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摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的社會(huì)高速發(fā)展,各種資源的稀缺性也不斷顯現(xiàn),在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的大背景下,節(jié)能成為當(dāng)前建筑行業(yè)中人們最為關(guān)注的焦點(diǎn)之一。文章首先分析了當(dāng)前建筑電氣照明耗能的主要原因,然后從適用、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等方面指出建筑電氣中節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則,最后提出了提高建筑電氣照明節(jié)能程度的具體設(shè)計(jì)措施。
關(guān)鍵詞:建筑,電氣照明,節(jié)能措施
當(dāng)前,我國(guó)仍然位于發(fā)展中國(guó)家行列,其能源消耗十分龐大,特別是對(duì)于電能的消耗。在各類建筑能耗中,電氣照明能耗超過(guò)了其所有能耗的1/5。所以,最大限度地減少建筑電氣中照明能耗顯得十分重要。當(dāng)前,我國(guó)建筑電氣照明節(jié)能工作還處于初級(jí)階段,存在著設(shè)計(jì)原則不夠合理、制度不夠完善和健全等問(wèn)題,其節(jié)能效果仍然不夠理想,與國(guó)家節(jié)能降耗的要求還處在著差距。因此,從國(guó)家利益、經(jīng)濟(jì)利益以及生態(tài)利益出發(fā),務(wù)必加大節(jié)能設(shè)計(jì)力度,有效降低人們的生活成本,努力改善電能供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。
1建筑電氣照明耗能原因分析
首先,部分建筑在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),未能從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度出發(fā),其設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)理念落后,未能樹(shù)立節(jié)能理念,例如,在照明方式、照明控制手段以及燈具種類選擇等方面缺乏節(jié)能理念,建筑內(nèi)的部分電氣系統(tǒng)存在著不合理之處。同時(shí),對(duì)于建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)線路不夠科學(xué),各種照明設(shè)備之間的匹配性能不強(qiáng),建筑照明系統(tǒng)的亮度不夠,電能消耗逐漸增加。此外,部分建筑物建造時(shí)間較為久遠(yuǎn),各種節(jié)能設(shè)備和智能節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用水平較低,不僅嚴(yán)重影響著人們的正常工作與生活,而且難以發(fā)揮應(yīng)有建筑電氣照明系統(tǒng)的作用和功能。由于以上這些情況的存在,無(wú)疑會(huì)影響建筑電氣照明節(jié)能的程度。因此,加強(qiáng)建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)就變得更為重要。
2建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)原則
首先,以適用性為原則滿足建筑電氣照明的標(biāo)準(zhǔn)。在建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)中,由于不同的場(chǎng)合和環(huán)境,對(duì)于相關(guān)照明要求也各不相同,務(wù)必使設(shè)計(jì)的建筑電氣照明符合建筑物照明的標(biāo)準(zhǔn)、功能和廣大用戶需求。在具體設(shè)計(jì)原則中,不能為了節(jié)能而降低建筑電氣照明相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō),在建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),務(wù)必將建筑功能需求作為設(shè)計(jì)的第一原則。其次,以經(jīng)濟(jì)性為原則兼顧建筑電氣照明的成本和費(fèi)用。建筑電氣照明節(jié)能的設(shè)備將花費(fèi)大量的資金,務(wù)必在滿足建筑電氣照明標(biāo)準(zhǔn)的前提下,確保投入所創(chuàng)造出的經(jīng)濟(jì)利益,也就是說(shuō)不能為了節(jié)能而忽視節(jié)能的投入成本和經(jīng)濟(jì)性,在一定時(shí)間內(nèi),如果電氣照明節(jié)能設(shè)備和技術(shù)所投入的成本可以抵消節(jié)能而節(jié)約的費(fèi)用,則被人們采納和應(yīng)用。反之,如果造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,得不償失的情況下,則不應(yīng)采納和應(yīng)用。最后,以節(jié)能性為原則減少無(wú)意義能源損耗。沒(méi)有實(shí)際照明意義和布置過(guò)多的照明設(shè)備,都將會(huì)產(chǎn)生電能的大量消耗。如果這種電能消耗在長(zhǎng)年中不能得到有效的遏制,勢(shì)必會(huì)加重社會(huì)的負(fù)擔(dān),造成大量的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。所以,在建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)中,廣泛征求意見(jiàn),對(duì)一些建筑功能影響較小或者沒(méi)有影響的能耗列舉出來(lái),在深入論證的基礎(chǔ)上,進(jìn)行合理的取舍,務(wù)必避免一些無(wú)意義的能源損耗。
3提高建筑電氣照明節(jié)能的程度
3.1充分利用天然和自然光源
天然和自然光源的最大優(yōu)勢(shì)在于不需要耗費(fèi)能源就能夠達(dá)到照明的目的,務(wù)必加強(qiáng)天然和自然光源的應(yīng)用程度。在日常具體工作中,可以合理增加門窗的面積和數(shù)量,盡可能地選擇透光性較強(qiáng)、質(zhì)量較好的玻璃,在靠近和接近光源的位置,盡可能地選擇一些與天然和自然光源顏色相接近的建筑材料,通過(guò)折射作用滿足室內(nèi)照明,加大被動(dòng)式導(dǎo)光系統(tǒng)的應(yīng)用程度。
3.2充分應(yīng)用高效節(jié)能光源
傳統(tǒng)生活中的白熾燈,由于安裝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì),在日常建筑電氣照明設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。然而,這種白熾燈電能轉(zhuǎn)化效率、發(fā)光效率較低。因此,科學(xué)合理地選擇高效、節(jié)能光源和燈具變得十分重要。當(dāng)前,隨著LED燈、高壓鈉燈、熒光燈技術(shù)的成熟,其不僅發(fā)光效率高、電能能耗少,且使用壽命較長(zhǎng),務(wù)必在滿足光線和眩光的要求下,根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇不同的光源。如果光源要安裝在較高的位置,則優(yōu)先選擇金鹵燈或高壓鈉燈;反之,則優(yōu)先選用緊湊熒光燈或直管熒光燈;如果建筑照明系統(tǒng)有顯色性要求,則優(yōu)先選用金鹵燈,負(fù)責(zé)優(yōu)先選擇高壓鈉燈。除此而外,還應(yīng)當(dāng)選取效率較高的燈具,使高效光源得到充分發(fā)揮。
3.3優(yōu)化照明控制系統(tǒng)方式
合理的照明控制方式對(duì)于降低建筑電氣照明的能耗有著至關(guān)重要的作用,務(wù)必根據(jù)自然光的照明程度,合理確定照明范圍和照明亮度。在具體設(shè)計(jì)中,對(duì)于需求光度不同的環(huán)境,靈活運(yùn)用不同的照明值,采用非均勻的照明,使不同的燈光各盡其用。例如,在遠(yuǎn)離自然光的地方,可以采取較高的照明值,在距離自然光較近的地方,采用較低的照明值;對(duì)于人員密集、人流量較多的地方,選擇集中控制的方式,由管理人員統(tǒng)一操作,確保正常有序的提供光源。例如,在各類候車廳、餐飲、商場(chǎng)等場(chǎng)所;對(duì)于一些不經(jīng)常出入或出入頻率較低的地方,可以設(shè)置智能照明控制方式,通過(guò)大力應(yīng)用聲音、紅外線等技術(shù),確保在不需要光照的時(shí)刻自動(dòng)熄滅或采用較低的照明值,一旦需要光源,能夠在第一時(shí)間提供光源,有效避免了人為忘記關(guān)閉電源,造成電能的不必要浪費(fèi)。例如,地下車庫(kù)、旅館客房等場(chǎng)所;對(duì)于白天有充足的自然或天然光源,夜間需要照明的地方,可以采取定時(shí)控制的方式,一旦進(jìn)入夜間,則自動(dòng)開(kāi)啟光源,例如,路燈、室外照明等;對(duì)于一些吸引眼球、比較高檔,需要對(duì)燈具發(fā)光亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)的場(chǎng)所,可以采用自動(dòng)調(diào)光方式,對(duì)燈具的輸入功率進(jìn)行調(diào)節(jié),達(dá)到節(jié)能的目的。
3.4合理選用啟動(dòng)設(shè)備
在大多數(shù)光源設(shè)置中都配備了鎮(zhèn)流器,一般情況下,鎮(zhèn)流器不僅光閃爍情況嚴(yán)重,而且功率較大,其鎮(zhèn)流器的使用效果直接影響著照明的質(zhì)量和照明能效。在鎮(zhèn)流器具體選擇中,避免選擇一些耗能較大的普通電感型鎮(zhèn)流器。例如,對(duì)于直管型熒光燈選擇鎮(zhèn)流器時(shí)務(wù)必考慮能效值,一方面電子鎮(zhèn)流器自身功率較小,另一方面,在向燈管供給高頻電流時(shí),電子鎮(zhèn)流器提供的高頻電流一般為幾十千赫,相比工頻,燈管光效高出10%左右。因此,在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,優(yōu)先考慮電子鎮(zhèn)流器。同時(shí),在選擇照明鎮(zhèn)流器時(shí),還要考慮諧波、功率因數(shù)以及性能等各種因素,以建筑工程中的C類照明設(shè)備為例,當(dāng)諧波次數(shù)為2時(shí),基波頻率允許的最大諧波電流源與輸入電流的百分比應(yīng)為2%;在功率因數(shù)方面,如果燈具功率小于25W,則電子型鎮(zhèn)流器功率因數(shù)一般在0.55~0.60之間,如果燈具的功率在25W以上,則電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)應(yīng)大于0.95。此外,還要考慮使用性能和經(jīng)濟(jì)性,相比電子鎮(zhèn)流器,電感鎮(zhèn)流器使用壽命長(zhǎng),價(jià)格也相對(duì)便宜,但其缺點(diǎn)是在高頻狀態(tài)下頻閃效應(yīng)較大,并且無(wú)法調(diào)光。因此,在建筑電氣照明設(shè)計(jì)時(shí),務(wù)必根據(jù)實(shí)際情況合理選擇照明鎮(zhèn)流器。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,其利用節(jié)能技術(shù)不僅是能源可持續(xù)按發(fā)展的根本需要,也是提高人們生活水平,降低成本的本質(zhì)要求。因此,在具體設(shè)計(jì)中,務(wù)必嚴(yán)格遵守各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則,在確保建筑電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,采用各項(xiàng)照明節(jié)能設(shè)備和技術(shù),最大限度地達(dá)到建筑行業(yè)節(jié)能降耗的目的。
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作者:張永見(jiàn) 單位:北方工業(yè)大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院
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