照明設(shè)備控

21、制方式來降低辦公建筑照明工程運行使用中的能耗。這些措施在諸多的工程案例中都得到驗證，這充分說明電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能在工程設(shè)計階段就要重視，并采取行之有效的節(jié)能設(shè)計措施是可以達到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-節(jié)能專篇電氣[M].北京：中國計劃出版社，20