电气照明节能技术与措施.ppt

电气照明节能技术与措施 节能设计的重要性 近些年来，有关节能、生态、环境保护和可持续发展等问 题已越来越成为全社会关注的焦点，也引发了人类对于日 益严重的生态环境问题的反思。 针对我国的能耗状况，建筑节能已成为我国一系列应对措 施中的一个重要环节，国家与地方相继出台了一大批有关 建筑节能的规范与标准，而建筑节能设计则是实现建筑节 能目标的第一步，一项完善的建筑节能设计，将为建筑长 期的低能耗运行打下良好的基础。 节能设计时，设计人员应根据各自项目的特点，依照节能 设计的相关步骤，从前期设计阶段就开始入手进行建筑节 能方面的研究，确定建筑、设备等的节能方案，并在设计 的各个阶段循序渐进地进行各项建筑节能的计算及相关的 系统和构造设计。 建筑电气节能的原则 在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源 消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求 ，降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设 备，并对其进行有效、科学的控制与管理。 建筑电气专业的设计人员应根据建筑物的使用功能和设 计标准等综合要求，合理进行供配电、电气照明、建筑 设备及系统的控制设计，确保安全可靠、经济合理、高 效节能。 随着科技的迅速发展，节能技术、设备也将不断提高和 发展，在工程设计中要不断总结经验，把握成熟的节能 新技术、新设备信息，逐步加以推广应用。 照明节节能的重要性 照明节节能是建筑节节能中一个重要组组成部分。全球照明用 电电占到总总用电电量的19%，我国照明用电电占全社会用电电量 的13%左右。 2005年全国总总用电电量约为约为 24000亿亿度，照明用电电量约为约为 3000亿亿度，且每年以1314%的速度增长长。 如果把我国在用的14亿亿只白炽炽灯全部替换为节换为节 能灯，每 年可节电节电 480亿亿千瓦时时，相当于每年减少二氧化碳排放 4800万吨，节节能减排潜力很大。 本章主要内容包括：电气照明设计中需要遵循的节能要点、 确定的照明指标和选择节能光源、灯具、附件的方法，以及 典型建筑物的电气照明节能设计措施等。 照明设计设计 中，应应从以下几方面考虑虑照明的节节能措施 ： 应应根据国家规规定的照度标标准来合理选选定各工作和活动场动场 所的照度。 应应根据不同的使用场场合来选择选择 合适的照明光源，在满满足 照明质质量的前提下，尽可能选择选择 高光效的光源。 选选用配光合理、效率高的灯具，在满满足眩光限制的条件下 ，应优应优 先选选用开启式直接照明灯具（效率不低于75%） ，一般室内的灯具效率不宜低于70%，并要求灯具的反射 罩具有较较高的反射比。 合理利用局部照明。对对同一大房间间中有局部小范围围高照 度要求的，应优应优 先采用局部照明来满满足。 选择镇选择镇 流器时时，应选择电应选择电 子镇镇流器或节节能型高功率因数 电电感镇镇流器，并应应采用能效等级级高的产产品。公共建筑内 的荧荧光灯单单灯功率因数不应应小于0.9，气体放电电灯的单单灯 功率因数不应应小于0.85。 室内照明配电线电线 路应选应选 用铜铜芯，配电线电线 路导导体截面的选选 择应择应 合理，并可适当加大，以降低线线路阻抗。 照明节能设计时应遵循下列原则： 在能保证有足够的照明数量及质量的前提下，应尽可 能地做到节约照明用电。 照明的节能应能提高整个照明系统的效率，而不应在 损失主要照明质量的情况下，片面地强调节能。 建筑照度标准值应从节能上考虑，贯彻按实际需求选 择照度标准值的高低，不宜追求或攀比高照度水平。 照明的客观评观评 价指标标及其实实施 照明设计时设计时 ，应应从照度标标准、照明均匀度、统统一眩光 值值、光色、照明功率密度值值（简简称LPD）、能效指标标 等来客观综观综 合评评价。 民用建筑（含居住建筑、公共建筑）的照度标标准、照明 均匀度、统统一眩光值值、光色、照明功率密度值值（简简称 LPD）等应应符合建筑照明设计标设计标 准GB50034所对对 应应的相关标标准值值要求。在民用建筑中实实施的照度标标准 值值，可以根据照明要求的档次高低来选择选择 照度标标准值值 。档次要求高的允许许提高一级级，档次要求低的允许许降低 一级级，以利照明的节节能。 1 凡符合下列条件之一时时，参考平面或作业业面的照度值值允 许许按照度标标准值值分级级提高一级级： 当眼睛至识别对识别对 象的距离大于500mm时时； 连续长时间紧张连续长时间紧张 的视觉视觉 作业业，对视觉对视觉 器官有影响时时； 识别对识别对 象在活动动面上，识别时间识别时间 短促而辨认认困难时难时 ； 视觉视觉 作业对业对 操作安全有特殊要求时时； 建筑水准要求较较高时时 。 2 凡符合下列条件之一时时，参考面或作业业面的照度值值允许许按 照度标标准值值分级级降低一级级： 进进行临时临时 工作时时； 当工作精度和识别识别 速度无关紧紧要时时； 当反射比或亮度对对比特别别高时时； 建筑水准低时时。 照明设计时设计时 ，应应合理选择选择 好合适的照明方式： 当照明场场所要求高照度时时，应选应选 混合照明的方式。 当工作位置密集时时，则则可采用单单独的一般照明方式，但 照度不宜太高，一般最高不宜超过过500lx。 当工作位置的密集程度不同，或者为为某一区域时时，可采 用分区一般照明的方式，要求高的工作区可采用较较高的 照度，而非工作区可采用较较低的照度，但两者的照度比 不应应大于3:1。 照明节能指标的确定 应应采用房间间或场场所一般照明的照明功率密度值值（LPD） 作为为照明节节能的评评价指标标。 不同种类类的建筑及场场所有不同的照明功率密度对应值对应值 ， 计计算房间间或场场所一般照明的照明功率密度值时值时 ，应计应计 入 灯具光源及附属装置的全部用电电量。 当房间间或场场所的照度值值高于或低于规规定的对应对应 照度值时值时 ，其照明功率密度值应值应 按比例提高或折减。 16 高效节能光源、附件及其选择 一、光源的选择选择 照明设计时设计时 ，对对照明光源的选择应选择应 符合国家现现行相关 标标准的规规定。 根据不同的使用场场合来选选用合适的照明光源，所选选用的 照明光源应应具有尽可能高的光效，以达到照明节节能的效果。 1.光源综综合能效 常用光源的电电气参数包括额额定功率、光效、显显色指数、 色温、平均寿命等。 光源综合能效是综综合光源光效和寿命两个方面的指标标， 采用两个维维度对对光源的能效进进行评评价，单单位为为lmh/W。 17 18 垂直高度大者表示光效高，水平长度大者表示其平均寿命 长，矩形面积大者表示其综合能效高。 19 2.光源的选择 20 21 22 荧光灯主要用于层高4.5m以下的房间； 荧光灯应以直管荧光灯为主，并应选用细管型(d 26mm) ，有条件时应优先选用直管稀土三基色细管径荧光灯(T8, T5) 。 在要求照度相同条件下宜采用紧凑型荧光灯代替白炽灯， 节能效果： 荧光灯的选用 23 室内空间高度大于4.5m且对显色性有一定要求时； 体育场馆的比赛场地因对照明质量、照度水平及光效有较 高的要求，宜选用金属卤化物灯； 可采用金属卤化物灯代替荧光高压汞灯，以取得较好的节 能效果： 金属卤化灯的选用 24 标准高压钠灯光效高，显色性较差，适用于显色性无要求 的场所；对显色性要求不高的场所，宜选用显色性改进型高 压纳灯。 有调光要求时，高压钠灯可进行调光，光输出可以调至正 常值一半，系统的功耗减少到正常值的65%。 高压钠灯的选用 25 目前LED光通量不高，光效约在3050lm/W，价格相对较 高，尚未作为普遍照明室内光源推广，但其单色性好，启动 时间短，寿命长，适用于各种场合的动态照明及颜色变化； 白光LED，无红外线及紫外线辐射，发光效率高，适用于 博物馆及展览厅有特殊要求场所。 LED灯的选用 有很多领域还是可以大量地应用LED照明灯。这些领域 的应用可促进大功率白光LED的生产、促进技术的提高 ，并可降低生产成本。在LED照明设计、应用上也可获 得更多的经验，有利于将来的推广。 这些应用领域都是用电大户，对节电能起到很大作用。 通常有： a. 城镇街道的路灯系统（包括太阳能路灯系统）； b. 隧道及地下停车场（包括地下商场）； c.交通工具的照明（汽车、电车、轮船、飞机等的内部 及部分外部照明灯）； d. 大型公共场所的LED照明，例如：铁路旅客车站、城 市轨道交通站、地铁站、民用机场、汽车客运站、大 型超市、大型百货公司、大厦及医院等； e.景观照明。 26 二、高效灯具的选用 一般规定：光学特性、技术指标、结构特点 灯具发光强度的空间分布曲线宜采用空间等照度曲线、 平面相对等照度曲线。 灯具分类宜按光通量分布、光束角、防护等级划分。 灯具的能效应采用灯具的光输出比为评价标准。 类别类别 名称 上半球光通% 配光曲线线 形状 灯具特点适用场场所 下半球光通% 直接型 010 窄 中 宽宽照明效率高 顶顶棚暗， 垂直照度低 要求经济经济 ， 高效率的场场所， 适用高顶顶棚90100 半直接型 1030 苹果形配光照明效率中等 增加天棚亮度 要求室内各表 面有高的反射 适用于要求创创造 环环境氛围围的场场所， 经济经济 性较较好 6090 扩扩散型 40 梨形配光 60 60 40 半间间接型 6090 元宝形配光 1040 间间接型 90100 凹字形 心字形 效率低，环环境 光线线柔和， 室内反射 影响大 适用创创造气氛， 具有装饰饰效果 反射型的吊灯， 壁灯 010 1.灯具配光种类的选择 灯具宜按五种不同种类的配光，根据场所不同选用： 2.灯具效率及保护护角选择选择 灯具反射器的反射效率受反射材料影响较较大，灯具扩扩散 配光应应采用扩扩散反射材料。 格栅栅的保护护角对对灯具的效率和光分布影响很大，保护护 角2030时时，灯具格栅栅效率60%70；保护护角40 50时时，灯具格栅栅效率40%50。 3.灯具的光输输出比应满应满 足以下要求： 采用直接照明的直管荧荧光灯时时，所选选灯具的光输输出比 应应符合如下的规规定：敞开式不小于75，透明棱镜镜不小 于65，漫射不小于55；格栅栅灯具，双抛物面不小于 60，铝铝片不小于65，半透明塑料不小于50。不得 采用镜镜面不锈钢锈钢 板制作格栅栅和反射器。 采用间间接照明时时，所选选灯具的光输输出比不应应小于80 ； 采用直接照明的高效气体放电电灯时时，出光口敞开的灯具 光输输出比不应应小于75；有格栅栅或面板的灯具光输输出 比不应应小于60。 结论：如果眩光、美观、安全能满足要求，尽量使用开敞式灯具。 31 4.高保持率灯具 指运行期间间光通降低较较少，包括光源光通下降、灯具老化污污 染等。 1）高压钠压钠 灯，寿终终光通量约约降低17%；金属卤卤化物，寿终终 光通量约约降低30%。 2）灯具宜采用石英玻璃涂层层降低氧化腐蚀蚀率。 3）环环境污污染较较大的场场所宜采用活性炭过滤过滤 器，提高灯具使 用效率。 三、节能镇流器的选用 1.镇流器选用原则 自镇流荧光灯应配用电子镇流器； 直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器； 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； 荧荧光灯和高强气体放电电灯的镇镇流器分为电为电 感镇镇流器和电电 子镇镇流器，选选用时时宜采用能效因数BEF： BEF=100*（/P） 式中：BEF镇镇流器能效因数（W-1 ）； 镇镇流器流明系数值值，是指基准灯与被测镇测镇 流器 配套工作时时的光通量与基准灯与基准镇镇流器配套工作时时 的光通量之比； P线线路功率，W。 BEF值值越大，越节节能。 光源功率 （W） 镇流器自身消耗的功率（W） 普通型电感节能型电感电子型 2081046100010118510 各种镇流器自身的功耗表 标称功率W18202230323640 BEF 电感型3.1542.9522.7702.2322.1462.0301.992 电子型4.7784.3703.9982.8702.6782.4022.270 管型荧光灯镇流器能效限定值 管型荧光灯镇流器节能评价值 标称功率W18202230323640 BEF 电感型3.6863.4583.2482.5832.4612.2712.152 电子型5.5185.0494.6193.2813.0432.6812.473 型号品种 自身功耗 （W） 重量比价格比光效比 开机浪涌 电流比 电磁干扰 EMI 36W/40W普通 电感镇流器 9110.950.981.5无 36W/40W节能 电感镇流器 451.50.61.021.051.5无 36W/40W国产标 准 电子镇流器 3.50.30.4341.101015倍在允许范围内 36W/40W进口 电子镇流器 3.50.40.5471.10810倍在允许范围内 36W/40W国产H型 电子镇流器 3.50.20.41.31.81.101520倍 有明显干扰、超 标 荧光灯用电子镇流器与电感镇流器比较性能表 2.镇镇流器的选选用方式 1）宜按能效限定值值和节节能评评价值选值选 用管型荧荧光灯镇镇流器， 选选用要求参见见管形荧荧光灯镇镇流器能效限定值值及节节能 评评价值值GB17896 2）高压钠压钠 灯镇镇流器的选选用 A宜按能效限定值值和节节能评评价值选值选 用高压钠压钠 灯镇镇流 器，选选用要求参见见GB19574高压钠压钠 灯用镇镇流器能效 限定值值及节节能评评价值值。 B对对于有调调光要求的场场所，如城市道路夜间间照明，可 采用双功率输输出的节节能型镇镇流器，配合定时时器进进行功 率选择选择 ，以适应应不同时时段的照度要求。 3）金属卤卤化物灯镇镇流器的选选用 以某办公室为例，说明照明设计的重要性。 某绘图办公室，长5.6m，宽3.5m，吊顶距地面2.7m，工 作台面高0.8m，台面上的平均照度要求500lx。 人工照明节能设计示例 42 照明设计方案 43 44 45 46 47 48 49 50 方案汇总 U1=0.44,U2=0.53U1=0.27,U2=0.40 U1=0.44,U2=0.58 U1=0.29,U2=0.42 U1=0.35,U2=0.52U1=0.44,U2=0.69 3 电气照明的节能 xe 3.6 照明节能设计 51 52 典型公共建筑照明节能的设计应用 1.办办公建筑照明的节节能设计设计 办办公室照明光源应应以高光效荧荧光灯为为主要光源，其中包括 稀土三基色荧荧光灯和紧紧凑型荧荧光灯。 设计时应优设计时应优 先选选用直管型稀土三基色T8荧荧光灯和紧紧凑型 荧荧光灯。条件允许许的，宜采用直管型稀土三基色T5荧荧光灯 。 控制方式: 根据天然光的照度变变化，决定照明点亮的范围围，且靠外墙墙 窗户户一侧侧的照明灯具应应能单单独控制。对门厅对门厅 、会议议室和要 求比较较高的办办公室等可采用智能灯光控制系统进统进 行多场场景 控制和调调光控制。 2.商业业建筑照明的节节能设计设计 商场营业厅场营业厅 、超市等的照明光源一般以直管形荧荧光灯 和紧紧凑型（节节能）荧荧光灯为为主，有时时也可采用小功率 的金属卤卤化物灯，有特殊照明要求的的场场合则辅则辅 之以 一定数量的卤钨卤钨 灯和陶瓷金卤卤灯。设计时应优设计时应优 先选选用 直管型稀土三基色荧荧光灯。 商场营业厅场营业厅 、专卖专卖 店等的照明应应采取一般照明、局部 照明以及重点照明相结结合的照明方式；超市则则可采取一 般照明为为主的照明方式，适当采用分区一般照明方式。 景观照明的节能设计 建筑物夜间间景观观照明的照度值值可参照民用建筑电电气设计设计 规规范JGJ/T16-2008中表10.8章节节或参照国际际照明委员员会推 荐的照度标标准值值。 光源选择选择 ： 应应根据建筑物立面材质选择质选择 合适的高效节节能光源。 建筑物立面照明光源一般应应以金属卤卤化物灯和高压钠压钠 灯为为主；建筑物轮轮廓灯照明光源宜以59W优质紧优质紧 凑型 荧荧光灯为为主，有条件的宜采用高光效LED灯作为为光源； 室外景观观照明光源则应则应 以小功率高显显色性高压钠压钠 灯、 金属卤卤化物灯和节节能灯为为主。 照明方式： 建筑物夜间间景观观照明一般采用投光灯，以混光照明的方 式达到改变变光源和显显色性的效果。 对对于有大面积积玻璃幕墙墙的建筑物宜利用室内的部分照明 或在玻璃幕墙墙内侧单侧单 独设设照明灯具（一般以高效荧荧光 灯为为主，有条件的也可采用LED灯）达到内光外透的效 果。 室外照明的节能设计 我国目前尚没有专门针对专门针对 公共建筑、居住小区类类等建筑的 庭院照明、景观观照明、建筑物立面照明的相关规规范、标标准 ，可借鉴鉴我国行业标业标 准城市道路照明设计标设计标 准及国际际 照明委员员会的推荐标标准。 节节能要点： 进进行室外照明的光源选择时应选择时应 注重其光电电参数的总总体 评评估，如光源的发发光效率、显显色指数；灯的启动动、再 启动动、工作电电流、额额定电压电压 等参数；灯的寿命及性价 比等相关因素。 选选用性能价格比适宜的光源，优优先选选用高光效光源。 在照明功能无特殊要求、电电能损损耗大体相同时时，一般 宜选选用同一类类型或色温相近的光源。 光源的选择选择 ： 居住区道路、公建周围围道路照明及庭院照明、景观观照明 一般宜选选小功率金属卤卤化物灯、紧紧凑型荧荧光灯和细细管 径荧荧光灯。 建筑物立面照明的外照明一般选选用金属卤卤化物灯或高压压 钠钠灯; 建筑物立面照明的内光外透照明可选选用细细管荧荧光 灯。 建筑物轮轮廓照明可选选用紧紧凑型荧荧光灯或高效的发发 光二极管（LED）灯及灯带带等。 灯具选选用具有光通量维维持率高的灯具。灯具反射罩和保 护护罩经经涂膜、镀镀膜处处理后对对于灯具的光通量维维持率的高低 有很大影响，因此，一般情况下选择选择 灯具时时，应优选应优选 用灯 具反射罩和保护护罩采用涂膜或镀镀膜的产产品。 照明系统节电统节电 器的选择选择 ： 可控硅降压压型照明节电节电 装置：通过过控制可控硅的导导通 角，将电电网输输入的正弦波电压斩电压斩 掉一部分，以降低输输 出电压电压 的平均值值，达到节电节电 的目的。 优优点：电压调节电压调节 速度快，精度高，可分时时段实时调实时调 整 ，且相对对来讲讲体积积小、设备轻设备轻 、成本低。缺点：出现现 大量谐谐波，不能用于有电电容补偿补偿 的电电路中。 自耦降压压式节电节电 装置：根据输输入电压电压 的高低情况连连接 自耦变压变压 器输输出端相应应的抽头头，将电电网电压电压 分别别降低 10V、15V、20V，达到节电节电 的目的。 优优点：结结构、功能简单简单 ，可靠性