建筑电气照明节能设计初析

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年4月8期   作者:赵娣
[导读] 建筑电气照明节能设计是建筑工程设计中的重要内容,在建筑工程设计中应用建筑电气照明节能设计的理念,并采用科学先进的绿色节能技术措施
        赵娣
        北京清美道合规划设计院有限公司   北京市    100192
        摘要:建筑电气照明节能设计是建筑工程设计中的重要内容,在建筑工程设计中应用建筑电气照明节能设计的理念,并采用科学先进的绿色节能技术措施,可以降低资源损耗,提高系统运行的安全稳定性,有利于运行成本的减少,可促进实现建筑的现代化、绿色环保和节能发展。文章阐述了建筑电气照明节能技术的意义,分析建筑照明节能系统的影响因素,介绍建筑照明系统绿色节能施工要点和注意事项。
        关键词:建筑工程;电气设计;绿色节能
        引言
        建筑电气照明用电是建筑中最大的用电负荷之一,在满足人们基本照明需求的前提下,最大限度地降低能耗,符合我国绿色环保节能社会的建设要求。而对建筑电气照明进行节能设计,能从多个方面加强建筑电气照明的管理,以最优的设计方法,制定出最为完善和高效的节能方案,构建节能绿色环保的建筑体系。
        1建筑节能的意义
        时至今日,环保理念已经深入人心,建筑节能可以有效地减少废物排放,减少能源消耗,从而进一步保护我国的生态环境。众所周知,环境直接或间接地影响着人们的生活,在某些方面更是对人们的身体健康有着莫大的影响,比如,由于建筑设计方面对建筑物的采光和通风性考虑得不够全面,导致人们需要依赖一些电子产品来改善室内的空气质量,对于有的建筑物,人们还需要利用照明设备来改善室内的光源,这些情况的存在就会使得人们对电力的需求量不断增加,违背了我国可持续发展战略的政策,不利于我国建筑行业的发展。而随着近年来环境问题层出不穷,环境问题也越来越受重视,越来越多的人产生危机意识,在生活中更加注重节能的概念,尽量减少对一些能源的使用。
        2优化设想原则
        2.1绿色照明
        绿色照明是建筑电气能源高效合理利用领域照明工艺能源利用效率优化设想主要目标,需要专业负责人在保证建筑正常运行的基础上,结合建筑电气照明节能规范要求,建立高效节能体系,尽可能地节约电力能源损耗。
        2.2经济高效
        建筑电气能源高效合理利用领域照明工艺能源利用效率优化设想不仅需要考虑节能效果,而且需要考虑实际建设成本。基于此,专业负责人应将节能效果、建设成本进行对比分析,选择最为经济高效的方案,保证节能长期效益超出节能设计损耗成本。
        2.3科学适用
        在建筑电气能源高效合理利用领域照明工艺能源利用效率优化设想时,专业负责人需要在无误差定位的前提下,保证节能设计方案与建筑运行需求相符合,避免过度节能对建筑物照明亮度、显色指数、照明色度造成不利影响
        3建筑电气照明系统现状
        城镇化进程的加快使公共建筑的数量快速增加,建筑能耗问题日益突出。在公共建筑电能消耗中照明系统占据较大的比例,因此,有必要深入研究照明系统的节能施工。在照明系统运行期间,人们是主动参与者,可结合室外照度和自身活动需要,改变照明系统运行状态,以改变能耗。在系统维护阶段,积极及时检修可减少故障引起的能源浪费。从照明系统整体优化的角度,利用现代技术可预测该系统未来的能耗,可作为维护人员检修工作的重要依据。在实际场景中,建筑照明系统在无人的情况下长时间处于运行状态的现象频繁发生,照明系统因出现故障或控制缺失会使其长期运行,导致能耗增加。因此,为了减少建筑照明系统的能耗,应在了解影响照明系统能耗因素的基础上,从系统运行和维护两个角度提出节能方案和具体节能措施。
        4影响照明系统能耗的因素
        4.1灯具类型对能耗的影响
        灯具电能损耗是建筑照明系统中最主要的能耗,为了节约建筑照明系统的能耗,在系统设计时应选择合适的灯具,若确定了灯具,后期将无法轻易改变,只能采取合理的照明系统控制方式实现节能目的。非节能型的灯具具有能耗较大、体积较大、使用寿命较低、不环保等特点。
        4.2自然光对能耗的影响
        自然光具有不确定性、季节性的特征,其会受到时间、季节、空间的影响,还会受到楼间距、楼高、朝向、房型等各种因素的影响。当自然光无法有效穿过窗玻璃或幕墙进入室内照明时,只能借助人工照明方式改善室内环境。自然光在一年四季中会呈现出不同的变化,如夏季日照时间长、冬季日照时间短,对室内照明系统运行的时间产生一定影响,最终影响照明系统能耗。
        4.3照明控制方式对能耗的影响
        不同建筑物性质不同、不同房屋的使用功能不同,对照明系统的照度标准存在差异。为创造舒适、健康、节能的室内光环境,需要采取不同的照明控制方式。该控制方式应在充分利用自然光的基础上,对人工照明进行合理控制。

当自然光度无法满足基本照明需求时,通过智能化的手段实现对人工照明的合理调控,如在白天人工照明设备不会开启,但在晚上或阴雨天有人经过时,走廊上的照明设备自动启动,满足人们的基本活动需求。当自然光的照度过大时,应通过遮阳板的设置降低照度,在自然光无法照射到的室内空间,应结合光导照明技术,将自然光通过人工引入室内。人工照明的控制可以将照明区域分成不同照明需求的功能区域,再根据不同的需求实现对不同区域照明设备的智能化控制。该控制方式的优点是无须使用大量的硬件设备,通过软件可实现对照明设备的控制,但该方式缺乏足够的灵活度,当自然气候发生变化、作业时间调整时,须提前调整软件应用程序的相关设置,以适应新的需求和变化。此外,可以结合不同场景的需求,实现对照明设备的控制,如在办公室、会议室等场景,对照明的需求在不同的阶段有不同的需求,因此,可采取不同的照明组合、混合照度、人员活动等控制方式进行合理调控,将照明控制与实际需求相结合,可满足现实需求,达到节能降耗、使用便捷的目的。
        5优化设想方法
        5.1恰当选配变压器
        变压器摩擦、电路中电阻热量散失导致的有功功率损耗,受变压器空载、有载损耗、变负载率等因素影响。其中变压器空载损耗又可称之为铁损,主要是由漏磁损耗、涡流损耗构成,受硅钢片性能、铁芯制造工艺影响,但与负荷值变化没有一定关系。一般在建筑电气能源高效合理利用领域照明工艺能源利用效率优化设想过程中应优先选择高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片节能变压器,如SCB10型变压器、SCB型变压器等,或SLZ7型变压器、SL7型变压器等先进工艺制造的新系列变压器。上述变压器由于运用了“取向”处理方式及45°全斜接缝结构,可保证硅钢片磁场方向趋于一致,最大限度降低铁芯涡流损耗及漏磁损耗。其中SLZ7型变压器、SL7型变压器,接缝密封性较为良好,10kV系列可以分别降低41.51%、12.99%的空载损失、短路损失;而SCB10型变压器、SCB型变压器较SLZ7型变压器、SL7型变压器系列空载损耗、短路损耗可以降低大约5.91%、23.32%,每kVA可以降低9.00kW·h左右的电力资源损耗量。
        5.2光源的选择需慎重
        节能照明灯具常见的有荧光灯,主要被应用在层高在4.5m以下的室内,荧光灯以直管荧光灯为主,直管荧光灯选择细管径型,以实现高效率、显色好的要求,同时这类荧光灯使用寿命较长。室内层高高于4.5m时,会对灯具的显色有要求,如在体育馆、商场等地方可选择金属卤化物灯,除了具备高显色度以外,这类灯具的光效要求也较高。
        5.3结合具体工程结构特点合理选择照明控制方式
        选择灯具和控制方式时,由于不同的建筑其功能存在差异,建筑内部不同的场所其对环境的要求也不同,因此,不同的建筑、建筑内场所选择的照明控制方式不同。应根据实际需要选择科学合适的灯具及其控制方式,如走廊、楼梯间等地方应选择集中控制的方式,采光较好的卧室和客厅可与太阳光相结合。随着建筑科学技术的快速发展,促使灯具的控制方式更加个性化、人性化以及智能化,出现了人体感应和动静感应的控制方式,智能化灯具控制已成为现代建筑照明系统中较常用的一种。
        5.4线路损耗的节能设计
        针对线路损耗的节能设计,设计人员可以选择合适截面的导线。设计人员需要根据建筑的建设费用以及电流指标来选择导线截面积,一些线路较长的电路就可以扩大导线的截面积,但前提是不能影响电流的正常运转。设计人员还需要线路的路径以及铺设方式进行科学合理的设计。在铺设线路时,为了减少导线长度,节约成本,尽量保持线路成直线铺设,减少铺设低压线路回头线的情况。铺设线路的地点应该尽量选择在通风、散热较好的地点。在对低压线路进行配电工作时,要保障配电的供电半径在规定范围内,导线的选择也需要注意选择导电率较小的导线,例如铜芯线缆。为了响应节约用铜的理念,也可以选择铜铝复合材料作为导线。
        5.5 积极运用先进的节能技术
        积极运用先进的节能技术可以最大限度地提高建筑电气照明系统中的节能效果。技术人员可以通过数字形式对电气照明系统实施远程控制,适时调节照明的亮度。技术人员可以建设一个网络平台,对一个建筑内的照明系统实施系统的控制,对照明系统的信号以及数据进行处理,实时监控和调节灯光的亮度以及颜色。还可以通过电流导通技术来达到节能的效果。通过调节正向电流对二极管的光的亮度进行调节。但单一的技术应用也是远远不够的,需要结合多种方式对照明系统进行调节,深入研究建筑电气照明系统的节能技术,不断加强节能效果,达到节能环保的作用。
        结语
        电力资源是建筑中普遍应用的能源之一,建筑电气照明能源高效合理利用领域照明工艺能源利用效率优化设想不仅是对输送电安全、平稳、高效的考究,而且是体现“节能减排”战略思想的根本。因此,电气专业负责人应从综合发展视角入手,对电气照明节能设计问题进行深入分析。同时结合用电负荷特性,进行节能照明灯具、光源及电气元件的恰当选配以及照明电路的科学规划,切实达到建筑建设成本、电气运行成本管控目标。
        参考文献:
        [1]狄东伟,孙殿华.浅谈建筑电气照明节能设计[J].中国战略新兴产业,2018,6(20):87.
        [2]毕庆,田群元.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].居舍,2019,39(5):84.
        [3]刘博.建筑电气节能设计及照明节能设计分析[J].中国房地产业,2018,33(11):205.
        
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