1、建筑照明节能设计的基本要求
①在设计时,要高度重视照明质量,遵循节能的要求,不可因提倡节能而降低建筑照明质量。要严格遵守GB50034—2004《建筑照明电气设计标准》中的规定,保证电气设计的安全性和节能性,进而实现电气照明绿色化设计。要通过绿色化电气设计提高建筑使用者的生活质量,并在此基础上减少能源的消耗量。例如,在设计照明水平时,应将视觉工作的需要作为参考指标,在使用高光效建筑光源时,应考虑光源的显色性要求,尽量避免使用可能会产生眩光效应的节能灯具。另外,在电气设计中,要将人工照明与自然采光等有效结合起来。
②要保证照明电气设计的经济性。建筑照明节能设计方案具有经济适用、节约成本的特点,它能够合理控制电气照明系统的耗能情况,避免浪费。此外,在设计照明电气系统时,应坚持“节约能源、保护环境、以人为本”的原则,不可因节能而过度追加投资,要保证在短时间内通过照明节能回收电气设计中增加的投资。
2、建筑照明电气节能设计分析
2.1照明配电系统的节能设计
在设计建筑照明的配电系统时,可以从变压器的节能设计和线路导体选择2方面入手。
2.1.1变压器的参数设计
①选择节能式变压器,减少空载损耗和负载损耗。
②根据照明要求,适当加大变压器的实际容量,减小负载率(Sj/S)。要将负载率控制在0.60~0.75之间,避免因为负载率太小而增加变压器成本,或因负载率过大而增大电能损耗。此外,还应适当提高变压器的功率因数,避免计算负荷变大和运行时间增加。一般情况下,应保证功率因数>0.9.
2.1.2选择照明电气线路导体
电气线路导体材料和截面是影响电能损耗的重要因素。为了实现照明节能,对于室内照明的电气线路,可以选择电阻率较低的铜导体。在导体截面方面,可以根据建筑电气安全设计的要求,适当增大导体的截面。在此过程中,应保证电缆和导线载流量比照明线路计算电流大,各段线路的电压损失总和应比允许值小,同时,要确保照明灯具端的电压符合建筑照明规定值。此外,应适量提升线路功率因数,以便降低能耗,实现节能。
2.2合理选择镇流器
在建筑照明系统中,镇流器会影响到照明能效和照明质量,因此,合理选择照明镇流器也是照明电气设计中的重要内容。在选择镇流器时,尽量避免选用大功耗普通电感型镇流器。对于金卤灯和高压钠灯,可以采用节能电感型镇流器实现照明控制,而对于直管型荧光灯,则应采用电子型镇流器。对于建筑照明中常用的荧光灯,在选择照明镇流器时,应控制好能效值。电子型镇流器在向灯管供给高频电流时,高频电流一般为几十千赫,灯管光效比工频高10%左右。同时,因为电子型镇流器的自身功率较小,所以,在进行电气节能设计的过程中,可以优先考虑选用电子型镇流器。在选择照明镇流器时,还要考虑功率因数、谐波和性能因素。电子型镇流器所产生的电流谐波一般高于电感型镇流器,对于谐波限值,在设计时,应严格遵守GBN17625.1—2003中的规定。例如,对于建筑工程中的C类照明设备,其允许谐波限值如下:当谐波次数为2时,基波频率允许的最大谐波电流源与输入电流的百分比应为2%;如果谐波次数为5,则其相对应的百分比为10%;如果基波次数为9,则其相对应的百分比为5%;当谐波次数为11~39时,其相对应的百分比为3%.在功率因数方面,如果灯具的功率在25W以上,则电子型镇流器的功率因数>0.95;如果灯具功率<25W,则电子型镇流器功率因数一般仅为0.55~0.60.在设计时,如果需采用电子型镇流器,则应保证灯具功率>25W。此外,在经济性能和使用性能方面,电感型镇流器价格相对较低,并且使用寿命长,但是,它无法调光,并且在高频状态下频闪效应较大;而电子型镇流器能够调光,并且在高频状态下的频闪效应较小。综上所述,在进行电气设计时,可以根据实际情况选择照明镇流器。
2.3照明光源的节能设计
在建筑中,采用高效光源是实现节能设计的重要途径之一,合理选择灯具能够有效地节省电能。在选择高效光源时,要严格按照工作场所对照明的具体要求执行。如果要将灯具安装在较高的位置,就要优先选择高压钠灯或金卤灯;如果建筑照明系统对光源的显色性无特殊要求,则要优先选择高压钠灯;如果建筑照明系统有较高的显色性要求,则可以选用陶瓷材料制作的金卤灯;如果安装灯具的高度较低时,则应将荧光灯作为光源,紧凑荧光灯和直管荧光灯均具有显色性能优良、寿命长和光效高的特点。实践证明,直管荧光灯具有较高的光通效率,并且光效更高、价格相对低廉,如果建筑工程中无特殊的装饰要求,可以选用T5细管荧光灯。对于安装高度较高、无法经常维护的区域,比如厅堂等,可以选择安装显色性优良、光效高和寿命长的无极高频荧光灯。这类荧光灯的显色Ra可达80左右,光效为60~70lm/W,寿命可达5×104~6×104h。如果建筑中需要使用强度较高的放电灯具,应避免使用汞灯,优先选择高压钠灯或金卤灯。除了特殊装置、需要频繁开关和调光的照明光源外,应控制建筑照明系统中卤钨灯、白炽灯等热辐射型光源的数量。这是因为,此类光源的寿命比较短,光效相对较低。此外,还要选择效率较高的照明灯具(灯具效率=灯具总光通量/光源总光通量),在设计时,应保证灯具效率符合GB50034—2004中的要求。建筑照明电气设计是一项较为复杂的工作,在进行节能设计的过程中,要充分考虑多种影响因素,比如建筑照明要求、电气设计的安全性等。此外,在开展电气节能设计时,要考虑到经济效益和环保要求,通过优化照明设计来节省电费,有效减少发电厂在发电过程中造成的二氧化硫污染和汞污染。
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