浅谈电气照明中的节能措施

［摘要］文章从电气照明设计的角度，论述了照明节电与节能环保的关系，并从利用天然光、光源选择、整流器的选择、线路的控制方式等方面介绍了照明节电的主要措施。

［关键词］照明节能天然光光源镇流器照明控制方式

随着社会经济的快速发展，电力供应出现了严重短缺，为了缓解电能的供需矛盾，除了大力发展电网建设外，提倡节约用电也显得极为重要。在我国，照明能耗约占电力能耗的10~12％，且有逐年上升的趋势，其中多以低效照明为主，因此节能的潜力很大。作为设计人员，必须对电气照明进行优化设计，在保证合理的、有效的照度和亮度前提下，尽可能降低照明用电负荷，提高电能利用率。照明节能设计和应用可以从以下多方面入手：

一、充分利用天然光

在照明设计中，往往有很多误区，其中之一就是忽略天然光的利用。天然光是人们生产和生活中最为习惯的光源，人的视觉在天然光下比在人工照明下具有更高的灵敏度。再好的灯光也不如天然光来得自然和谐，因此，在设计建筑物采光时，应通过新型采光方法和材料有效地利用天然光。

1、房间的采光系数或采光窗的面积比应符合《建筑采光设计标准》GB/T 50033的规定。例如，在设计建筑物采光时，采用平天窗或横向天窗等，直接利用太阳能作为照明能源，不但缩短电气照明的时间，节约了电能，又有利于身体健康。

2、宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明。利用天然光的常见方法有：导光管法、棱镜组多次反射法，通过采用这些效率高、性能好的新型采光方式，能更有效地提高光的利用率。

例如，在地下车库等很多采光不足的场所，首先可以充分利用各种自然资源和人工物品来采光，比如玻璃窗的设计；利用墙面、顶棚、地面的反射来增加照度；设置全反射的镜面，采用反射系数高的墙面装饰材料，充分利用室内受光面的反射性，使用这些反射面成为间接光源，提高电能的利用率。

关于天然光的利用，还可以借鉴国外工程的经验。

二、合理选择照明光源

在照明设计时，应根据不同的使用场合，选用不同的高效节能的光源。以下简要介绍几种主要光源的选用原则及适用范围。

1、白炽灯

白炽灯过去用得最广泛，因为它价格低廉，安装维修简单，它的致命弱点是发光效率太低。因此，目前常被各种发光效率高、光色好，显色性能优异的新光源代替。一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯。但对于开关灯频繁的场所、要求瞬时启动和连续调光的场所，可采用白炽灯。

2、荧光灯

荧光灯是大范围照明所普遍采用的光源。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。目前常见的荧光灯有：

（1）直管形荧光灯。目前较多采用T5型和T8型，其具有显色性好，光效高、光衰小，寿命长的特点。T5型对色彩丰富的物品及环境有比较理想的照明效果，适合商场、展厅等场所使用。T8型适合办公室、教室、医院、图书馆、公共场所及家庭等要求亮度高的场所使用。

（2）环形荧光灯。除形状外，环形荧光灯与直管形荧光灯没有多大差别。主要提供给吸顶灯、吊灯等作配套光源，供家庭、商场等照明用。

（3）紧凑型节能荧光灯。这种荧光灯的灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体（镇流器放在灯头内），整个灯通过E27等灯头直接与供电网连接，可方便地直接取代白炽灯。它集中了白炽灯和荧光灯的优点，具有光效高，寿命长，显色性好，节能等特点，使用方便，适用于家庭、宾馆、营业厅等场所的照明。

3、高强度气体放电灯

金属卤化物灯、高压钠灯同属高强度气体放电灯。高压钠灯具有发光效率高、耗电少、寿命长等优点，但其显色指数在40~60之间，存在色温低、颜色失真度大等缺点。目前广泛应用于道路、机场、车站、广场及工矿企业等场所的照明。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、百货商店和宾馆等场所的照明。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。

三、选择正确的镇流器

荧光灯的镇流器是一个耗能元件，其作用有两个：一是当荧光灯开启时，镇流器与启辉器共同作用，使荧光灯启燃；二是在正常工作时，产生电压降，维持灯管电流保持稳定。镇流器的选择在很大程度上影响节能效果，有数据研究显示，使用高品质、可靠性高的电子镇流器，不仅体积小，重量轻，还可以使灯管消除频闪，无噪音，灯管光通输出稳定，更可以节约照明用电20%。

由表1可知，电子镇流器与电感镇流器的优缺点呈互补趋势：前者比后者更节能且具有较高的功率因数，但其使用年限较低且谐波含量大；而后者正好相反。因此，现行规范要求，T8直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能电感镇流器，不应配用功耗大的传统电感镇流器，以提高能效。需要指出的是，因电感镇流器不能可靠启动T5灯管，14W及以上的T5直管形荧光灯应采用电子镇流器。在镇流器的选择上，应该选用运行可靠、寿命长、自身功耗低、频闪小、噪声低、谐波含量小、电磁兼容性符合要求、性价比高的较为适宜。

综上所述，选择光源时，应在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定。

四、选择合理的照明控制方式

正确的控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是照明节能的有效措施。目前建筑工程中常用的控制方式有照明开关（跷板开关）控制方式、断路器控制方式、定时控制方式、光电感应开关控制方式、智能控制器控制方式。照明设计时，选择控制方式时主要考虑在安全条件下便于管理和维修，并注意节约电能。

（1）应合理选择照明控制方式及进行回路分配，充分利用天然光并根据天然光的照度变化，决定电气照明点亮的范围。

（2）应根据照明使用特点，采取分区控制灯光或适当增加照明开关点的方式，通过开关控制，对照明区域进行灵活分区，以适应各种需要。

（3）一般建筑通常采用照明开关控制方式，但在生产厂房内，宜按生产性质，如工段、流水线等分区、分组集中于配电箱内控制。在剧场、餐厅、商场等大型公共建筑内，也宜将灯分组集中于配电箱内控制。

（4）对于办公室、客房、教室、学生宿舍等场所可利用节电开关进行管理，如定时开关、声光控开关等、节电控制器、钥匙开关以及照明自动管理系统等。

（5）对于住宅类建筑的楼梯间、前室、走廊等，可采用声光延时开关和两地控制开关进行控制。

（6）公共场所照明、室外照明，可采用集中遥控管理的方式或采用自动控光装置。

五、结语

在设计施工中，工程技术人员应根据建筑物的性质、规模、特点和要求，综合比较各种光源的技术和经济指标，选用高效节能的光源，采用高品质的绿色照明灯具，优化照明配电系统，最大限度发挥照明的效能，使照明节能方案更加趋于经济化和合理化。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看