对未来绿色照明设计分析解晰
来源：http://www.led-li.cn/ 作者： 时间：2012-11-25 浏览次数：
随着我国经济的快速发展，社会对能源的需求越来越大，当前，能源供应的相对紧缺成为制约我国社会与经济发展的一大矛盾。据统计，目前我国发电量的13%用于照明，并且随着我国经济发展，人民生活水平的提高，照明用电量呈稳步上升的趋势。因此，作为建筑电气设计人员，在考虑建筑节能时，应该对照明节能设计予以足够的重视。国家发展改革委于2004年底发布了我国第一个《节能中长期专项规划》，其中“绿色照明工程”被列为重点工程。该规划指出,“十一五”期间重点是在公用设施、宾馆、商厦、写字楼、体育场馆、居民楼中推广高效节电照明系统。本文就照明节能在具体设计和应用中应重视的几个环节作简要的介绍,灵创LED照明自成立以来，对LED数码管，LED点光源，LED洗墙灯等灯具
一、选择合适的照度标准
照明设计时，建筑照度标准值应从节能上考虑，按实际需求来选择照度标准值。民用建筑可以根据建筑物的等级及照明要求的档次来选择照度标准值，档次要求高的容许提高一级，档次要求低的容许降低一级，同时应满足GB 50034—2004《建筑照明设计标准》所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值、能效指标等相关标准值的综合要求。GB 50034—2004《建筑照明设计标准》第6章照明功率密度值规定，办公楼、商业场所、旅馆、医院、学校和工业建筑照明的功率密度值条文为强制性条文，必须严格执行。照明功率密度值(LPD)是限定一个房间或场所的照明功率密度最大允许值，设计中实际计算的LPD不应超过标准规定值。照明设计时，应逐个房间或场所按使用条件确定照度标准，选择合适的光源、灯具，确定最优的照明方案，计算平均照度，使之符合规定的照度标准值(允许±10%的偏差)。根据实际照明方案再计算LPD包含灯具光源及附属装置的全部用电量)。如果超过标准对应的规定值，应调整照明方案，直至符合为止。照明节能设计旨在提高整个照明系统效率，在保证照明质量的前提下，节约照明用电。要降低LPD正确的做法是提高光源的光效，包括降低镇流器功耗；选用配光曲线与房间相适应的、效率高、利用系数高的灯具；合理提高房间顶棚、墙壁的反射比，并选择合理的照度标准。
二、合理的布灯及照明控制方式
根据建筑物的等级、特点、功能、使用要求等具体情况，采取最佳的灯具布置方案，并对照明系统进行分散/集中、手动/自动、经济实用、合理有效的控制，是照明节能的重要措施。
2.1 建筑物的照明设计
电气设计人员在照明设计时应认真考虑日常节能的需要。综合型体育场馆的照明设计，应采取混合照明方式，选择两种及以上的不同容量光源灯具，根据区块的多功能要求均匀、混合布置，以达到同一区域不同功能照度标准要求下的分时、分级控制，不同区域的分区控制。对于大型场馆，尤其是400 W及以上大容量气体放电灯，最好能做到单灯控制。
2.2 公共场所的照明控制
(1)影剧院、多功能厅、会议室、博物馆、美术馆等功能性要求较高的场所应采用智能照明集中控制。为配合不同的环境、气氛要求，提前设置多种场景照明控制，并增加调光系统，方便物业管理人员操作，既节约电能，又方便管理。
(2)大开间办公室、图书馆、厂房等在有自然采光的区域宜采用恒照度控制，靠近外窗的灯具随着自然光线的变化，自动打开或关闭，保证室内照明的均匀和稳定。
(3)大型商场或展览馆的特殊柜台，可采用一般照明和重点照明相结合的方式。平时只点亮一般的背景照明，当有来客时，超声波或红外线智能开关自动打开聚光灯或其他泛光照明。
(4)学校、办公楼、宾馆、候机厅等公共建筑的走廊、楼梯间、门厅等照明，宜采用智能集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制。
(5)住宅建筑等的楼梯间、走道的照明，宜采用红外移动探测+光控等节能自熄开关，应急照明应有应急时强制点亮的措施。
(6)旅馆的门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置；医院病房走道在夜间应采用能关掉部分灯具或降低照度的控制措施。
2.3 照明灯具布置形式及控制要求
天然采光良好的场所，如两面以上墙壁有侧窗，或有采光屋面板，所控灯列应与侧窗或采光屋面板平行，该场所的控制宜按设定照度自动开关灯或调光。会议室、多功能厅、报告厅等场所，应按靠近或远离讲台分组布灯。对于高大空间区域或生产加工类场所应合理设置一般照明及局部照明。若工作位置的密集程度、工作性质不同，可按车间、工段或工序分组，采用分区照明的方式，要求高的工作区采用较高的照度，而非工作区可采用较低的照度，但两者的照度比不宜大于3∶1。在满足灯具允许安装高度及美观要求的前提下，应尽可能降低灯具的安装高度，同时要注意眩光的控制要求；另外布置灯具时也应注意与安装面建筑构件的配合。
三、选择符合环境功能的节能光源
电光源的选择应以实施绿色照明工程为重点，绿色照明工程旨在节约能源、保护环境。推进绿色照明工程实施中，应根据不同的使用场合，选用不同的节能光源。以下简要介绍几种主要光源的选用原则及适用范围。
3.1白炽灯
照明设计时，应尽量减少白炽灯的使用量。一般情况下，室内外照明不应采用普通白炽灯。白炽灯属第一代光源，光效低(约20 lm/W)，寿命短(约1 000 h)，但不能完全取消，这是因为白炽灯没有电磁干扰，便于调节，适合频繁开关，对于局部照明、事故照明、投光照明、信号指示是可以使用的光源。若的确需要普通白炽灯时，也可用它的换代产品卤钨灯代替。卤钨灯的光效和寿命比普通白炽灯高1倍以上。尤其要求显色性高、高档冷光或聚光的场合，可用各种结构形式不同的卤钨灯取代普通白炽灯，来达到节约能源、提高照明质量的目的。
3.2 荧光灯
荧光灯是应用最广泛、用量最大的气体放电光源。它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点，是首选的高效节能光源。推荐采用紧凑型荧光灯取代普通白炽灯。紧凑型荧光灯可以和镇流器(电感式或电子式)连接在一起，组成一体化的整体型灯。它集中了白炽灯和荧光灯的优点，具有以下特点:①光效高，每瓦产生的光通量是普通白炽灯的3~4倍；②寿命长，是白炽灯的10倍；③显色指数可以达到80左右；④节能；⑤使用方便，可以与普通白炽灯直接替换，还可与各种类型的灯具配套，制成台灯、壁灯、吊灯、装饰灯等，特别适用于家庭、宾馆、营业厅等。管型荧光灯绝大多数是直管型，两端各有一个灯头。根据灯管的直径不同，预热式直管荧光灯有26mm(T8)和16mm(T5)等几种。T8灯可配电感式或高频电子镇流器；T5灯采用电子镇流器。荧光灯主要适用于层高4. 5 m以下的房间，如办公室、商场、教室、图书馆、公共场所等。有条件时应优先选用直管稀土三基色细管径荧光灯(T8或T5)，以达到光效高、寿命长、显色性好的品质要求。
3.3 高强度气体放电灯
高压钠灯、金属卤化物灯同属高强度气体放电灯。各种规格的高压钠灯和金属卤化物灯由于具有光效高、寿命长的特点，广泛应用于空间高度>4. 5 m的各种场所，如机场、港口、道路、体育场馆、大型工业车间、展示大厅、地铁站等。金属卤化物灯显色性相对较高，更适宜于对照明质量、照度水平有较高要求的场所，如体育馆、比赛场地等。商业场所的重点照明可采用陶瓷金属卤化物灯，该灯比石英金属卤化物灯具有更好的显色性、更长的寿命、更高的光效。一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯，需要时可用金属卤化物灯代替，以取得较好的节能效果。高压钠灯的发光特性与灯内的钠蒸汽气压有关。标准高压钠灯光效高，显色性较差，适用于对显色性无要求的场所；对显色性要求较高的场所，宜选用显色改进型高压钠灯。高压钠灯可进行调光，光输出可以调至正常值的50%，功耗能减少到正常值的65%。
四、选择正确的镇流器和高效的灯具
气体放电灯的镇流器主要分两大类:电感式镇流器和电子镇流器。电感式镇流器包括普通型和节能型。镇流器的一般选用原则为:自镇流荧光灯应配用电子镇流器；直管型荧光灯应配用节能型电感镇流器或电子镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器，在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器，功率较小者可配用电子镇流器；选用荧光灯和高强气体放电灯的镇流器时，还必须考虑其能效因数(BEF)在国家相关能效限定值和节能评价值上的要求。为了使设计人员在选用镇流器时，对上述原则有一个更好的理解，下面对镇流器的各项技术指标进行全面的综合参数比较。各种镇流器功耗表如表2所示，荧光灯用镇流器性能比较表如表3所示。镇流器的合理使用对照明节能降耗具有明显的影响。以T8荧光灯(36W)为例，若用高品质、低损耗电子镇流器和普通的电感镇流器相比，照明安装功率可降低20%，实际LPD可下降20%；若用超低损耗电感镇流器和普通电感镇流器相比，照明安装功率可降低89%，即:实际LPD可下降89%。
选择与环境相匹配的灯具需考虑灯具的多项参数，如空间等照度曲线、防护等级等。照明设计节能除选择高效的光源外，还应选高效的灯具。灯具的光效受反射材料的影响很大，不同的反射材料对应的反射效率为50 % ~92%；灯具格栅的保护角对灯具的影响也很大，保护角为20°~30°时，灯具格栅效率为60 % ~70%，保护角为40°~50°时，灯具格栅效率为40% ~50%。设计人员在选用高效灯具时，要尤其注重以上两点。为了提高灯具日常工作中的使用效率，推荐采用高保持率灯具。高保持率灯具指运行期间光源光通下降较少、灯具老化污染现象较少的灯具。目前常用的技术措施为:灯具采用石英玻璃涂层以降低氧化腐蚀率；环境污染较大的场所采用活性碳过滤器。
五、天然光的利用
为了在建筑照明设计中贯彻国家的节能法规和技术经济政策，实施绿色照明，宜利用各种技术措施将天然光引入室内进行照明。采用天然光导光或反光系统时，必须采用人工照明措施，天然光导光系统只能用于一般照明，不可用于应急照明；当采用天然光导入系统时，宜采用智能照明控制系统对人工照明进行自动控制。太阳光导入器是目前国际上新推出的集节能、绿色、环保、健康为一体的产品，它主要采用太阳光自动跟踪、透镜集光、光缆传输自然光，实现白天地下室、朝北房间的阳光照射。据资料统计，一束阳光导入相当于500W光源的照明亮度，采用太阳光导入器，零成本使用，可以有效地减少白天的照明电耗。充分利用太阳光导入系统，作为一项可持续能源技术，取得的经济效益和社会效益必将导致其在建筑采光中的广泛应用。
六、绿色照明推广应用的其他措施
为了绿色照明工程的完整实施与推广，以下几个环节还应得到加强。
(1)施工图审查单位应严格审查“照明节能计算书”，严防只注重场所的照明功率密度值，而不注重场所的实际照度；只看场所的LPD实际值，不看LPD折算值，以防“倒推法”在设计领域的流行、泛滥。同时要求照明设计文件中，应对照明器具核心元件有明确的技术参数要求，不能仅标明光源种类及容量。另外，对照明节能工程的重症区、二次装修的照明设计，也应纳入施工图审查范围。
(2)建议国家相关管理部门能及时推出一套既完全符合照明节能新标准，又操作简单、获得行业认可的专业“照明节能计算软件”。它既能有效减轻技术人员的计算工作量，缩短设计周期，又能使国家照明强制性标准得到广泛的认可和有效的推广。
(3)工程监理及验收人员应严格按照照明节
能设计中要求的灯具及元件技术参数，对设备材料进行验收，防止以次充好。
(4)每一项照明工程完工后，物业管理部门都应有一套维修保养计划，如定期更换、淘汰或清洗照明器及相关元件，以提高灯具效率的高保持率，保证照明系统高效率的延续。
七、结束语
节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，这既是科学发展观的必然要求，也是对未来的一项责任。从本文分析可以看出，照明节能潜力很大，应在设计中考虑各种可行的措施，通过经济技术比较获得经济技术指标良好的照明节能方案，采用先进技术，选用高效设备，同时通过工程技术人员的精心设计、详细计算和反复比较，真正达到节能的目的。
