民用建筑照明节能设计及智能控制系统分析

摘要：目前全世界都存在能源危机，我国又是一个能源消耗大国，节能也就成为我国首要解决的问题，民用建筑电气设计中节能措施也是当前我国建筑节能中的热点之一，是关系民生的重要工作之一，因此合理选择照明方案，配置先进的控制系统，可以有效地节约能源。本文对民用建筑照明节能设计到智能控制方面进行分析。

关键词：建筑电气设计 节能原则 节能方式 节能分析

目前全世界都存在能源危机，我国又是一个能源消耗大国，节能也就成为我国首要解决的问题，民用建筑电气设计中节能措施也是当前我国建筑节能中的热点之一，是关系民生的重要工作之一，因此合理选择照明方案，配置先进的控制系统，可以有效地节约能源。

一、建筑电气设计的节能原则

（1）照明器具的选择。应当采用器具效率高、清扫和更换灯具容易的照明器具。采用设计不合理的照明器具或使用方法不当，是造成不舒适眩光的原因。空调型照明器具的研发可将冬季的灯具发热量回收再利用，而在夏季，则将所产生的热量排至室外，减少空调用电能，也可使荧光灯具有最适宜的管壁温度，并使光源发挥最大的光通量输出。

（2）符合工作、居住要求的照度水准。依需求的不同，确定适合其工作的照度水准，所有空间维持一定的平均照度要求，并且力求配光的均匀。对于要求高照度的场所，可尽量采用局部照明。

（3）有效的配线设计。适当的配线及自动开关设计，可配合天然采光，适当关掉靠窗边灯具或自动调光。

（4）易于维护管理的设计。由于光源和照明器的污染，使光通降低，这是造成能源浪费的原因，因此，更换寿命到期、光通量降低的光源非常重要。设计时，应采用维护管理容易的照明方式、照明器具和光源，这样，可减少维修所需的人力、物力、财力，也间接地起到了节能的作用。

二、建筑电气设计中的节能方式

照明部分的节能。照明系统的节能节电工作是一个不可忽视的重要环节，照明节能的基本原则应当是在保证不降低生产与工作视觉的要求，不降低照明质量的条件下减少照明系统中光能损耗，最有效的使用照明用电，最大限度的利用自然光，不允许采用降低照度标准的办法来节能节电。照明设计应根据工作场所的视觉要求，考虑光源的技术经济指标，尽量采用高光效、寿命长的光源，以节省照明电力费用，获得长期运行的经济效益。提高灯具的利用系数是照明节能的有效手段，利用系数与灯具效率有关，灯具效率越高，利用系数也越高。利用系数一般小于灯具效率，因为灯具并不是灯具发出的全部光都能落在工作面上，所以要选择高效率的灯具及工作面与光源的角度位置是否合适。正确选择照明器的配光曲线，能提高灯具利用系数。宽而矮的房间应选用宽配光照明器，高而窄的房间应选用窄配光照明器。而且在温度高、有腐蚀性气体的场所，灯具应加装防护罩，以保持灯具有较高的照明利用系数，从而真正做到照明系统的节能节电。

由于照明量大面广，故节能潜力巨大，包括采用高效光源；建筑物靠近室外部分增大门窗面积，采用透光率较好的玻璃门窗，充分利用自然光；凡是可以利用自然光的照明，采用按照度标准进行灯光的自动调节；可变照度的照明可采用成组分片的自动控制开停方式。

三、智能照度控制系统的节能分析

采用照明控制系统可以大大减少智能建筑能量的消耗并可缓解用电高峰时期的用电负荷。

（1）提高管理水平，减少维护费用

智能照明控制系统，将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且同时将大大减少大楼的运行维护费用，并带来极大的投资回报。

（2）利用自然光进行照度补偿

照度传感器检测周围环境的照度，与设定值比较，从而控制照明开关。当室外光较强时，室内照度自动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，这样可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的。一般来讲，越靠近窗自然光照度越高，人工照明提供的照度就低，保证合成照度维持在设计照度值。

（3）通过智能照明控制系统保持照度不变

新安装的合乎规定的照明设备，在使用3～5年之后，照度只剩下原设计值的44%，因此电气工程师在对新的建筑物进行电气设计时，有时其初始照度设置得较高，这种设计方法会由于照度设计偏高造成不必要的浪费，传统照明系统的房间照度曲线呈锯齿状，随着时间的推移，灯具的效率和房间墙面反射率不断衰减，引起照度下降，两次装修后又重新回到原有的照度值。使用智能控制系统以后，虽然照度设计还是偏高，但由于采用了智能调光系统，系统将会按照预先设计的亮度使照明区域保持恒定的照度，呈水平直线，不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响，阴影部分为节约的能源，这也是智能照明控制系统可节约能源的原因之一。

（4）通过人的活动情况控制灯的状态

现代高层办公大楼中，人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重，无论房间有人还是无人，经常是"长明灯"。通过动静探测控制，可以减少很多能源。当然，如果做到智能照明系统既能分散控制又能集中管理，大楼的管理人员也可以通过人工操作关闭无人房间的照明灯。

当然，在一个灯光控制系统中，我们会采用多种控制技术，来达到节能的目的。我们将各种传感器的检测情况及开关动作加以综合控制并对一天的照度情况进行分析，能量节省主要由检测人的传感器和灯光的调节技术（包括照度值调节、人工调节、自动调节）来决定。

在房间内部，若人员稀少，检测人的传感器在能量节省中是最重要的影响因素，特别是当人离开，而灯的手动开关又处于打开的时候。在人员密集的地方，光的调节则是最重要的影响因素，特别是当人在房间里位置不动的话，灯光的自动调节控制则是更有效的节约能量的方法。

参考文献

[1]高燕.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J].黑龙江科技信息， 2007，（05）。

[2]俞善庆，建筑电.耗与照明节能潜力[J] ，照明工程学报，2003，9（2）：12-13。

[3]刘建国.高层建筑电气设计方案的优化[J].电力建设，1998，（05）。

[4]裴祥友，刘江彩，韩志军.高层建筑电气节能设计[J].山西建筑，2005，（03）。