建筑照明设计中对节能问题的研究.doc

建筑照明设计中对节能问题的研究摘要：自从建筑照明设计标准GB50034-2004颁布执行以来已有7个年头，期间正处于我国建筑工程高速发展的阶段，本规范的实施使得我国建筑照明节能领域有了长足的进步，对促进国家节能减排政策的实施提供的基础的保障。作为重庆建筑设计行业的一名电气设计师，笔者审查并跟踪了本地多个工业、民用项目的照明设计安装工程，发现并总结了照明节能设计中的一些问题，现对部分问题做初步的研究和探讨。关键词：建筑照明设计 节能 照度计算 功率密度 照明光源一、问题提出：这些年国家大力推行节能减排，国家建设主管部门对照明节能高度重视，对违反强制性条文的情况，加大了管理力度。除了严格的施工图审查以外，每年还会对部分项目进行抽查，一旦发现问题会严肃处理。审查施工图设计中照明节能的关键性指标一是照度，二是功率密度，三是光源的选择。1、照度计算（1）照明计算时对照明性质确定、参数取值不对，如利用系数、维护系数、光源、电气附件技术参数等。（2）对规范中提到的允许有误差的理解不正确。（3）有些建筑有很多功能不同的房间，但设计时照度和布置却生搬硬套。2、功率密度（1）设计时不进行正确的照度计算，而采用经验法估算，导致功率密度值超标。（2）计算功率时未考虑镇流器的功率，当计入镇流器功率后，功率密度值超标。3、照明光源（1）灯具选择不合适或不明确。选用灯具不节能或在高大场合选用光衰严重的灯具。（2）装饰照明及景观照明中大量使用高耗能灯具。二、问题分析：1、照度计算（1）照明计算时对照明性质确定、参数取值不对，如利用系数、维护系数、光源、电气附件技术参数等。正规的利用系数的确定，通过计算室型指数，再根据所选择灯具的配光曲线，查表时还需选择相应的天花板、墙面、地面的反射系数，从中找出利用系数。但就目前的情况来看，许多灯具制造厂家无法提供甚至抄袭别的厂家的配光曲线图，欺骗设计师和消费者。一般对于利用系数的选取，可根据所设计房间或场所面积的大小而有所区别。面积大的区域，利用系数可适当高些，面积小的房间或场所，利用系数可低一些。一般格栅荧光灯利用系数在0.550.6之间；荧光灯带的利用系数一般为0.5左右；开启式荧光灯利用系数则较高，比如教室、阅览室等一般采用蝙蝠翼式配光曲线的灯具，利用系数可达0.7。对于维护系数，参见建筑照明设计标准。房间或场所的照度计算可由下式求出： Lx=Lm*N*Cu*M/A式中：Lx照度；Lm每个光源输出的流明；N总光源数量： Cu灯具利用系数；M灯具维护系数；A房间面积。当其他参数所有参数都确定后，可根据照度公式简单推导出： N=（A*Lx）/（N*Cu*M）从上式可以看出：当房间或场所的照度值确定后，Lx就确定了，Lm、Cu、M越大，光源所需功率越小。Lm是单个光源的流明数，对于光效我们看的是一类灯具的流明。目前市场上的日光灯，较好的三基色荧光灯光效基本上都在90Lm/W。（2）对规范中提到的允许有误差的理解不正确。 如规范建筑照明设计标准中的第4.1.3、4.1.4、4.1.7条。4.1.3 符合下列条件（暂略）之一及以上时，作业面或参考平面照度，可按照度标准值分级提高一级。4.1.4 符合下列条件（暂略）之一及以上时，作业面或参考平面照度，可按照度标准值分级降低一级。4.1.7 在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%+10%的偏差。这几条的设置，是根据我国实际国情，可在规范规定的照度值要求下，根据实际情况进行浮动。4.1.7是因为照明设计时灯具布置的和需要的照度功率不是连续的，是跳变的，因此为设计师在具体设计时提供一个范围，而不是严格要求。但是允许照度值的偏差不等于允许功率密度值发生偏差。同样的功率密度情况下，由于房间反射条件、室型不同，照度是会发生变化的，所以允许10%的偏差。而功率密度值绝对不允许有10%的偏差，因为其是完全可以定量控制的。另外两条是考虑到虽然具有同样性质的房间，但由于档次的不同，对照度要求的水平程度也不同，所以可根据实际情况调整。然而实际操作中，却为一些喜欢钻空子的建设者和设计师利用，人为调低或调高照度水平，造成照度不足或功率过高的情况。（3）有些建筑有很多功能不同的房间，但设计时照度和布置却生搬硬套。往往一个建筑物，甚至建筑物同一层有各类房间，每间房间的面积也有不同，说明中和材料表里的选型没有问题，但平面布置中却简单化、机械化、粗略化，导致各房间没有差别，照度和功率密度要么不足要么超标。如同时具有办公室和资料室、储藏室的建筑物，各房间照度要求是不一样的，如果千篇一律地复制粘贴，设计就会出现严重错误。这种情况大量存在，应该引起我们设计人员的注意。2、功率密度（1）设计时不进行正确的照度计算，而采用经验法估算，导致功率密度值超标。很多设计师在新开始设计时都很认真，会一步步计算各房间的照度值并考虑灯具布置方案。但时间一久，有了些经验，设计时往往就不再详细计算照度，而是根据以往经验草草设计，这样做图就很容易犯错，导致照度和功率密度误差增大，造成电能的浪费。而且设计习惯一旦成型，便越来越僵化，更容易出现简单粗糙的设计效果。（2）计算功率时未考虑镇流器的功率，当计入镇流器功率后，功率密度值超标。气体放电灯都需要镇流器，镇流器本身也是要消耗电能的。对镇流器的能耗，各地方也是提供了一些标准。在灯具选型时，也应当同时对镇流器进行选型。对于28W的T5灯管来说，只有电子式镇流器，镇流器功耗可按4W计算，这样一根T5型单管荧光灯的总功率实际为28+4=32W。对于36W的T8灯管来说，可以采用节能型电感镇流器或电子镇流器，所以一定要以文字说明到底采用的是哪种镇流器。镇流器功耗按4W计算，一根T8型单管荧光灯的总功率实际为36+4=40W还有一点需要注意，在选用节能电子镇流器时，镇流器会产生谐波，根据最新的设备规定，统一按照设备分类C的要求限定谐波电流值。3、照明光源（1）灯具选择不合适或不明确。选用灯具不节能或在高大场合选用光衰严重的灯具。光源选择主要考虑几个因素：光效、色温、显色指数、光源寿命、价格设计时应该对以上因素统筹考虑并作出合理的设计方案。照明节能的关键就是采用高效灯具。一般尽量使用直管荧光灯，少采用紧凑型节能灯。对于直管荧光灯，设计选型中宜考虑几个特点：三基色、管径细、功率大、色温适中。同样管径的直管荧光灯，比如T8-36W与短管T8-18W相比，达到同样的照度T8-18W需要多耗电30%以上，而建设费用同时还要增加30%，所以应多采用长管荧光灯。光效来讲，T5灯管28W的90Lm/W，35W的104Lm/W，功率越大的光效就越高。高大空间还建议采用金卤灯，相比节能灯光衰小，光效高，寿命长。设备房往往功能各异，对照度的要求也是最多样的，设计人员应该更加谨慎处理，严格按照规范要求考虑。（2）装饰照明及景观照明中大量使用高耗能灯具。现代建筑设计不仅对建筑的功能有要求，同样也开始对建筑的景观、装饰效果提出了更高要求，这也符合建筑艺术对建筑外观表现力的追求。但若过于提高装饰照明或景观照明的标准，不考虑装饰景观照明对能耗的大量需求，就容易造成电能的浪费。甚至很多建筑外照明为保持效果，通宵全功率开启，这也是造成不必要能耗的一个方面。装饰照明和景观照明中仍然存在大量白炽灯等非节能灯具，在同样保证其显色效果和表现力的可替换场合应尽量改用节能型灯具。对需要夜间长时间开启的景观照明宜根据不同时段采用不同的开启模式进行控制，比如在前半夜全开，后半夜半开或启用深夜效果模式。三、总结：2011年3月，中国西部建筑电气节能技术高峰论坛在重庆会展中心举办，我有幸参加。会上聆听了曾参与建筑照明设计标准的主要起草人任元会老先生的报告。任老明