針對(duì)辦公樓照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及控制方式的探討

1、<p>　　針對(duì)辦公樓照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及控制方式的探討</p><p>　　摘要：隨著全球能源問(wèn)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(jì)中的重要環(huán)節(jié)。文章在針對(duì)辦公樓照明節(jié)能的一些問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，同時(shí)對(duì)辦公樓中常見(jiàn)的開(kāi)敞辦公區(qū)域進(jìn)行了照明節(jié)能設(shè)計(jì)，并且重點(diǎn)對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)中的功率密度進(jìn)行了闡述。 </p&g

2、t;<p>　　關(guān)鍵詞：照明節(jié)能；設(shè)計(jì)；控制方式；分析；建筑 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </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(gè)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(jì)、施工、運(yùn)行、管理全過(guò)程。顯然，對(duì)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(jì)階段，就要充分考慮節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。在工程設(shè)計(jì)中做好電氣照明設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，正確選用節(jié)能設(shè)備和器材，對(duì)照明設(shè)備采用節(jié)能控制方式，從而達(dá)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(jì) </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(guò)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(jì)等手段達(dá)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(jì)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(xiàng)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(píng)價(jià)指標(biāo)。不同種類(lèi)的場(chǎng)所有不同的功率密度值，各房間或場(chǎng)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(xiàng)照明指標(biāo) </p><p>　?。?）在一般情況下，設(shè)計(jì)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(gè)燈具以上的照明場(chǎng)所，當(dāng)小于10個(gè)燈具時(shí)，允許適當(dāng)超過(guò)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(chǎng)所的照度值高于或低于規(guī)定的照度

6、值時(shí)，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(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-節(jié)能專(zhuān)篇電氣》中指出：照明節(jié)能應(yīng)通過(guò)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(lái)實(shí)施。 </p><p><b>

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

8、 </p><p>　　（2）顯色指數(shù)Ra </p><p>　　根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》4.4.2條：長(zhǎng)期工作或停留的房間或場(chǎng)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?jiàn)光。燈的效率越高，達(dá)到同一照度時(shí)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(dá)到照明節(jié)能的效果。 </p><p>　　國(guó)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(huì)議室及儀表、電子等生產(chǎn)車(chē)間宜采用細(xì)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(zhǎng)。選用功率較大的燈管，功能性照明場(chǎng)所應(yīng)選用不小于約1200mm長(zhǎng)燈管。 </p><p>　?。?）天然光的應(yīng)用

10、</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)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(lái)辦公環(huán)境的一種發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）第6.2.3條指出：有條件時(shí)，宜利用各種導(dǎo)光和反光裝置將天然光引入室內(nèi)進(jìn)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(chēng)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(diǎn)對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行分散、集中、手動(dòng)、自動(dòng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、合理有效的控制，是實(shí)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(jì)的關(guān)鍵所在。照明控制方式按其實(shí)現(xiàn)方式可分為傳統(tǒng)照明控制、基于DDC的自動(dòng)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(kāi)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(jì)算機(jī)、時(shí)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(guò)高效的管理，根據(jù)不同日期、不同時(shí)間按照各個(gè)功能區(qū)域的運(yùn)行效果預(yù)先進(jìn)行光照度設(shè)置，不需要的照明時(shí)，燈光會(huì)自動(dòng)熄滅，并采用軟啟動(dòng)和軟關(guān)斷技術(shù)，使得燈具的使用壽命延長(zhǎng)，有效地降低了照明系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)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(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)整座大樓的照明情況進(jìn)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(dá)到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)，為整個(gè)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>　?。?）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(fù)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(fù)荷電流差不宜超過(guò)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(jì)量外，還應(yīng)設(shè)置低壓分項(xiàng)計(jì)量裝置。辦公樓宜按租戶(hù)或單位設(shè)置電能表。分用戶(hù)計(jì)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(jì)實(shí)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(duì)照明

15、設(shè)計(jì)特別是照明節(jié)能設(shè)計(jì)提出了新要求。 </p><p>　　3.1開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(shí)會(huì)根據(jù)工作桌面的位置布置大量的計(jì)算機(jī)或其它插座，因此宜在開(kāi)敞辦公區(qū)設(shè)有單獨(dú)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(kāi)敞辦公區(qū)照明節(jié)能設(shè)計(jì)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(hù)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中表4.1.6，得K=0.8；查燈具樣本并計(jì)算，取U=0.59，φ=3350lm。 </p><p>　　對(duì)于開(kāi)敞辦公區(qū)，燈具宜按結(jié)構(gòu)柱跨進(jìn)

19、行布置。因?yàn)殡m然這些開(kāi)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(jìn)行再分隔，所以這里只對(duì)一個(gè)柱跨進(jìn)行計(jì)算，A=81m2（長(zhǎng)=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(jì)算功率密度： </b></p><p><b>　?。?/p>

20、11W/m2 </b></p><p>　　滿(mǎn)足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)制性條文6.1.2，因此，每個(gè)柱跨內(nèi)選8個(gè)燈。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　電氣照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)的能耗大戶(hù)，在工程設(shè)計(jì)階段就應(yīng)采用一系列節(jié)能設(shè)計(jì)措施，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、選用節(jié)能設(shè)備和器材、采用一些合理和先進(jìn)的照明設(shè)備控

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