電氣照明中的節能設計方案分析

任巍

摘要 ：我國是世界上能源短缺的國家之一，但能源浪費卻很嚴重，無論是照明供電系統或照明設備都存在著節能的巨大潛力。筆者將簡單闡述電氣照明節能的設計原則和影響因素，重點討論節能設計的主要措施。

關鍵詞 ：電氣照明 節能設計 導線截面 光源燈具照明裝置

我國是個能源大國，同時也是能源消耗的大國，而在諸多能源中，電能是維持我們正常生產生活的關鍵因素。在建筑領域的電能消耗中，照明部分的用電量占15%至25%。而實際上，用于照明體系的電能并不是完全的消耗在照明本身，有一部分則消耗在了照明系統運行的其它環節，我們稱這種現象為電能逸損。照明能耗在建筑能耗中占有相當大的比例，因此建筑照明體統中蘊含著大量的節能潛力，在這種前提下，如何將節能環保的功能融入到建筑照明電氣設計中來，是我們電氣設計工作人員必須解決的問題。

1、電氣照明設計中的節能設計原則

1.1 盡量減少能源損失

建筑物的用途不同，對照明的需求也不相同，一味地強調節能節電顯然是不正確的。如何滿足用戶需求，保證照明系統的安全可靠，是我們設計人員首先應考慮的問題。照明節能的基本原則是在保證視覺要求、照明質量的前提下，力求減少照明系統中的光能損失，提高照明用電的利用率。

1.2 充分考慮經濟效益

節能設計應充分考慮經濟效益，衡量投資與收益的關系，不能片面地過分強調節能。在設計期間，應對各設計方案的經濟效益進行反復對比。在照明效果相同或相近的情況下，從年照明費用、年維護費及年電費三個方面進行綜合比較，挑選出經濟效益最好的設計方案。

2、電氣照明設計中的節能理念概論

2.1 合理選擇導線截面和材料

通常情況下，電力負荷計算中比較重視動力荷載，照明負荷則是粗略估算。實際上對于照明線路設計，照明負荷要較為準確地算出，以便于合理地選購導線，如果導線截面過大，則浪費材料；如果截面偏小，負荷過大，引起照明線路受損，會產生導線漏電?，F在照明線路一般采用暗敷，不容易查找更換，造成不能正常使用和電能損失，同時線路電阻大，線路損耗高，所以要準確地選擇導線截面，并采用阻燃性PVC管作導線保護套管，而且鋼度要高，防止導線因破損而漏電。

2.2 設計多回路控制和多地（聯）控制線路

現在一些住宅的會客廳、娛樂廳，會場、報告廳，從燈光藝術效果和造型設計高度出發，采用多燈組合，或某一區域內較大面積上“星星點燈”式的組合，設計時往往考慮線路上簡易，采用單路控制多只燈，甚至數十只燈，使用時不管是否需要，一律全部開啟。有些會場上，只有少數人員開會，主席臺上也只有個別人員，可是燈火通明，這很多都是由于線路設計存在問題，沒實行多回路分開控制燈的通斷，造成很大的電能浪費。在過道、門廳、樓梯口等走動大場合，要設計多地（聯）控制線路，人走到哪兒都可以控制燈，以免無人亮燈，無法關閉，造成電能的浪費。照明支路和插座支路分開，插座支路上臨時性負荷較多，移動照明動力和熱電負載較多，照明支路負荷較為固定，為了避開影響，采用二支路分開，保證照明支路工作的可靠性。照明支路要設置帶有一定保護功能的高分斷力空氣開關，控制漏電現象的產生，節約電能，保證線路的正常運行。

3、電氣照明設計中的節能設計方案

3.1 合理選擇光源

高效光源是照明節能的首要因素，必須重視推廣應用高效光源。電光源的選用，根據應用場所不同，至少有兩類高效光源應予推廣使用。

3.1.1 熒光燈

熒光燈具有光效高、壽命長、顯色性好等優點。直管熒光燈適用于高度較低的房間，如辦公室、教室、會議室及儀表、電子等生產場所，緊湊型熒光燈適用于家庭住宅、旅館、餐廳、門廳、走廊等場所。T5熒光燈管作為新興燈管，與傳統的26mm熒光燈管相比較，直徑為16mm，減小了40%，既節省了材料，又節省了倉儲和運輸成本。過去在使用熒光燈的場所，普遍都是采用40 W的燈管，光通量一般只有2200lm，而現在選用只有28W的T5熒光燈，光通量卻達到2600lm。從40W減少為28W，約節約30%的電能，光通量卻提高20%。

3.1.2 高強度氣體放電燈（HID）

以鈉燈、金屬鹵化物燈為代表的高強度氣體放電燈，具有發光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不銹蝕等優點，廣泛應用于道路、高速公路、機場、碼頭、船塢、車站、廣場、街道交匯處、工礦企業、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色鈉燈主要應用于體育館、展覽廳、娛樂場、百貨商店和賓館等場所照明。

3.2 合理選擇燈具

光源必須配備各種燈具，才能真正體現其實用價值。燈具選擇不當，將使能量損失高達30%至40%，反之燈具效率高，可使單位面積耗電量下降，降低投資和運行費用。在進行照明設計時，應針對不同面積和高度的房間，計算確定選用寬或中窄光束的照明燈具，再由天花板、墻面以及地面的反射系數，求出燈具的利用系數，這是較為科學的設計方式。一般不宜采用效率低于70%的燈具，采用非對稱光分布燈具，它具有減弱工作區反射眩光的特點，能大大改善視覺條件。

3.3 合理選擇照明裝置配件

鎮流器也是照明耗能的一部分，而品質優良、可靠性好、效率高、能耗低于傳統電感型鎮流器的電子鎮流器已成為首選產品。在采用電子鎮流器時，應重視高次諧波對供配電系統的影響，并應采取相應的措施。電子鎮流器的使用使電網中高次諧波的含量大量增加，對供配電系統造成危害。因此，我們要采取相應的措施來防范和抑制高次諧波。具體措施有：選用符合國家電磁兼容標準的產品；采用帶有△接線變壓器，減少三次及其倍數的諧波對電源的干擾；對諧波源設置隔離變壓器；采用無源和有源電力濾波器；適當增加導體截面等措施。

3.4 合理選擇控制方案

現有的照明控制方式很多，有單燈控制、多燈控制、雙控開關控制、樓宇自控系統控制、智能控制及其它控制方式。一是每個照明開關所控光源數不宜太多；房間或場所裝設有兩列或多列燈具時，宜按有關規范要求分組控制。二是建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，宜采用集中控制。三是體育館、影劇院、候機廳、候車廳等公共場所應采用集中控制。四是旅館的每間（套）客房應設置節能控制型總開關。五是建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明，宜采用節能自熄開關。六是對于建筑物的夜景照明，要設計平時、節假日、慶典等多種模式的控制方式。七是在建設標準較高、規模較大、功能較復雜的工程中，電氣設計人員要建議建設方采用智能照明控制系統。

3.5 提高系統功率因數

建筑照明系統中的部分用電設備，如變壓器、氣體放電光源中的鎮流器等因具有電感元件，會產生無功功率，影響電能的有效利用。無功功率可以采取提高設備功率因數的方法降低， 熒光燈應采用電子鎮流器；采用電感鎮流器的氣體放電燈宜單燈安裝補償電容器；變壓器低壓側采用集中電容器補償。目前的電氣設計中，許多設計僅采用變壓器低壓側集中補償的方式，這種做法僅減少了區域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數。

綜上所述，節能已不再只是個口號，我國建筑領域的節能工作還剛剛起步，但有關的政策法律法規正在相繼出臺，足以說明其重要性。電氣照明的節能設計潛力很大，電氣照明節能設計中，相關工作人員應反復比較研究多個方案，從設計源頭上熟悉理解照明節能的多方應用，采取積極有效的措施，以達到真正節能的效果，創建一個適合節能的人居環境，實現人類與環境的可持續發展。

參考文獻：

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