试论绿色照明的重要性及照明节能的方式

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        摘要：阐述了绿色照明的重要性，并介绍了照明节能的各种方式，其中比较重点地介绍了智能照明控制系统在民用建筑中的应用。

　　关键词：绿色照明 照明节能 智能照明控制 　　 　　引言 　　目前国内照明设计一般分成二个阶段完成，建筑设计院完成建设项目的基本照明，一 些专业公司承包大型厅堂、场馆及景观照明的设计。设计院的照明设计主要完成了一般空间照明布置、普通灯具选型、照明配电；对照明质量、照明艺术和环境考虑较少。一些专业公司虽然比较好地考虑了照明艺术和环境，由于自身力量不足或考虑的侧重不一样，有时候设计十分片面，如照度不符合标准，照明配电很不合理存在不安全隐患，光源和灯具选型不妥等现象时有发生，而我国对绿色照明设计的要求就是在保证不降低作业面的视觉要求、不降低照明质量的前提下，利用电能、太阳能等能源，力求最大限度地减少照明系统中的能耗损失。本文将从不同的角度阐述绿色照明在建筑节能领域的重要性及照明节能的方式。 　　 　　1、绿色照明的重要性 　　 　　1.1绿色照明的理念 　　绿色照明是指通过科学的照明设计，采用光效高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制器和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。 　　照明工程必须实施可持续发展战略，把节约放在首位，提高资源利用效率。因为绿色照明能节约电能，节约电能对保护环境具有重要意义。 　　1.2绿色照明工程的基本内涵 　　绿色照明工程的基本内涵是：节能、高效、舒适、安全有益于环保。具体地说，绿色照明工程通过采用新颖高效节能新光源和电子式镇流器、先进的节能控制器、新颖优质材料的反射器代替落后质差的反射器、优化的开关控制器代替落后的开关、在不同的场合选用先进合理的灯具结构等照明节电技术，以达到节约照明用电，减少发电对环境的污染，节约一次能源，保护生态平衡的目的，是一项以节能为核心的系统工程。 　　在我国，商业用电逐步增加，大中型商场照明用电相当可观。商场照明设计应坚持"以人为本"的原则，按照现代绿色照明设计的原则，使照明系统具有系统工程中的综合效益：既要降低能耗指标，满足环保要求；又要创造良好的照明环境，适应各种商业空间的要求，实现商业目标。 　　1.3建筑照明节能的潜力 　　建筑照明节能潜力主要包括电光源潜力、灯具潜力以及设计、运行管理等方面的潜力。 　　从理论上讲，照明用电量（L）可用下式表示： 　　L＝WT*（EA／FK）=EAT／Kη 　　其中：W-每一台灯具消耗的电功率，KW／台； 　　T-开灯时间，h； 　　E-平均设计照度，lx； 　　A-地板面积，m2； 　　F-每台灯具的灯泡流明，lm; 　　K-维护系数； 　　η-灯泡的综合效率[F／W]。因此，欲降低照明电耗，必须设法使用高效灯泡、提高灯具的维修率；或者减少开灯时间、保持适当的照度和尽量采用局部照明等。但是，绿色照明的原则是在保证足够的照明亮度和质量的前提下节约能源。所以，选择合理照度（E）、高效灯泡流明（F）和提高综合效率（η）、加强运行管理等，对于建筑绿色照明具有非常重要的意义。 　　 　　2、照明节能的方式 　　 　　2.1采用高效节能的光源 　　白炽灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，它致命的弱点是发光率太低因此目前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。 　　1）用卤钨灯取代普通照明白炽灯（节电50-60%）； 　　 2）用自镇流单端荧光灯取代白炽灯（节电70-80%）； 　　3）用直管型荧光灯取代白炽灯和直管型荧光灯的升级换代（节电70-90%）； 　　 4）大力推广高压钠灯和金属卤化物灯的应用； 　　 5）低压钠灯的应用； 　　 6）推广发光二极管-LED的应用 　　2.2采用高效节能照明灯具： 　　1）选用配光合理、反射效率高、耐久性好的反射式灯具； 　　2）选用与光源、电器附件协调配套的灯具。 　　2.3采用高效节能的灯用电器附件 　　用节能电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器。 　　采用各种照明节能的控制设备或器件： 　　 1）光传感器 2）热辐射传感器 3）超声传感器 4）时间程序控制 5）直接或遥控调光 　　2.4选择合理的照度标准 　　我国1990年5 月发布了《民用建筑照明设计标准》，由于我国幅员辽阔，各地区经济条件差别较大，民族习惯不同，因此在选用照度标准时应在规范推荐的高、中、低值中确定 合理的标准。对标准值的确定应掌握适度，例如办公建筑中办公室、会议室照度值分别为100、150、200LX，是指0.75米水平面的照度值；设计室、绘图室照度值分别为200、300、500LX，是指实际工作面的照度值。也就是说对于设计室、绘图室从节能的角度照明设计应考虑二种照明：一般照明和局部照明，它们的照度之和满足标准要求。 　　又例如智能建筑设计标准，它主要适用于办公建筑。在环境一章中规定视觉照明环境的水平面照度，甲、乙、丙级标准应分别不小于500、400、300LX；因为是智能建筑，照度标准明显高于《民用建筑照明设计标准》的规定。但智能建筑中并不是所有用房都有这么高的视觉要求，应根据不同用途确定照度标准，且500、400、300LX应是指实际工作面的照度值。 　　2.5尽量利用自然的采光方式 　　建筑物尽量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明，可采用按照度标准检测现场照度，进行灯光自动调节。 　　2.6采用智能照明控制系统 　　采用智能照明控制系统能够有效地对照明进行控制，节约电能。 　　自从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后，楼宇智能化就成为当今建筑发展的主流技术。但是长期以来，智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。一些智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明，但只能实现简单的区域照明和定时开关功能，无法实现调光，场景控制等功能来实现照明质量的提高。 　　就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光场景，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量。 　　目前，照明控制系统一般是在某些照明回路中串联由楼宇自控(BA)系统控制的触点，通过控制这些触点实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能。但是，这种控制方法具有一定的局限性： 　　1) 控制回路的数量一般较少，只是大面积区域控制。 若将回路划分的较细则造价昂贵。 　　2) 现场通常不设置开关，所有照明回路通过BA中控室控制，现场无法干预照明状态，使用不便。 　　3) 控制功能简单，只能实现定时、开关的功能，若要实现场景预设、亮度调节，软启动软关断等复杂的功能技术难度较大。 　　4) 由于照明系统并不是一个独立的系统，所以，在BA系统出故障时，照明系统也受到影响。 　　因此，在市场上采用独立运行的智能化照明系统，应运而生。它有一套独立的控制协议，相对BA系统来说比较简单，完全能满足对照明控制的需求，价格也更有竞争力。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，具有分布式智能控制的特点和开放性；而且产品具有多种接口单元(RS232、以太网等)和功能强大的接口程序，许多系统或软件均可方便地与之集成。因此，采用智能照明控制系统会使设计更简单，安装更快捷，使用更灵活，管理更方便。 　　2.6.1智能照明控制系统的功能 　　1) 智能照明控制系统是全数字、模块化、分布式总线型控制系统，将控制功能分散给各功能模块。中央处理器、模块之间通过网络总线直接通信，可靠性高，控制灵活。 　　2) 系统根据某一区域的功能，每天不同时间得不同用途和室外光亮度自动调节照明。进行场景预设，由楼宇自控系统或分控制器通过调光模块，调光器自动调节。 　　3）照明控制系统分为独立子网式系统，特定于房间或大型的联网系统。 　　4）联网系统具有标准的串行端口，可以较容易地集成到楼宇自控系统的中央控制器，或与其他控制系统组网。 　　2.6.2智能照明控制系统的应用范围 　　智能照明控制系统可对白炽灯、荧光灯等多种光源进行调光，对各种场合的灯光进行控制，满足各种环境对照明控制得要求。 　　2.6.3智能照明控制系统的系统组成 　　系统由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、PC接口、监控计算机（大型网络需要线路耦合器连接）、时钟管理器等部件组成。所有单元器件（除电源外）均内置微处理器和储存单元，由信号线（双绞线或光纤等）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址，并使用软件设定其功能，通过输出单元控制各照明回路的负载。 　　2.6.4智能照明控制系统的数据传输方式 　　照明控制系统数据传输方式在国际上尚无统一的标准。目前主要有光纤传输方式、双绞线传输方式、电力载波传输方式和无线射频传输方式等。 　　2.6.5智能照明控制系统的控制方式 　　智能照明常用的控制方式有场景控制、群组组合控制、定时控制、天文时钟、光感探头控制、就地控制、远程控制、图示化监控、应急处理、日程计划安排等。其主要功能及应用场所如下： 　　1)场景控制，用户预设多种场景，按动一个按键，即可调用需要的场景。多功能厅、会议室、体育场馆、博物馆、美术馆、高级住宅等场所采用该控制方式。 　　2)群组组合控制，可设定一个按键，对多个配电箱（跨区）中的照明回路进行开关控制，即一键可控制整个场所的照明开关。 　　3)定时控制，根据预先设定的时间，触发相应的场景，使灯光打开或关闭。应用于地下车库等大型面积场所。 　　4)天文时钟，输入当地的经纬度，系统自动推算出当天的日出、日落时间，根据这个时间来控制照明场景的开关。特别适用于夜景照明、道路照明。 　　5)光感探头控制，根据光感探头探测到的照度，控制照明场所相关灯具的打开或关闭。常应用在写字楼、图书馆等场所。靠近外窗的灯具可采用光感探头，根据天然光的亮度进行开/关，以节约用电。 　　6)就地控制，一般情况下，控制过程自动进行。在某些情况下，可使用控制面板来强制调用需要的照明场景模式。 　　7)远程控制，通过互联网对照明控制系统进行远程监控。可对系统的各个照明控制箱的照明参数进行设定、修改；对照明状态进行监视、控制。 　　8)图示化监控，用户可以使用电子地图功能，对整个控制区域的照明进行直观的控制。可将整个建筑的平面图输入系统中，并用各种不同的颜色来表示该区域当前的状态。 　　9)应急处理，在接收到安保系统、消防系统的警报后，能自动将指定区域照明全部打开。 　　10)日程计划安排，可设定每天不同时间的照明场景状态，并对场景调用情况进行记录、打印输出，方便管理。 　　 　　结语 　　随着政府对节能工作的重视，控制和管理技术的不断更新发展，照明技术的日新月异，在设计中应当合理地综合运用各种节能措施，可以有效的提高照明设计中地节能效果。 　　 　　参考文献： 　　【1】《公共建筑照明节能设计标准》GB50189-2005 　　【2】《建筑照明设计标准》GB50034-2004 　　【3】《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008