經(jīng)常從事建筑照明設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員可能在做設(shè)計(jì)時(shí)多從以下方面考慮:如何滿足照度水平?如何合理進(jìn)行亮度分布,從而達(dá)到宜人的光色和良好的顯色性?如何減少眩光干擾,選擇正確的投光方向以造型出室內(nèi)完美的立體感?但隨著“綠色照明”這一理念的應(yīng)運(yùn)而生,建筑照明的節(jié)能設(shè)計(jì)就逐漸被廣大用戶和建筑承建商所重視了。
綠色照明,通俗的講,就是節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境的照明。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的手段,就要靠選擇能效高、壽命長(zhǎng)、安全穩(wěn)定的照明電器,或是利用可再生的資源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿龋┨峁┕庠吹恼彰鳟a(chǎn)品。通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì),采用效率高,壽命長(zhǎng),安全,性能穩(wěn)定的節(jié)能電器產(chǎn)品,以達(dá)到高效,舒適,安全,經(jīng)濟(jì),有益環(huán)境和提高生活質(zhì)量,有益身心健康的現(xiàn)代文明的照明系統(tǒng)。美國(guó)環(huán)保署于1991年最先提出了綠色照明計(jì)劃(Green Lights Program),旨在通過(guò)提高照明效率,減少照明用電量,降低對(duì)空氣的污染。我國(guó)也在1996年開(kāi)始實(shí)施中國(guó)綠色照明工程,越來(lái)越多的高效照明產(chǎn)品也應(yīng)用于各行各業(yè),取得了良好的節(jié)能效益和社會(huì)效益。
一、照明節(jié)能的原理
在《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-2004)里明確了照明節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn),即采用房間或場(chǎng)所一般照明的照明功率密度作為照明節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。這里有必要說(shuō)明一下這個(gè)概念,照明功率密度(Lighting Power Density,簡(jiǎn)稱LPD),單位面積上的照明安裝功率(包括光源、鎮(zhèn)流器或變壓器),單位為瓦特每平方米(W/m2)。照明功率密度又分“現(xiàn)行值”和“目標(biāo)值”,現(xiàn)行值為“能效限定指標(biāo)”,具有強(qiáng)制性,是從該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起開(kāi)始執(zhí)行,它決定在照明節(jié)能設(shè)計(jì)方面是否“合格”或“達(dá)標(biāo)”;而目標(biāo)值則是“節(jié)能推薦指標(biāo)”,它的執(zhí)行日期由主管部門(mén)決定,是評(píng)價(jià)優(yōu)秀節(jié)能設(shè)計(jì)的依據(jù)。
∑P ∑(PL+ PB)
LPD = = (單位:W/m2)
S S
其中,P ——單個(gè)光源的輸入功率(W);
PL ——單個(gè)光源的額定功率(W);
PB ——單個(gè)光源配套整流器的功率損耗(W);
S ——房間或場(chǎng)所的面積(m2)。
在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)房間或場(chǎng)所的使用功能確定照明標(biāo)準(zhǔn),選取光源、燈具、鎮(zhèn)流器類型,計(jì)算平均照度,使之符合規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)。再考慮當(dāng)前設(shè)計(jì)的照明功率密度(LPD)是否符合現(xiàn)行值,從而能夠量化節(jié)能的數(shù)據(jù)。
此外,從理論上照明的用電量可更加直觀地找到節(jié)能的途徑:
照明用電量(P表示)可用下式表示:
E·S·E·S·T
P= ∑PM·T·=(單位:Kw·h)
F·K η·K
其中,PM ——每臺(tái)燈具消耗的電功率(W);
T ——開(kāi)燈時(shí)間(h);
S ——房間或場(chǎng)所的面積(m2)。
E ——平均照度(lx);
F ——每臺(tái)燈具的所用燈泡的光通量(lm);
K ——維護(hù)系數(shù)(%);
η——燈具的發(fā)光效能(lm/W)
因此,顯而易見(jiàn),欲降低照明用電量就必須設(shè)法提高燈具的發(fā)光效能(增大η)、減少開(kāi)燈時(shí)間(減小T)、采用局部照明(減小S)、選擇合理照度(減小E),因此在保證照明數(shù)量和質(zhì)量的基礎(chǔ)上,通過(guò)精心設(shè)計(jì),不斷優(yōu)化方案,就能實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能。
二、照明節(jié)能的方法
按照以上分析,我們可從以下幾方面入手:
①選擇優(yōu)質(zhì)的電光源
節(jié)能的電光源發(fā)光效率高,使得每瓦電發(fā)出更多光通量。節(jié)能燈的光通量一般為50Lm/W,代替白熾燈,更加綠色環(huán)保。例如高度較低的房間,如辦公室、教室、會(huì)議室,宜采用細(xì)管徑直管形熒光燈;高度較高的工業(yè)廠房,應(yīng)按照生產(chǎn)使用要求,采用金屬鹵化物燈或高壓鈉燈,亦可采用大功率細(xì)管徑熒光燈。商店?duì)I業(yè)廳宜采用細(xì)管徑直管形熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率的金屬鹵化物燈。熒光燈應(yīng)以直管熒光燈為主,直管熒光燈應(yīng)選用細(xì)管徑型(≤26mm),以達(dá)到光效高、壽命長(zhǎng)、顯色性好的要求。
②采用高效的節(jié)能燈用電器附件
在選用熒光燈的鎮(zhèn)流器時(shí),宜選用功率因數(shù)高、發(fā)光效能好、無(wú)頻閃、能快速可靠啟動(dòng)的電子鎮(zhèn)流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器。
③合理的選擇照明線路
照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右,影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導(dǎo)線截面積,三相四線式供電比其他供電方式線路損耗小很多,應(yīng)盡可能采取這種方式。
④合理的選擇照明方式
為了節(jié)約電力,結(jié)合實(shí)際需要,應(yīng)恰當(dāng)?shù)倪x用一般照明,局部照明和混合照明這三種方式。例如工廠的機(jī)械加工車間,只用一般照明很難達(dá)到精細(xì)視覺(jué)作業(yè)所要求的照度值,如果每個(gè)車床安裝一個(gè)局部照明光源,用電很少就可以滿足需求。
⑤合理的選擇照度值
選擇照度是照明設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,不合理的高照度浪費(fèi)電力,照度太低又會(huì)損害工作人員的視力,影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率??砂磭?guó)家頒布的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的照度,優(yōu)良的照明質(zhì)量形成的光環(huán)境可以提供工作效率。
天然光是一種取之不盡、用之不竭的無(wú)污染的綠色潔凈能源,隨著科技的不斷進(jìn)步,天然光的利用潛力勢(shì)必成為未來(lái)照明設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。充分利用自然光,正確選擇自然采光,能改善工作環(huán)境,使人感到舒適,有利于健康。
結(jié)束語(yǔ)
綠色環(huán)保的節(jié)能設(shè)計(jì),標(biāo)志著一個(gè)新的照明時(shí)代的來(lái)臨,人們可以通過(guò)各種手段在滿足需要的前提下,提高資源的利用效率,這對(duì)于保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境有著十分重要的意義。
參考文獻(xiàn)
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[2]芮靜康主編現(xiàn)代工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)中國(guó)水利水電出版社
[3]《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-2004)中華人民共和國(guó)建設(shè)部