智能大厦照明节能与管理

摘要:文章主要介绍照明系统节能的设计心得,总结了在智能大厦中的照明系统的设计、管理过程中,如何从控制、节能、使用等多角度综合考虑,力求做到系统经济合理、使用安全、维护方便和节能的目的。

关键词:照明;节能;荧光灯;智能控制系统

中图分类号:TU113.66 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)02-0088-02

目前,在智能大厦建筑的电气设计与管理中,建筑照明节能设计与管理已经成为每位建筑电气设计人员和工程人员必须认真解决的问题。照明设计节能,即在不降低视觉要求的条件下,最有效地利用照明用电。

智能大厦照明系统的节能考虑的内容很广。首先,要合理确定各种用房的照度值。《建筑照明设计标准》GB50034-2004中,对各种建筑的不同用途的房间或场所都明确规定了它的照度标准值,标准还规定可根据视觉工作条件的不同以及建筑等级和功能高低的不同要求可以提高一级或降低一级照度标准值。因此对各种用房所需要的照度要仔细分析,依据规范确定一个合理的设计照度标准,切不可盲目提高照度标准。

其次,要严格执行规范规定的LPD值。LPD值即照明功率密度(w/m2)其定义为:单位面积上的照明安装功率(包括光源功率、镇流器或变压器的损耗功率)。在建筑设计规范中规定了居住、办公、商业、医院、旅馆、学校及工业等七类建筑108种房间或场所的照明功率密度值(LPD值)。除居住建筑外,其他六类建筑的LPD值为强制性条文,必须严格执行。在设计除居住建筑外的6大类建筑的照明时,应严格控制各种房间或场所的LPD值。

再次,在选择光源时,在满足显色性、启动时间等的要求下,应优先选用高光效光源节能灯。常用的高效光源有,细管径直管荧光灯,紧凑型荧光灯,高压钠灯、金属卤化物灯。目前,在智能大厦中,一般选用荧光灯光源应选用T5或T8型的直管荧光灯,但更应该优先选用T5型荧光灯。表1为T5荧光灯技术参数。

高频直管型T8、T5荧光灯的特点是相对于以前旧的T8、T5管采用了三基色荧光粉、保护膜、新的电极和高频电子镇流器点灯,光效高,节能。目前,市场上的荧光灯具可很方便地嵌入标准天花板上应用,配置有新开放的等亮度控制型格栅,体积减少40%,组成的灯具不会产生直射和反射的眩光,特别有利于有计算机显示器的办公室照明。

高频环形荧光灯是将直管形的放电电路改为环形放电电路,使灯外形紧凑、美观,适用于室内装饰的照明。

可看出,环形荧光灯在寿命上、光效上都比旧荧光灯要好。另外,高频环形荧光灯可制作成各种装饰用组合灯具,配以壁开关或遥控开关,更加节能和方便使用。

目前,对白炽灯的使用是有严格范围限制的,一般情况下不应采用。只有在特殊情况下,才可采用,且功率不应大于100W。所谓特殊情况就是其中光源不能满足要求或照度要求不高且照明时间较短的场所。这样我们在设计时对一些公共场所的照明如卫生间、楼梯间、走廊,就不应用白炽灯,而应选用紧凑型荧光灯(其发光效率为白炽灯的3.5～6倍)。

另外,要做好智能建筑供配电照明系统的节能设计,应从需求调查、照明方案确定、设备选型、监控管理系统功能选择等诸多方面着手。对智能建筑的照明需求及外部条件进行详细而尽可能切合实际的调查是正确进行智能建筑总体照明供电方案设计和实现节能的前提和基础。这些需求主要有:各照明负荷的性质及对供电可靠性的要求;各部门、系统和用户对照度的要求;主要照明负荷的分布状况等。

确定照明供配电方案时,需要进行全面、综合的研究分析。在满足各种负荷对供电可靠性、负荷容量及电能质量要求的前提下,应考虑如何才能做到从设计、建设直至运行使用的建筑物整个生命周期的综合效益最好。因此,不仅要考虑建设时的一次性投入,还要计算今后几十年运行中所需的运行、维修费用的多少;不仅要有利于节能、节电和利用可再生能源,还要计算增加的投资和维修费用是否过多。对于照明系统智能化程度的选择也一样,应综合考虑因照明可靠性、照明质量及照明系统的管理水平的提高所减少的事故停电损失、人力节省和物耗减少带来的效益以及资金投入的增加等诸多因素。

还有,对照明方案,应针对照明空间的具体需求确定采用何种照明方式及如何进行照明分区。针对智能建筑照明的控制,应在分区设计的前提下采用相宜的控制策略。一般应考虑:

①公共建筑的走廊、楼梯间及门厅等公共照明场所的照明宜采用集中控制,要求不高的场合可考虑采用声音和红外控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区分组控制措施,便于节能。

②体育馆、影剧院、候机厅等公共场所应采用集中控制,并按需采取调光或降低照度的控制措施以达到节能。

③酒店的每间(套)客房应设置节能控制型总开关。

④大开间办公区应以合理的大小分区分组控制,分区中每个照明开关控制光源数不宜太多。对要求高的场所,每个分区可配置人体感应传感器和照度传感器,便于智能照明控制系统按不同分区进行不同控制。靠窗户一侧顶棚可安装照度传感器,当检测到照度低于某个值时开启本区域的灯以提供辅助照明;高于某个值则关闭相应的灯。有条件时宜设计自动遮阳和自动窗帘开闭以调节进入办公室的照度。

⑤大中型建筑可根据具体条件选用适当等级的照明控制系统,以进行智能照明控制和节能管理,并考虑适当的景观和泛光照明。

⑥对建筑群(如体育中心和展览中心)或大型社区,可在单个建筑独立照明管理系统的基础上再设置一级区域管理系统(AMS)。它综合利用各种照明设备,统一协调照明节能管理。AMS充分利用已有网络,能根据各个不同场所的特点实现细致的照明控制管理,在更大范围内节省资源。

⑦在建筑设计初期就应根据建筑功能分区进行照明系统强电设计和照明弱电控制系统的一体化设计,即电气集成设计。以避免出现照明强电回路的分区与照明控制系统无法适配的情况。

在照明设计中,电气工程师要与建筑专业人员多沟通,尽量利用自然采光,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。 对于气体放电灯,在小面积控制室可采取灯光无级自动调节。但对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,可利用荧光灯进行调压,固定几级调节。 居住建筑有自然采光的楼梯间、走道照明,除应急照明外,宜采用节能自熄开关。

此外,在照明系统的运行管理上,对于照明线路及其连接装置的检查和改进,最大限度地减少线路损失所带来的电能消耗的增加。很多包括照明系统在内的用电设备运行管理人员不注意对配电线路等设施的维护和检查,往往出现诸如三相配电的不平衡、接头或椿头松脱导致相电流过载甚至过热烧毁事故,这些都是运行管理人员没有加强对包括照明系统在内的用电设备系统施工和投入运行前的检查验收有很大关系,因此校验包括照明系统三相平衡是运行管理环节中非常重要的工作。在照明系统维护过程中,照明配电干线和分支线要采用铜芯,有利于用电安全,提高可靠性,同时降低线路电能损耗。定期清洁和保养照明灯具,可以保持灯具的反光效率,也可起到节能的作用。

最后,在照明设计与照明运行管理中应要积级推广新光源,例如LED、无极荧光灯、硫化灯、陶瓷金卤灯等等。

我们应在照明系统设计、光源、灯具设计和管理上不断地创新,才能满足客户日益关注的绿色照明需要,照明节能才能得于发展和进步。

参考文献:

[1] 丁明往.高层建筑电气工程[M].北京:水利电力出版社,1988.

[2] 陈小丰.建筑灯具与装饰照明手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[3] 戴瑜兴.现代建筑照明设计手册[M].长沙:湖南科技出版社,1993.

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