基于建筑照明节能措施分析与研究

摘要：随着经济高速发展,如何节约能源是保证可持续发展的必要条件,建筑节能特别是照明节能是非常重要的组成部分。建筑照明节能是技术进步的一个重大标志 ,也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。本文就此深入分析研究了建筑照明节能的有效措施，提出了一些个人的建议，可供同行参考。

关键词：建筑照明； 节能； 光源；

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

前言

节能是在当今人类面临生存与可持续发展重大问题的大环境下世界建筑发展的基本趋向。建筑能耗中照明节能是技术进步的一个重大标志, 也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。在我国,照明用电量大约占发电量的 10% 左右, 并且主要以低效照明为主, 照明终端节能具有很大的潜力。同时照明用电大都属于高峰用电, 照明节能具有节约能源和缓解高峰用电的双重作用。

一、新型高效节能光源分析研究

目前主要发展趋势有以下几方面。

节能灯: 紧凑型节能灯是目前替代白炽灯最适宜的光源。国外最近研制生产的紧凑型节能灯与白炽灯相比, 节能达 80%, 功率范围 5W~ 23W, 寿命长达 10000 小时, 降低维护和替换费用。这种光源使用稀土三基色荧光粉使被照物体更真实、更自然,光色从暖色到冷色, 满足不同应用需求, 还可应用于可调光电路。

电磁感应灯: 我国企业经过三年潜心研制, 终于将一种高效节能的新型光源“电磁感应灯”推向实际使用。电磁感应灯是继传统白炽灯、气体放电灯之后在发光机理有突破的新颖光源。它是由高频发生器、功率耦合线圈、无极荧光灯管组合而成的,而且不用传统钨丝, 可以节约大量资源。由于无极启动点燃, 可避免电极发射层的损耗以及对荧光粉的损害而导致寿命短的弊端。使其使用寿命大幅提高, 同时也不存在因灯丝损坏而造成整个灯报废的问题。电磁感应灯还有一个形象的名字叫 无极灯 。它的使用寿命长达 10 年以上, 比荧光灯节电1 倍以上, 对功率为 25~ 350W 电磁感应灯可实现30% ~ 100% 的连续调光功能。

LED 光源: 半导体照明是 21 世纪最具发展前景的高技术领域之一, 它具有高效、节能、安全、环保、寿命长、易维护等显著特点, 被认为是最有可能进入普通照明领域的一种新型第四代 绿色 光源。美、日等国均已启动 LED 照明工程的政府计划, 以期站在世界的前沿。

白光LED 可应用于建筑照明领域, 以替代白炽灯、荧光灯、气体放电灯。提高白光 LED 发光效率是目前各公司和研究机构竞相努力的方向, 每个月都会有新的技术报道。目前已从 15lm/W 提高到30lm/w ( 产品) , 在研究水平上为 40lm/w, 最高已达到50lm/w ( 日亚公司) , 人们正向着 100lm/w 的目标不断努力。

二、提高照明设计质量精度问题分析研究

能源高效的照明设计或具有能源意识的设计是实现建筑照明节能的关键环节, 通过高质量的照明设计可以创造高效、舒适、节能的建筑照明空间。目前我国建筑设计院主要承担建设项目的一般照明设计, 这类照明设计主要包括一般空间照明供配电设计、普通灯具选型、灯具布置等工作。由于照明质量、照明艺术和环境不像供配电设计那样涉及建筑安全和使用寿命等需严肃对待的设计问题, 故电器工程师考虑较少。这样就造成了照明设计中随意加大光源的功率和灯具的数量或选用非节能产品,造成能源浪费。一些专业公司承包大型厅堂、场馆及景观照明的设计, 虽然比较好地考虑了照明艺术和环境, 由于自身力量不足或考虑的侧重不一样,有时候设计十分片面, 如照度不符合标准, 照明配电不合理, 光源和灯具选型不妥等现象。要解决好上述问题, 应加强专业照明设计队伍的业务建设, 提高照明设计质量意识和能源意识。目前国外照明设计已大量采用先进的专业照明设计模拟软件, 保证照明设计的科学合理。国际著名的专业照 明设 计模拟 软件 如 Lumen Micro、AGI32、DIALux 等, 都含有国际上几十家灯具公司的产品数据库, 能进行照明设计和计算及场景虚拟现实模拟,并输出完整的报表, 误差在 7% 以内。我国的照明设计师应尽快掌握使用这些先进的设计工具, 与国际照明设计领域接轨, 提高设计质量的精度, 从建筑照明的最初设计环节上实现能源的高效利用。

三、贯彻施行新的照明设计标准问题分析研究

根据国家经贸委与建设部的商定, 新标准中增加了重要的建筑照明节能的内容。为了与国际上接轨, 我国新照明标准中采用照明功率密度 ( Lighting Power Density) , 即单位面积上的照明安装功率 ( LPD 值) 作为评价节能的指标。标准中分别对居住建筑、办公建筑、商业建筑、旅馆建筑、学校建筑、工业建筑等提出了 LDP 的限制值,除居住建筑外其他类建筑的 LDP 均为强制条文。这样既保证了照明质量同时在照明器件采用上又必须达到高效节能。

四、采用智能化照明问题分析

由于世界经济结构向国际化和高增值型方向发展, 使建筑要求与设计方法跟传统形式相比, 大为不同。照明部分也在发生深刻的变化。这就是 智能化照明 技术的应用并迅速发展。智能化照明是智能技术与照明的结合, 其目的是在大幅度提高照明质量的前提下, 使建筑照明的时间与数量更加准确、节能和高效。智能化照明的组成包括: 智能照明灯具、调光控制及开关模块、照度及动静等智能传感器、计算机通信网络等单元。智能化的照明系统可实现全自动调光、更充分利用自然光、照度的一致性、智能变换光环境场景、运行中节能、延长光源寿命等功能。

五、太阳能利用问题分析

随着科学技术的发展, 特别是节能的影响,人们对晴天和平均天空采光设计与计算进行了大量研究, 并初步提出一套设计方法。国际照明委员会的天然采光技术委员会也专门组织各国专家对近年取得的采光设计经验和科技成果进行了总结, 编写了《国际采光指南》, 为设计、科研、教学和有关人员提供了设计依据和标准。利用晴天采光计算方法设计采光, 约可减小 15%的开窗面积, 具有重要的节能和经济意义。同时, 新的采光技术主要解决了以下三方面的问题: 大进深建筑内部的采光问题; 提高采光质量;天然光的稳定性问题。这些新的采光技术往往利用光的反射、折射或衍射等特性, 将天然光引入, 并且传输到需要的地方。具体总结起来主要有以下四种较先进的采光技术:用于采光的导光管: 它主要由三部分组成, 即用于收集日光的集光器; 用于传输光的管体部分;以及用于控制光线在室内分布的出光部分。光导纤维采光系统: 一般也是由聚光部分、传光部分和出光部分三部分组成, 它可以柔性地将太阳光引导到所需要的地方。采光搁板: 是在侧窗上部安装一个或一组反射装置, 使窗口附近的直射阳光经过一次或多次反射进入室内, 以提高房间内部照度的采光系统。导光棱镜窗: 利用棱镜的折射作用改变入射光的方向, 使太阳光照射到房间深处。它可以有效地减小窗户附近直射光引起的眩光, 提高室内照度的均匀度。

六、结语

建筑照明节能是一个前景十分广阔、经济与社会效益十分显著的领域, 是可持续发展战略中十分具体的内容, 本文也只是管中窥豹,以期在这个领域中的更大发展。

参考文献

[1] 庞蕴繁, 薛才之, 毕晶权. LED 半导体照明及其在光文化中的作用. 中国 (天津) 首届现代城市光文化论坛专题报告文集, 2004

[2] 张绍纲. 关于修订我国 建筑照明设计标准 的建议. 照明技术与管理, 2003