試論綠色照明的重要性及照明節(jié)能的方式

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        摘要：闡述了綠色照明的重要性，并介紹了照明節(jié)能的各種方式，其中比較重點(diǎn)地介紹了智能照明控制系統(tǒng)在民用建筑中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：綠色照明 照明節(jié)能 智能照明控制 　　 　　引言 　　目前國內(nèi)照明設(shè)計(jì)一般分成二個(gè)階段完成，建筑設(shè)計(jì)院完成建設(shè)項(xiàng)目的基本照明，一 些專業(yè)公司承包大型廳堂、場館及景觀照明的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)院的照明設(shè)計(jì)主要完成了一般空間照明布置、普通燈具選型、照明配電；對照明質(zhì)量、照明藝術(shù)和環(huán)境考慮較少。一些專業(yè)公司雖然比較好地考慮了照明藝術(shù)和環(huán)境，由于自身力量不足或考慮的側(cè)重不一樣，有時(shí)候設(shè)計(jì)十分片面，如照度不符合標(biāo)準(zhǔn)，照明配電很不合理存在不安全隱患，光源和燈具選型不妥等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而我國對綠色照明設(shè)計(jì)的要求就是在保證不降低作業(yè)面的視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，利用電能、太陽能等能源，力求最大限度地減少照明系統(tǒng)中的能耗損失。本文將從不同的角度闡述綠色照明在建筑節(jié)能領(lǐng)域的重要性及照明節(jié)能的方式。 　　 　　1、綠色照明的重要性 　　 　　1.1綠色照明的理念 　　綠色照明是指通過科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用光效高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品（電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材，以及調(diào)光控制器和控光器件），改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。 　　照明工程必須實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把節(jié)約放在首位，提高資源利用效率。因?yàn)榫G色照明能節(jié)約電能，節(jié)約電能對保護(hù)環(huán)境具有重要意義。 　　1.2綠色照明工程的基本內(nèi)涵 　　綠色照明工程的基本內(nèi)涵是：節(jié)能、高效、舒適、安全有益于環(huán)保。具體地說，綠色照明工程通過采用新穎高效節(jié)能新光源和電子式鎮(zhèn)流器、先進(jìn)的節(jié)能控制器、新穎優(yōu)質(zhì)材料的反射器代替落后質(zhì)差的反射器、優(yōu)化的開關(guān)控制器代替落后的開關(guān)、在不同的場合選用先進(jìn)合理的燈具結(jié)構(gòu)等照明節(jié)電技術(shù)，以達(dá)到節(jié)約照明用電，減少發(fā)電對環(huán)境的污染，節(jié)約一次能源，保護(hù)生態(tài)平衡的目的，是一項(xiàng)以節(jié)能為核心的系統(tǒng)工程。 　　在我國，商業(yè)用電逐步增加，大中型商場照明用電相當(dāng)可觀。商場照明設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持"以人為本"的原則，按照現(xiàn)代綠色照明設(shè)計(jì)的原則，使照明系統(tǒng)具有系統(tǒng)工程中的綜合效益：既要降低能耗指標(biāo)，滿足環(huán)保要求；又要?jiǎng)?chuàng)造良好的照明環(huán)境，適應(yīng)各種商業(yè)空間的要求，實(shí)現(xiàn)商業(yè)目標(biāo)。 　　1.3建筑照明節(jié)能的潛力 　　建筑照明節(jié)能潛力主要包括電光源潛力、燈具潛力以及設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等方面的潛力。 　　從理論上講，照明用電量（L）可用下式表示： 　　L＝WT*（EA／FK）=EAT／Kη 　　其中：W-每一臺燈具消耗的電功率，KW／臺； 　　T-開燈時(shí)間，h； 　　E-平均設(shè)計(jì)照度，lx； 　　A-地板面積，m2； 　　F-每臺燈具的燈泡流明，lm; 　　K-維護(hù)系數(shù)； 　　η-燈泡的綜合效率[F／W]。因此，欲降低照明電耗，必須設(shè)法使用高效燈泡、提高燈具的維修率；或者減少開燈時(shí)間、保持適當(dāng)?shù)恼斩群捅M量采用局部照明等。但是，綠色照明的原則是在保證足夠的照明亮度和質(zhì)量的前提下節(jié)約能源。所以，選擇合理照度（E）、高效燈泡流明（F）和提高綜合效率（η）、加強(qiáng)運(yùn)行管理等，對于建筑綠色照明具有非常重要的意義。 　　 　　2、照明節(jié)能的方式 　　 　　2.1采用高效節(jié)能的光源 　　白熾燈過去用得最廣泛，因?yàn)樗阋耍惭b維護(hù)簡單，它致命的弱點(diǎn)是發(fā)光率太低因此目前常被各種發(fā)光率高，光色好，顯色性能優(yōu)異的新光源取代。 　　1）用鹵鎢燈取代普通照明白熾燈（節(jié)電50-60%）； 　　 2）用自鎮(zhèn)流單端熒光燈取代白熾燈（節(jié)電70-80%）； 　　3）用直管型熒光燈取代白熾燈和直管型熒光燈的升級換代（節(jié)電70-90%）； 　　 4）大力推廣高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的應(yīng)用； 　　 5）低壓鈉燈的應(yīng)用； 　　 6）推廣發(fā)光二極管-LED的應(yīng)用 　　2.2采用高效節(jié)能照明燈具： 　　1）選用配光合理、反射效率高、耐久性好的反射式燈具； 　　2）選用與光源、電器附件協(xié)調(diào)配套的燈具。 　　2.3采用高效節(jié)能的燈用電器附件 　　用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器取代傳統(tǒng)的高能耗電感鎮(zhèn)流器。 　　采用各種照明節(jié)能的控制設(shè)備或器件： 　　 1）光傳感器 2）熱輻射傳感器 3）超聲傳感器 4）時(shí)間程序控制 5）直接或遙控調(diào)光 　　2.4選擇合理的照度標(biāo)準(zhǔn) 　　我國1990年5 月發(fā)布了《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，由于我國幅員遼闊，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件差別較大，民族習(xí)慣不同，因此在選用照度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)在規(guī)范推薦的高、中、低值中確定 合理的標(biāo)準(zhǔn)。對標(biāo)準(zhǔn)值的確定應(yīng)掌握適度，例如辦公建筑中辦公室、會(huì)議室照度值分別為100、150、200LX，是指0.75米水平面的照度值；設(shè)計(jì)室、繪圖室照度值分別為200、300、500LX，是指實(shí)際工作面的照度值。也就是說對于設(shè)計(jì)室、繪圖室從節(jié)能的角度照明設(shè)計(jì)應(yīng)考慮二種照明：一般照明和局部照明，它們的照度之和滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。 　　又例如智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，它主要適用于辦公建筑。在環(huán)境一章中規(guī)定視覺照明環(huán)境的水平面照度，甲、乙、丙級標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別不小于500、400、300LX；因?yàn)槭侵悄芙ㄖ斩葮?biāo)準(zhǔn)明顯高于《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。但智能建筑中并不是所有用房都有這么高的視覺要求，應(yīng)根據(jù)不同用途確定照度標(biāo)準(zhǔn)，且500、400、300LX應(yīng)是指實(shí)際工作面的照度值。 　　2.5盡量利用自然的采光方式 　　建筑物盡量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面積，應(yīng)將門窗開大，采用透光率較好的玻璃門窗，以達(dá)到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的這部分的照明，可采用按照度標(biāo)準(zhǔn)檢測現(xiàn)場照度，進(jìn)行燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)。 　　2.6采用智能照明控制系統(tǒng) 　　采用智能照明控制系統(tǒng)能夠有效地對照明進(jìn)行控制，節(jié)約電能。 　　自從1983年第一座帶有智能化概念的建筑物在美國落成后，樓宇智能化就成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù)。但是長期以來，智能照明在國內(nèi)一直受到忽視，絕大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式。一些智能大廈采用樓宇自控(BA)系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但只能實(shí)現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)功能，無法實(shí)現(xiàn)調(diào)光，場景控制等功能來實(shí)現(xiàn)照明質(zhì)量的提高。 　　就照明管理系統(tǒng)而言，它不僅要控制照明光源的發(fā)光時(shí)間、亮度來配合不同應(yīng)用場合做出相應(yīng)的燈光場景，而且還要考慮到管理智能化和操作簡單化以及靈活適應(yīng)未來照明布局和控制方式變更等要求。一個(gè)優(yōu)秀的智能照明系統(tǒng)可以提升照明環(huán)境的品質(zhì)，改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量。 　　目前，照明控制系統(tǒng)一般是在某些照明回路中串聯(lián)由樓宇自控(BA)系統(tǒng)控制的觸點(diǎn)，通過控制這些觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)諸如區(qū)域控制、定時(shí)開關(guān)、中央監(jiān)控等功能。但是，這種控制方法具有一定的局限性： 　　1) 控制回路的數(shù)量一般較少，只是大面積區(qū)域控制。 若將回路劃分的較細(xì)則造價(jià)昂貴。 　　2) 現(xiàn)場通常不設(shè)置開關(guān)，所有照明回路通過BA中控室控制，現(xiàn)場無法干預(yù)照明狀態(tài)，使用不便。 　　3) 控制功能簡單，只能實(shí)現(xiàn)定時(shí)、開關(guān)的功能，若要實(shí)現(xiàn)場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)，軟啟動(dòng)軟關(guān)斷等復(fù)雜的功能技術(shù)難度較大。 　　4) 由于照明系統(tǒng)并不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，所以，在BA系統(tǒng)出故障時(shí)，照明系統(tǒng)也受到影響。 　　因此，在市場上采用獨(dú)立運(yùn)行的智能化照明系統(tǒng)，應(yīng)運(yùn)而生。它有一套獨(dú)立的控制協(xié)議，相對BA系統(tǒng)來說比較簡單，完全能滿足對照明控制的需求，價(jià)格也更有競爭力。目前智能照明控制系統(tǒng)多數(shù)采用現(xiàn)場總線技術(shù)，具有分布式智能控制的特點(diǎn)和開放性；而且產(chǎn)品具有多種接口單元(RS232、以太網(wǎng)等)和功能強(qiáng)大的接口程序，許多系統(tǒng)或軟件均可方便地與之集成。因此，采用智能照明控制系統(tǒng)會(huì)使設(shè)計(jì)更簡單，安裝更快捷，使用更靈活，管理更方便。 　　2.6.1智能照明控制系統(tǒng)的功能 　　1) 智能照明控制系統(tǒng)是全數(shù)字、模塊化、分布式總線型控制系統(tǒng)，將控制功能分散給各功能模塊。中央處理器、模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)總線直接通信，可靠性高，控制靈活。 　　2) 系統(tǒng)根據(jù)某一區(qū)域的功能，每天不同時(shí)間得不同用途和室外光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)照明。進(jìn)行場景預(yù)設(shè)，由樓宇自控系統(tǒng)或分控制器通過調(diào)光模塊，調(diào)光器自動(dòng)調(diào)節(jié)。 　　3）照明控制系統(tǒng)分為獨(dú)立子網(wǎng)式系統(tǒng)，特定于房間或大型的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。 　　4）聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的串行端口，可以較容易地集成到樓宇自控系統(tǒng)的中央控制器，或與其他控制系統(tǒng)組網(wǎng)。 　　2.6.2智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍 　　智能照明控制系統(tǒng)可對白熾燈、熒光燈等多種光源進(jìn)行調(diào)光，對各種場合的燈光進(jìn)行控制，滿足各種環(huán)境對照明控制得要求。 　　2.6.3智能照明控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成 　　系統(tǒng)由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、PC接口、監(jiān)控計(jì)算機(jī)（大型網(wǎng)絡(luò)需要線路耦合器連接）、時(shí)鐘管理器等部件組成。所有單元器件（除電源外）均內(nèi)置微處理器和儲存單元，由信號線（雙絞線或光纖等）連接成網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)單元均設(shè)置唯一的單元地址，并使用軟件設(shè)定其功能，通過輸出單元控制各照明回路的負(fù)載。 　　2.6.4智能照明控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式 　　照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式在國際上尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前主要有光纖傳輸方式、雙絞線傳輸方式、電力載波傳輸方式和無線射頻傳輸方式等。 　　2.6.5智能照明控制系統(tǒng)的控制方式 　　智能照明常用的控制方式有場景控制、群組組合控制、定時(shí)控制、天文時(shí)鐘、光感探頭控制、就地控制、遠(yuǎn)程控制、圖示化監(jiān)控、應(yīng)急處理、日程計(jì)劃安排等。其主要功能及應(yīng)用場所如下： 　　1)場景控制，用戶預(yù)設(shè)多種場景，按動(dòng)一個(gè)按鍵，即可調(diào)用需要的場景。多功能廳、會(huì)議室、體育場館、博物館、美術(shù)館、高級住宅等場所采用該控制方式。 　　2)群組組合控制，可設(shè)定一個(gè)按鍵，對多個(gè)配電箱（跨區(qū)）中的照明回路進(jìn)行開關(guān)控制，即一鍵可控制整個(gè)場所的照明開關(guān)。 　　3)定時(shí)控制，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，觸發(fā)相應(yīng)的場景，使燈光打開或關(guān)閉。應(yīng)用于地下車庫等大型面積場所。 　　4)天文時(shí)鐘，輸入當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度，系統(tǒng)自動(dòng)推算出當(dāng)天的日出、日落時(shí)間，根據(jù)這個(gè)時(shí)間來控制照明場景的開關(guān)。特別適用于夜景照明、道路照明。 　　5)光感探頭控制，根據(jù)光感探頭探測到的照度，控制照明場所相關(guān)燈具的打開或關(guān)閉。常應(yīng)用在寫字樓、圖書館等場所。靠近外窗的燈具可采用光感探頭，根據(jù)天然光的亮度進(jìn)行開/關(guān)，以節(jié)約用電。 　　6)就地控制，一般情況下，控制過程自動(dòng)進(jìn)行。在某些情況下，可使用控制面板來強(qiáng)制調(diào)用需要的照明場景模式。 　　7)遠(yuǎn)程控制，通過互聯(lián)網(wǎng)對照明控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控?？蓪ο到y(tǒng)的各個(gè)照明控制箱的照明參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改；對照明狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、控制。 　　8)圖示化監(jiān)控，用戶可以使用電子地圖功能，對整個(gè)控制區(qū)域的照明進(jìn)行直觀的控制。可將整個(gè)建筑的平面圖輸入系統(tǒng)中，并用各種不同的顏色來表示該區(qū)域當(dāng)前的狀態(tài)。 　　9)應(yīng)急處理，在接收到安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的警報(bào)后，能自動(dòng)將指定區(qū)域照明全部打開。 　　10)日程計(jì)劃安排，可設(shè)定每天不同時(shí)間的照明場景狀態(tài)，并對場景調(diào)用情況進(jìn)行記錄、打印輸出，方便管理。 　　 　　結(jié)語 　　隨著政府對節(jié)能工作的重視，控制和管理技術(shù)的不斷更新發(fā)展，照明技術(shù)的日新月異，在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)合理地綜合運(yùn)用各種節(jié)能措施，可以有效的提高照明設(shè)計(jì)中地節(jié)能效果。 　　 　　參考文獻(xiàn)： 　　【1】《公共建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005 　　【2】《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004 　　【3】《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-2008