江俊楠
深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司合肥分院 安徽 合肥 230000
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化的進(jìn)程逐步加快,環(huán)保與節(jié)能的要求也逐步得到深化,在民用建筑設(shè)計(jì)中電氣設(shè)備是否節(jié)能,成為評判設(shè)計(jì)合理性的主要評判標(biāo)準(zhǔn)之一,本文將對于照明節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行分析和探討,以解決現(xiàn)階段在民用照明節(jié)能領(lǐng)域中的問題,并提出設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)建議及措施。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)來看,我國城市的面積總體要小于農(nóng)村的面積,但是總的耗電量卻是農(nóng)業(yè)用電量的7~8倍。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化的腳步還在加快,那么城市用電耗電量的肯定會繼續(xù)攀升加大,對于民用建筑的電氣節(jié)能技術(shù)的研究迫在眉睫,尤其是日常使用中最常見的照明節(jié)能技術(shù)的研究。整體來看,與傳統(tǒng)的發(fā)達(dá)國家相比,我國的照明節(jié)能技術(shù)發(fā)展起步較晚,最近幾年內(nèi)發(fā)展較快。我國于2004年正式提出建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這也是我國第一次對于照明節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)方面做出了明確的規(guī)范,之后幾年內(nèi),我國連續(xù)的發(fā)布了各種普通照明材質(zhì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),如:自鎮(zhèn)流熒光燈、高壓鈉燈以及金屬鹵化物燈等等。雖然現(xiàn)階段我國對于民用建筑的照明節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)很完備了,先關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)也取得了較大的發(fā)展,但是從整體來看節(jié)能照明的發(fā)展還有很大的進(jìn)步空間,相關(guān)技術(shù)的研究還需要投入更多地精力,才能達(dá)到綠色環(huán)保低功耗的民用建筑的節(jié)能照明理念[1]。
首先對于現(xiàn)階段的節(jié)能照明技術(shù)的技術(shù)完備性還有待加強(qiáng),現(xiàn)階段我國國內(nèi)的民用照明技術(shù)相比于國外的技術(shù)水平相差不大,但是實(shí)際所達(dá)到的照明結(jié)果卻差強(qiáng)人意,究其原因不難發(fā)現(xiàn),同樣的技術(shù)工藝但是在產(chǎn)品和性能的優(yōu)化上,國內(nèi)的企業(yè)做得比較一般,照明優(yōu)化應(yīng)該遵循合理、正確、正規(guī)的原理,尤其是對于民用照明上,需要在設(shè)計(jì)整體上考慮到使用場景和使用環(huán)境,而非追求更低的功效或者更高的照明亮度。
其次對于照明電氣設(shè)計(jì)時,需要的是更加專業(yè)的工程師。照明電器優(yōu)化的專業(yè)性主要來源于設(shè)計(jì)者對于照明電器設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),而我國相對起步較晚,對于照明電器優(yōu)化的人才儲備較少,導(dǎo)致在企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化照明電器時,需要投放大量的人力和財(cái)力,而且出來的優(yōu)化效果還是相對低質(zhì)量。
最后是對于照明電氣節(jié)能性的技術(shù)考慮,一般能耗的降低主要來源于對照明技術(shù)以及算法的優(yōu)化和創(chuàng)新,需要設(shè)計(jì)者對于照明電器的發(fā)光原理和發(fā)光結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行重新規(guī)劃,從而達(dá)到低功效且照明效果滿足使用的目的[2]。
隨著電氣技術(shù)在照明方面的發(fā)展,出現(xiàn)了功能豐富的照明節(jié)電器,這些照明節(jié)電器的出現(xiàn),可以有效地降低照明電器的功耗,提升照明效果,實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能照明的理念。常見的照明節(jié)電器功能包括:動態(tài)檢測、輸出、輸入、電壓檢測、電流檢測以及功率異常保護(hù)等功能,對于控制輸入電壓和電流的檢測和控制,可以延長照明電器的使用壽命。
另外對于氣體放電燈的節(jié)能研究,常常是對鎮(zhèn)流器裝置的優(yōu)化,以達(dá)到節(jié)能的目的。鎮(zhèn)流器裝置使用目的在于控制照明設(shè)備的開斷和保證電流穩(wěn)定。相比于傳統(tǒng)氣體放電燈的電感鎮(zhèn)流器,使用自身功耗更低的電子鎮(zhèn)流器可以降低照明設(shè)備20%~30%的功耗。
照明設(shè)計(jì)的目的在于補(bǔ)充自然光照的不足,以使照明區(qū)域內(nèi)的光照強(qiáng)度和亮度到達(dá)生產(chǎn)和生活的標(biāo)準(zhǔn),那么,對于節(jié)能照明部分的研究和設(shè)計(jì),就不得不考慮對于自然光照的充分利用,從建筑的設(shè)計(jì)方面入手,需要充分的考慮確定建筑的朝向、位置、地里環(huán)境以及使用功能等多方面因素,以達(dá)到自然光照被充分利用的目的。對于民用建筑的設(shè)計(jì),主要的自然光采光來源是窗戶,那對對于窗戶的設(shè)計(jì),如面積、材質(zhì)的透光性、橫幅寬窄等因素都需要考慮在內(nèi),以保證最佳的光照采集效果。
常見的照明提升裝置是導(dǎo)光系統(tǒng),其中包括了采光罩、光導(dǎo)管和漫射器。采光罩可以起到采集光線的作用,其表面光滑并且經(jīng)過特殊工藝處理,具有較高的透光率,并且有很好的自潔作用。光線通過采光罩后進(jìn)入光導(dǎo)管,光導(dǎo)管起到折射和傳遞光照的作用,可以將采集到的光照傳遞至較遠(yuǎn)沒有光照的房間。最后通過漫射器將光線漫反射在房間內(nèi),以達(dá)到光學(xué)照明的目的。導(dǎo)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單,應(yīng)用也很廣泛,常見的使用環(huán)境是大型公共場所、停車場、步行通道、地下商場等大型的密閉空間。引入導(dǎo)光系統(tǒng)可以有效地降低這些大型公共空間的電照明需求,有利于降低民用建筑的整體光照功效,降低運(yùn)營成本。
在工業(yè)建筑中常見的提升照明利用率的裝置是采光窗,采光窗分為側(cè)采光窗和天窗兩種,在工業(yè)建筑中主要采用的是天窗的設(shè)計(jì)。其利用的原理是在房屋和建筑的房頂開設(shè)較大面積的天窗,將屋頂?shù)墓庹盏玫嚼?,以提升建筑?nèi)的光照效果。天窗采集的自然光光照度更為均勻,光照度較好,克服了側(cè)采光窗采光深度較低的缺點(diǎn),較低了電能照明的需求,使建筑物的整體能耗降低。
為了降低民用建筑的電照明的功耗,就需要研發(fā)出更加低功耗的照明設(shè)備,采用先進(jìn)的照明技術(shù)。而且在設(shè)計(jì)整個照明電氣工程方面,應(yīng)該循序的整體性、安全性、保證照明效果的情況下進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。例如在設(shè)計(jì)合理考慮電線長度及界面,降低功耗。另外在設(shè)計(jì)建筑時應(yīng)該充分考慮到建筑物自然光利用的效果,可以考慮設(shè)置玻璃面板等材料,以增加照明的反射度,降低功耗。利用新科技和新材料,以提升照明的效果,降低照明功效,達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的[3]。
隨著時代發(fā)展,城市化進(jìn)程的加快,民用建筑的節(jié)能照明的要求越來越高,在設(shè)計(jì)方面,我們需要考慮照明系統(tǒng)的合理性、經(jīng)濟(jì)性和協(xié)調(diào)性,盡量利用自然采光的基礎(chǔ)上,利用新科技技術(shù)降低功耗,以達(dá)到環(huán)保節(jié)能照明的目的。