談民用建筑電氣照明節(jié)電技術(shù)
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摘要：據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，我國(guó)民用建筑電力資源消耗占據(jù)了整個(gè)國(guó)家電能總量的27%以上，以民用建筑電氣照明所產(chǎn)生的能源消耗問(wèn)題正在逐步影響著建筑節(jié)能的質(zhì)量。本文立足民用建筑電氣工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，從日常工作實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要從不同角度對(duì)民用建筑電氣照明節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了探討，旨在分享工作經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)民用建筑照明節(jié)能技術(shù)的提升。
關(guān)鍵詞：民用建筑；電氣照明；節(jié)電技術(shù)
近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)著居民生活水平的不斷提高，以民用建筑領(lǐng)域?yàn)橹鞯碾娔芟膯?wèn)題逐步成為節(jié)能的關(guān)鍵所在。在日常生產(chǎn)生活過(guò)程中，民用建筑照明工程在整個(gè)電力資源的消耗中占據(jù)著主要的作用，生產(chǎn)生活中不合理的電力資源消耗以及電氣設(shè)計(jì)成了造成電力資源浪費(fèi)的主要因素之一。在我國(guó)一些沿海地區(qū)，夏季往往都會(huì)存在用電緊張的情況，建筑照明節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)前電力資源節(jié)能的重要內(nèi)容，在相關(guān)的民用建筑電氣設(shè)計(jì)以及照明設(shè)施的選用方面，有必要進(jìn)行針對(duì)性的研究，以不斷提升建筑電氣節(jié)能的工作質(zhì)量。
1民用建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)探討
在實(shí)際工作過(guò)程中，建筑照明節(jié)能應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益和安全節(jié)能兩個(gè)方面綜合考慮，確保民用建筑照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的有效落實(shí)，在設(shè)計(jì)工作中，可以從以下幾個(gè)方面綜合考慮：（1）科學(xué)化設(shè)計(jì)照明線路，降低照明工程電力資源損耗。在民用建筑照明工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)從安全的角度出發(fā)，規(guī)范化線路設(shè)計(jì)，確保照明工程安全性的同時(shí)，降低能源損耗。在日常電路照明工程中，能源的損耗并沒(méi)有全部用于照明作業(yè)，在電能運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，有一部分電力資源在運(yùn)輸過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生了損耗，造成了電能運(yùn)輸?shù)睦速M(fèi)。因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)從線路設(shè)計(jì)的根本出發(fā)，降低能源的不必要損耗，提高節(jié)能質(zhì)量。在照明線路工程中，導(dǎo)線材料的選擇是影響電能運(yùn)輸損耗的主要因素之一，在電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)在滿足生產(chǎn)生活照明需要的同時(shí)減低線路發(fā)熱量，提高電能運(yùn)輸效率。①民用建筑照明工程導(dǎo)線材料的選擇。在民用建筑工程電氣設(shè)計(jì)工作中，導(dǎo)向材料的選擇應(yīng)從節(jié)能、用電安全以及經(jīng)濟(jì)效益三個(gè)角度出發(fā)，綜合考量。就當(dāng)前建筑工程施工設(shè)計(jì)而言，大多數(shù)工程線路都是采用暗線形式。這種線路設(shè)計(jì)方案在很大程度上可以提高建筑工程的美觀性和整體性，但是，在安全檢查方面卻有著就著較大的缺點(diǎn)，不利于日常檢修排查。因此，在電氣工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)科學(xué)化提升工程作業(yè)和設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低不穩(wěn)定因素的影響，減少不必要的返修作業(yè)，通過(guò)相關(guān)的電學(xué)公式計(jì)算后，明確建筑工程動(dòng)力負(fù)荷量，從而科學(xué)化選擇合適的電力導(dǎo)線材料。②優(yōu)化傳統(tǒng)照明線路設(shè)計(jì)。據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)顯示，在民用建筑照明電力資源的損耗中約有5%的電力資源是在線路中損耗的。在日常照明電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)線路中的電阻R=ρL/S（ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定，L表示電阻的長(zhǎng)度，S表示電阻的橫截面積）可以得知，線路中的電阻與線路長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)線橫截面積成反比。因此在設(shè)計(jì)工作中，可以通過(guò)以下方式優(yōu)化電氣照明線路的設(shè)計(jì)工作：合理化設(shè)計(jì)照明方案，降低線路路徑距離或者增加導(dǎo)線粗度，用以減少線路中的電阻，減低電能損耗。同時(shí)，為了有效減低電壓的損失，在照明電源的設(shè)計(jì)方案中可以通過(guò)三相供電系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，滿足日常生產(chǎn)生活需要的同時(shí)，盡量平衡三相負(fù)荷，以達(dá)到降低損耗的目的。（2）優(yōu)化民用建筑照明控制系統(tǒng)，提高電力資源利用效率。就當(dāng)前民用建筑照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式來(lái)說(shuō)，有著較多的控制設(shè)計(jì)方案，根據(jù)不同照明工程應(yīng)用需求，發(fā)揮出不同的控制系統(tǒng)特點(diǎn)，提高電力資源的利用效率。①電氣控制方案的選擇。在民用建筑照明線路的設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)立足建筑工程實(shí)際需要，根據(jù)建筑工程的特點(diǎn)選擇更科學(xué)合理的控制方案。例如，在建筑工程中分區(qū)較為復(fù)雜的環(huán)境下應(yīng)當(dāng)增加必要的照明開(kāi)關(guān)，以方便日常使用過(guò)程中隨手關(guān)燈的需要。同時(shí)，在建筑工程公共區(qū)域的照明環(huán)境中，應(yīng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制開(kāi)關(guān)，減低電力的不必要浪費(fèi)；在居民建筑設(shè)計(jì)中，可以在床頭位置設(shè)計(jì)可調(diào)控開(kāi)關(guān)，滿足日常生活使用的前提下，減低電力資源浪費(fèi)；在學(xué)校以及體育館等公共場(chǎng)所的照明電氣設(shè)計(jì)工作中，可以采用控制室集中管理的方式，在人員離場(chǎng)后統(tǒng)一關(guān)閉，減少相關(guān)的人力資源的同時(shí)，降低電力使用的浪費(fèi)；在相對(duì)較高檔的居民住宅區(qū)域，可以采用自動(dòng)的照明控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)室內(nèi)外光線的采集分析，選用不同的照明方案，提高電流資源的使用效率。②控制設(shè)備的優(yōu)化方案。在民用建筑照明電氣設(shè)計(jì)方案中，為了提高照明線路的安全性，應(yīng)將線路工程中，的照明線路和插座線路單獨(dú)分開(kāi)設(shè)計(jì)。在使用過(guò)程中插座線路中的負(fù)荷會(huì)根據(jù)插座使用設(shè)備的增加而發(fā)生變化。相較插座線路，照明線路中所連接的照明器具在使用過(guò)程中需要的負(fù)荷較小。在實(shí)際方案中，將兩者的線路進(jìn)行分開(kāi)的設(shè)計(jì)，有利于提高建筑工程照明線路的穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)照明燈具的使用壽命。與此同時(shí)，在線路分開(kāi)設(shè)計(jì)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置高分?jǐn)嗄芰Φ目諝忾_(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，以確保線路使用過(guò)程中一旦發(fā)生漏電及過(guò)負(fù)荷使用的情況，可以及時(shí)切斷電源，保障用電安全的同時(shí)，提高電力資源的使用效率。
2民用建筑照明電氣設(shè)備的選擇
在電氣照明中最重要也是應(yīng)用最多的是白熾發(fā)光光源和氣體放電發(fā)光電源。一般把白熾燈作為電氣照明的第一代光源，把普通熒光燈作為第二代光源。除了普通熒光燈以外的其他氣體放電燈作為第三代光源，同時(shí)，因?yàn)檫@些光源光強(qiáng)高，所以，也稱這些光源為高強(qiáng)度氣體放電燈（HID燈）。把場(chǎng)致發(fā)光的光源稱為第四代光源。根據(jù)發(fā)光原理的不同，可以大致分成三類：第一類為輻射光源：物體被加熱而發(fā)光，包括燃燒發(fā)光，主要有白熾燈，鹵鎢；第二類為氣體放電發(fā)光：利用氣體放電發(fā)光，進(jìn)一步細(xì)分為低壓放電光源和高壓放電光源。前者主要有熒光燈和低壓鈉燈，后者主要有汞蒸汽燈，金鹵燈和高壓鈉燈；第三類為場(chǎng)致發(fā)光和激光:主要指LED光源和激光。（1）輻射發(fā)光源：輻射發(fā)光源類的燈具是比較傳統(tǒng)的。其中，白熾燈發(fā)光效率：6.5～20lm/W平均壽命：1000小時(shí)，顯色指數(shù)：95～99Ra,功率范圍：15～500W；鹵鎢燈：光效：15～30lm/W；平均壽命：2000小時(shí)；顯色指數(shù)：95～99Ra；功率范圍20～1000W。隨著社會(huì)的發(fā)展，這類的光源因發(fā)光效率低下、壽命短，已經(jīng)不適用了。（2）氣體放電發(fā)光：氣體放電發(fā)光又分為低壓放電光源和高壓放電光源。低壓放電尖源主要有熒光燈和低壓鈉燈。熒光燈相對(duì)白熾燈具有光效高、光衰小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，目前，全球照明非常普遍，使用數(shù)量非常多的光源；低壓鈉燈光效很高，壽命長(zhǎng),但由于光譜分布過(guò)窄,顯色性極差,所以不適合應(yīng)用于民用照明領(lǐng)域，主要適合道路照明。汞蒸氣燈是利用通電后燈管內(nèi)灼熱汞蒸氣發(fā)光的燈泡。汞蒸氣燈發(fā)出非連續(xù)光譜的光。在其光譜中，缺紅光成分，綠區(qū)、藍(lán)區(qū)和紫外區(qū)線光譜強(qiáng)烈，因此，不宜用于彩色攝影的光源，多用于城市街道照明。金鹵燈適用于要求照度高、顯色性好的場(chǎng)所，如體育館、美術(shù)館、展覽館等。采用混光照明的方法可以獲得高光效，光色也可得到改善。適用于路燈照明，繁華街道照明。投光燈或高桿照明，高桿照明可設(shè)置在立交橋、廣場(chǎng)、車站、碼頭等處。高壓鈉燈使用時(shí)發(fā)出金白色光，具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長(zhǎng)、透霧能力強(qiáng)和不銹蝕等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于道路、高速公路、機(jī)場(chǎng)、碼頭、船塢、車站、廣場(chǎng)、街道交匯處、工礦企業(yè)、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色高壓鈉燈主要應(yīng)用于體育館、展覽廳、娛樂(lè)場(chǎng)、百貨商店和賓館等場(chǎng)所照明。（3）場(chǎng)致發(fā)光和激光：主要指LED光源和激光。LED燈是指能透光、分配和改變LED光源光分布的器具，包括除LED光源外所有用于固定和保護(hù)LED光源所需的全部零、部件，以及與電源連接所必需的線路附件。隨著LED技術(shù)的進(jìn)一步成熟，LED將會(huì)在居室照明燈具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得更多更好的發(fā)展。21世紀(jì)的居室燈具設(shè)計(jì)將會(huì)是以LED燈具設(shè)計(jì)為主流，同時(shí)，充分體現(xiàn)節(jié)能化、健康化、藝術(shù)化和人性化的照明發(fā)展趨勢(shì)，成為居室燈光文化的主導(dǎo)。在新的世紀(jì)里，LED照明燈具必將會(huì)照亮每個(gè)人的居室，改變每個(gè)人的生活，成為燈具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的一次偉大變革。激光燈具有顏色鮮艷、亮度高、指向性好、射程遠(yuǎn)、易控制等優(yōu)點(diǎn)，看上去更具神奇夢(mèng)幻的感覺(jué)。應(yīng)用在大樓、公園、廣場(chǎng)、劇場(chǎng)等，利用激光光束的不發(fā)散性，能吸引遠(yuǎn)至幾公里以外人們的目光，因而激光發(fā)出點(diǎn)也成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
3結(jié)語(yǔ)
在民用建筑工程的照明節(jié)電技術(shù)的設(shè)計(jì)探討中，應(yīng)從建筑工程的實(shí)際工程需要出發(fā)，在滿足基本照明需求的同時(shí)，多元化設(shè)計(jì)照明方案，通過(guò)優(yōu)化照明線路設(shè)計(jì)、優(yōu)化控制系統(tǒng)以及選擇合理的照明燈具等多種角度出發(fā)，保障安全性的同時(shí)逐步提高建筑工程照明節(jié)能的水平，節(jié)約電力資源，確保資源利用效率。
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作者：陳凌峰 單位：晉江市益眾照明發(fā)展有限公司