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【深度解析】六大方面论述照明节能措施

浏览数量:156     作者:本站编辑     发布时间: 2015-12-07      来源:本站

本文以节能为出发点,通过对照明设计中光源、灯具选择、合理设计照明方案等方面的阐述,分析照明节能的措施和可行性方法,从而为以后的照明设计提供更多有效的技术参考。

  1、引言

  有数据显示,我国建筑能耗是世界上同纬度国家的3倍,占全国一次能源消耗总量的27.8%;其次,照明、空调及其他电器设备,占全国建筑总能耗的46%,我国建筑能耗高于发达国家主要表现在建筑物保温与制冷、供热系统状况差。

  随着房地产的快速发展,与之配套的照明产品的需求量也在大幅增长。在电能消耗上,照明产品成为继空调、采暖电器之后的第二能耗大户。照明能耗占到整个建筑电量能耗的25%~35%,占全国电力总消耗量的13%。而建筑照明在使用的过程中,除了灯源自身消耗的电能之外,其灯具也会产生相应的热量,这部分热量又是构成建筑第一能耗大户“空调、采暖”的主要热源之一。因此,照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大,一般节能方案均能达到节约20%~35%,保守按20%的计算,全国节约的电能价值可观,可想而知在国民经济中起到很大的作用。在相关手册中已经对照明节能给出了准确的定义,提倡照明节能,不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量,照明节能是在保证照度标准和照明质量的前提下,保证不降低工作场所的视觉要求,力求减少照明系统中的能量损失,最有效地利用电能。照明规范中提出,以单位照度及单位面积所需用电量(W/m2.lx)作为照明节能指标,力求提高照度而降低用电量。以下对照明节能多个技术方案进行分析。

  2、科学的节能照明设计

  (1)合理的照明线路:照明线路的损耗约占输入电能的4%,影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V,照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多。因此,照明系统应尽可能采用三相四线制供电。

  (2)合适的开关控制方式和充分利用自然光:自然光是免费的光源,充分利用自然光,是照明节能的重要途径之一,因此就要合理的设计照明开关,比如采取靠窗的灯具单独控制等措施。充分利用自然光,正确选择自然采光,也能改善工作环境,使人感到舒适,有利于健康。充分利用室内受光面的反射性,也能有效地提高光的利用率,如白色的墙面的反射系数可达70%~80%,同样能起到节电的作用。

  (3)照明方式的选择:在满足标准度的条件下,为节约电力,应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如工厂高大的机械加工车间,只用一般照明的方式,用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值,如果每个车床上安装一个局部照明光源,用电很少就可以达到很高的照度。

  (4)不同照度值的选择:选择照度是照明设计的重要问题。照度太低,会损害工作人员的视力,影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度,合理的照度值和优良的照明质量形成的光环境可以提高工作效率、改善使用者的心情,也提高了我们所处空间的舒适度。

  3、对于光源、灯具、电器元件的选择

  在建筑行业,无论是照明需求、氛围渲染等空间效果的制造方面,都离不开照明设备。因此关于节能,在照明产品的选择上,也变得非常重要。

  (1)常用的电光源有:①热致发光电光源(如白炽灯、卤钨灯等);②气体放电发光电光源(如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯等);③固体发光电光源(如LED和场致发光器件等)。在这三类电光源中,各种电光源的发光效率有较大差别,热致发光电光源如白炽灯,物体温度越高,它辐射出的能量越大。利用热致发光原理制成的电光源制作简单和成本低,但是发光效率低,其余的能量则以热的形式消耗掉。而气体放电发光器件,如荧光灯(Florescent)、金卤灯(Halide)、高强度放电灯(HID)等气体放电发光器件的发光效率比热辐射电光源就要高很多,它们的发光效率为普通白炽灯的数十倍,一般情况下,可以逐步用发光效率高的气体放电电光源替代热辐射电光源。荧光灯比白炽灯节电70%,适用于在办公室、宿舍及顶棚高度低于5m的车间等室内照明场合应用。紧凑型荧光灯发光效率比普通荧光灯高5%,细管型荧光灯比普通荧光灯节电10%,因此,紧凑型和细管型荧光灯是当今“绿色照明工程”实施方案中推出的高效节能电光源。

  (2)高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等都是气体放电灯,其伏安特性都是电流增大时灯电压不是升高而是下降,必须串联一具有正的伏安特性的元件来平衡这种负特性,具有这种特性的元件称为限流器或镇流器。优质电感镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好,功率因数高,功率损耗低等特点。这样才能稳定灯泡工作电流,延长灯泡使用寿命。降低镇流器的功率损耗也是节能工作不容忽视的一个方面。如250W钠灯镇流器质量好的功率损耗只有20W~25W,而质量差的功率损耗可达40W左右。

  (3)灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。一般效率较高的灯具都采用高反射率的材料和先进的工艺制作,如电化抛光的高纯铝板;透光性能好的防护罩,如透光玻璃或有机玻璃;再就是密封性能要好,能防水防尘,尽可能地减少光的损失。灯具的效率是指其对光源光通量的利用率。任何材料制成的灯具对于光源幅射的光通量在经过反射和透射时,其效率总是小于1。假设同一功率的光源,一只配用效率较高的灯具,其光通量的70%~80%得到利用,另一只配用效率较低的灯具,光通量只有40%~50%得到利用。两者比较,效率低的灯具其光源所消耗的功率将近30%白白浪费了,未能发挥其作用,这—点往往被忽视。因此,选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。目前,一些灯具厂家已经研发生产出反射率可以达到95%的灯具,在实际照度值计算时,相对于普通灯具,减少了一定的数量,既节约了成本,又降低了照明总用电量。

  另外,灯具在使用过程中不可避免地受到污染,如反光器的铝氧化,防护罩里外积尘生垢等,势必造成光的损失,如不定期维护保养,则和上述道理相同,光源所消耗的功率大部分就浪费掉了。所以,选择灯具时要选择密封性能达到IP55以上的灯具,以减少维护工作量。

  4、照明节电的管理

  良好的维护管理可以节约用电和保护视力,加强照明用电管理是照明节电的重要方面。照明节电管理主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主,使人们养成随手关灯的习惯;按户安装电表,实行计度收费;对集体宿舍安装电力定量器,限制用电,这些都能有效地降低照明用电量。当灯泡积污时,其光通量可能降到正常光通量的50%以下。灯泡、灯具、玻璃、墙壁不清洁时,其反射率和透光率也会大大降低。为了保证灯的发光效果,应根据照明环境定期清洁灯泡、灯具和墙壁。当灯要闪动或已出现闪动时,要及时更换,因为气体放电源在启动时耗电最高,比平时用电大得多,可有效的做到节能。

  5、城市照明节能

  城市照明节电决不是靠降低照明标准来实现的,应在确保各级道路符合相应的照明标准的前提下讲节能。因此,每一项道路照明设计施工时,我们应充分利用光能,使被照明环境达到照明标准要求。首先,确定道路照明等级,按照主干道、次干道、住宅小区等不同的照明场所进行合理设计,以便最大限度地利用光能。通常可做出几种方案进行分析比较,从中选取既经济合理又节能的方案。以道路照明来讲,一般采用较大的安装高度与间距和大功率的光源,比采用较小的安装高度与间距和小功率的光源更为经济合理和节能。

  6、总结

  照明节能是一项综合性的工作,牵涉的方面较多。在维持应有的照明水平前提下,实现节能是完全可行的,照明节能的潜力是很大的,只有经过不断的探索、实践,从大处着眼,小处着手,才能找到真正达到照明节能效果的方法,使照明成本得以降低,使有限的电能发挥更大的效益。

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