照明节能设计论文(6篇)
时间：2024-04-17
时间：2024-04-17
关键词：建筑电气；节能设计；公共用电
中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
引言随着社会发展人们用电需求的不断加大，建筑电气的节能节能问题也逐渐进入到施工单位和用户的视线。对于施工单位来说，采用节能材料和节能设计方案，有助于降低长期的建设成本、吸引更多的消费者；而对于用户来讲，具有节能设施的建筑物更能让他们长期的电能，同时安全环保。
一.建筑电气节能设计应遵循“贯彻实用、经济合理、技术创新”的原则：不能随意而为。
在设计时，所有节能设施的材料和布线等都须结合建筑物自身的使用功能，在满足整个建筑物照明、采光、色温、显色等硬性指标的前提下，还要满足使用建筑物的消费者对于舒适条件、卫生环保等方面的需求。所谓节能，是尽可能减少被浪费使用的电力，并非是在改备的电力供应场合进行节制。
经过实践与总结，目前我国建筑在电气节能设计方面存在着以下几点问题有等解决。
首先，建筑电气节能方面的文献和规章编写较少，缺乏统一的规范性文件。这就致使许多施工单位在进行建筑设计时各按所需，结果建筑电气质量良莠不齐。节能相关文件的编写有等完整和完善，建议相关部门建立专门机构进行编写，并根据目前市场上实际建筑物的具体操作情况进行分类和整合，以达到更好的节能控制与管理。
其次，目前仍然有少部分施工单位继续使用国家明令禁止使用的淘汰产品，这些节能产品已经不符合国家新的节能标准，在实际运用上仍然增加着电气运行费用。国家不仅要有相关的措施出台和完善，还要有监察部门认真地监督和排查，要抓现形，严惩治，逐渐规范我国节能设备的市场运行。
再者，部分施工单位的设计人员在进行建筑物设计时，只考虑施工单位的利益和需要，却忽略了消费者对于电气节能方面的需求，这就导致建筑物建成以后，消费者使用的不便。
二、建筑电气节能设计的措施
照明系统、动力系统、供配电系统是建筑物用电最主要的三大块，我们根据这三大系统的各自特点来一一阐述建筑电气节能在设计时的应对对策。
1．照明系统的节能措施。
照明系统，可谓是与消费者最为息息相关的电气系统之一，消费者眼能看到、手能触到、通过电表的显示也能直接了解到电能的消耗量。同时，照明系统也是电气设计中涉及面较广的一个部分，它涵盖了房屋内部、通廊过道、小区内外部等。对照明系统的节能设计，旨在保证人们可视度和视觉舒适度的要求，并且在保证照明器材质量的前提之下，尽可能降低照明系统内对光能的无谓损耗，最大限度地利用好光能。照明系统的节能可以有以下几种途径：
（1）要选择相对高效的光源来进行设计。
按照照明设计的规范文件，对各个不同场所的照度标准、照明功率密度、视觉要求等进行严格控制，从另一个角度来说，控制好照明规范的各个条款，就是要从单位面积上限制好安装灯具的功率消耗。最好在保证照明质量的前提下选择高效发光或紧凑型的荧光灯进行照明，这类灯具相比于普通白炽灯具有更好的节能效果。我们以紧凑型荧光灯为例做出比较：
表1-紧凑型节能荧光灯与白炽灯技术参数比较节能灯的功率
由表数据可见，紧凑型荧光灯节电率更高。再加上它自身使用方便等特点，目前已经成为建筑电气节能设计中的首选灯具。当然，一些大型厂房、体育场馆等的照明不适用于荧光灯，一般可选用高压钠或金属卤化物等高效气体类发光灯具。
（2）照明方式的选择很重要，要做到合理与便捷。电气设计人员与建筑设计人员是紧密相关的，在设计时一定要参考建筑物的整体规划和窗体朝向等进行节能的安排，必要时可对建筑物设计人员提出相关意见与建议。自然光是最为有利于身心和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可帮助施工单位大大减少电气能源的消耗。设计人员要注重自然光与室内照明的合理结合，既能保证人们的日常用光，又能有效节约照明设备的使用与供应。设计合理适用的灯具照度，在自然光效较好的建筑群中，可适当减小照明设备的照度，从而降低能源消耗。
（3）注意照明控制方式的设计。可根据布光的不均匀程度，适当增加照明控制开关，减少消费者全光照明的机率，通过照明设备开关引导使用者哪里用光就点这哪里，有效减少发光设备的同时使用数量。另外，根据建筑物的不同设计不同类型的开关，以便整体控制。比如在学校、宾馆、体育馆等地，可以对走廊、公共活动区域的照明进行统一布控，使用同一开关进行控制，设专人根据天气情况或时间变化进行光照控制，减少光能的浪费。
（4）电气附件的选用也要节能。日常施工和设计过程中，电气附件也是耗能的一个重要环节。以小见大，电气附件的日常耗能积累起来，也是一笔不小的数目。气体放电灯的电子镇流器要比荧光灯的电感镇流器更为轻巧，并且噪音小、无频闪、升温速度也慢。比较下来，电子镇流器的节电能力要远远大于电感镇流器，因此在选用气体灯具的地方，选装电子镇流器更为实用节省。
2．动力系统的节能措施。
电动机是动力系统的动力源泉，无论是家电还是大型电力设备的使用，都离不开电动机的使用。电动机的电力消耗是相当大的，如果在电动机的运转与用电上节约能源，则可以为建筑电气节能提供更具成果性的帮助。要想减少电动机的耗能，最好从提高其工作效率上入手。可以考虑采用以下几种方法：
（1）根据电动机的不同负荷特征来选择使用型号。要根据施工环境对电动机负荷需求进行评估，避免选用负荷过大或过小的电动机型号。
（2）积极选用高效率的电动机。尽可能地减少电动机的空载和负载消耗，提高工作效率。
（3）改进电动机的控制方式，提高其在运行过程中的效率。比如交流电动机可以选用变频调速的方式，或者是在压缩机、电梯等机械设备上使用变频器等。另外要注重产品质量的控制，保证电能消耗的计算与实际应用符合。
3．供配电系统的节能措施。
这主要提在运输、转换等过程中进行节能减耗的方法。主要有以下途径：
（1）慎重选用供电电压。在相同的供电情况下，电压越高，电能的损失越少。
（2）选用简单的供配电系统，选购时注重产品质量。
（3）变压器容量选择合理，使用数量据实际建筑物所需采购，不可浪费。
（4）电缆电线的截面是否符合电流密度，也直接影响着节能情况。
（5）整体功率因素的把握，适当情况下可提高功率因素。
三、总结
建筑电气节能直接关系到整个建筑物的施工与项目运行，同时贯穿于整个决策、设计、施工、入驻的进程环节中，可以说是建筑施工设计阶段的重点项目。对于电气设计人员而言，一定要注意全面的外来因素参考，并设计出多套方案进行细致比对，选择出最适合于等建工程的方案，如有必要，可集中工程设计、结构设施、施工设计等各方面的设计人员共同讨论研究，达成共识，从而达到更好的节电目的。
参考文献：
关键词电气节能；电气设备；控制
1，引言
能源需求量的不断增加，使我国能源供求矛盾日益突出，制约了经济社会快速发展和人民生活水平提高的步伐。不过令人欣慰的是，现在能源问题已经引起普遍关注，一条条节能指令、举措就在这样的背景下相继出台了。
与我们设计工作息息相关的就是2006年11月建设部的《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》。措施提出了建筑电气节能的原则，并提出了电气节能的途径。但是如何才能合理的进行电气设计并配置电气设备，从而达到节能的目的便成为电气设计的首要任务。
笔者设计过的某市一所大学校园项目，总建筑面积57678m2，包括1栋综合楼、3栋学生宿舍、3栋教学楼、1栋食堂。其中综合楼建筑面积11585m2，地上11层，地下一层，属二类高层。其余各栋均为多层建筑。本文以此工程为例，分几个方面论述一下电气设计中的节能措施。这些措施得到施工图图纸审查部门和甲方的认可，并且工程已经投入使用，运行良好。
2，照明设计
2004年12月1日开始实施的《建筑照明设计标准>>(GB50034—2004)，对照明节能提出了严格的要求，其中第6，1，2～6，1，7条均为强制性条文，需按照功率密度值严格执行。由于按照功率密度值进行计算时，没有考虑到现在灯具产品均为节能产品，灯具的光通量较高，因此，在设计中是先按照规范规定的照度值设计房间或场所安装灯具的数量之后，再按照对应场所的功率密度值进行验算，以不超过标准规定的功率密度限值为合格，低于功率密度值则更为节能。
3，电气设备的选择
3，1照明光源的选择
根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能型光源。现在通常使用的T5、T8荧光灯管比以往的普通荧光灯管在单位功率上的光通量要大很多，这能够有效的节能。
在室外环境设计中，水底灯、埋地灯、台阶灯等均使用LED光源。对于气体放电灯等功率因数较低的光源，进行就地补偿，补偿后的功率因数不小于0.8。
3，2灯具镇流器的选择
自镇流荧光灯配电子镇流器，直管型荧光灯配电子镇流器或节能型电感镇流器，高压钠灯、金属卤化物灯配节能型电感镇流器；在大电压偏差的场所，宜配恒功率镇流器；功率小者可配电子镇流器。
3，3负荷计算及变压器的选择
3，3，1负荷计算
a，选择变压器容量时，一般应使变压器的经常性负载以在变压器额定容量的60％为宜。选取容量和电力负荷相适应的变压器，使变压器设计的负荷率在80％左右。
b，根据负荷的性质和工作的情况合理分配变压器所带负荷的回路。如：中央空调的负荷应和照明、动力负荷分开设置在不同的变压器。因为，空调负荷在秋冬季节会停止使用，这样空调变压器便可以停止使用，有利于保证变压器的运行负荷率。
c，负荷回路需要系数的选取：本工程宿舍部分用电均为单相人户，由于学校的宿舍和住宅性质的单身公寓不同，学生晚间在教学楼上自习的比较多，因此需要系数可以比单身公寓取的小一些，单身公寓一般需要系数取0.6～0.7，本工程学生宿舍的需要系数取值为0.5。投入使用至今没有出现过不良状况。
需要系数的选取对于经济比较发达和比较热的地区一般按照设计手册规定的值进行选取，其他地区可以按略低于规定的值进行选取。
d，变压器同期系数的选取：本工程在设计过程中将教学楼和宿舍楼的用电负荷尽量均匀的设置在同一变压器内，由于一个学生不会同时出现在宿舍和教学楼内，这样计算变压器时的同期系数可以选择的小一些，本工程的同期系数取值一般为0.75～0.8。
合理的选择需要系数及同期系数能够有效的减小变压器的设计容量，从根本上达到节能的目的。
3，3，2变压器的选择
在整个供电系统中，配电变压器所占比重最大，因此选择低损耗的变压器对电力系统节能具有非常重要的意义。被中国节能协会作为“新型节能产品”予以重点推广的SGBll一R系列卷铁芯干式变压器比SC(B)9系列产品年耗电量平均降低10.85％。由于SGB11系列变压器的卷铁心结构改变了传统的叠片式铁芯结构，使空载损耗降低20％～35％，空载电流减少60～80％。因此，SGB11系列变压器在减少损耗方面起到非常重要的作用。这种产品性能价格比是目前变压器产品中最佳的，从节能的角度考虑本工程优先选择了这种节能型变压器。
3，4电缆的选择
这里所指的能源并不应该单纯指电能，而是自然界中存在的各种可再生和不可再生的能源的总称，因此金属的使用也纳入了本文的讨论范围内。在建筑电气材料中用量最大的应该是电缆和电线了。如何能够节省电缆和电线的使用量，也是节省能源的主要方面。
电缆截面选择的方法主要有两种；按照持续允许电流选择和按经济电流密度选择。当年最大负荷使用小时数相同的情况下，按后者选择的电缆通常比按前者选择的电缆截面大，这样不利于节约金属的使用量。
下面举例说明。在线路较长的情况下，照明配电箱计算电流为42A，选择配电箱上一级断路器额定电流为63A，此时按持续允许电流选择电缆并验算了电缆电压降的情况下，确定的电缆规格为YJV—1kV—5x16，而按照经济电流密度选择电缆规格为YJV—1kV～4x35+1x16，很明显后者选择的电缆截面要大很多。
因此参照样本上电缆载流量的值。按照经济电流选择电缆截面的大小更能节约金属使用量。
4，照明控制方式的设计
4，1充分利用天然光，并根据天然光的照度变化，决定电气照明点亮的范围。根据照明使用的特点，采取分区控制或适当增加照明开关点。如：一般办公室和教室的灯具布置是按照平行于窗户方向布置和控制灯具的，而书库则是按照与书柜的水平方向布置并控制灯具的。
4，2公共走道灯具及应急照明灯均可采用声光控开关。
本工程的综合楼为二类高层建筑，走道照明均采用节能自熄开关，并对电梯厅和楼梯间的灯具采取了应急时能强制点亮的控制措施。图1、图2为应急时强制点亮控制原理图。
4，3校区的室外环境电气设计，根据不同的时间和不同的气氛，设置了多种灯光场景，如：平时、节假日、重大节日等，开启灯具的数量是不同的。平时则按后半夜和前半夜两个时段开灯，每天进入后半夜时可关掉景观照明，仅维持主要功能照明即可。
4，4对于大型的停车场、办公楼、会议室和观众厅等场所还可以通过设置楼宇自动控制系统对灯具进行控制，从而达到节能的目的。
建筑电气的节能措施还有很多方面，本文仅对此校园工程涉及到的方面进行了阐述。
关键词：现代建筑电气；节能技术；绿色低碳
中图分类号：TU855文献标识码：A文章编号：
一、简析现代建筑电气节能技术
近年来，随着社会经济的发展，对学科体系的划分也越来越细，经过广大设计人员和从业人员的不懈探索与努力而发展起来的具有综合性质的工程学科，建筑电气。现代建筑电气主要运用电气技术手段（如电力技术、信息技术和数字化智能化技术）进行建筑工程的建设，利用有限的空间，创造人性化的生活环境。简言之，就是在建筑物中，利用现代先进的科学理论知识及电气技术手段创造一个人性化的生活环境的电气系统，统称为建筑电气。
二、简析现代建筑电气节能技术的现状及问题
1.简析现代建筑电气的现状
随着我国的工农业迅速发展，伴随能源消耗日益严重，各类能源呈现供不应求状态。而近年来兴建的一系列的建筑，特大型建筑和生活住宅小区，由于未意识到节能的重要性而造成了巨大的能源消耗和资源浪费。据有关部门统计，目前，现代建筑能耗占我国一次总能源消耗的27.8%，是同纬度国家的3倍，而建筑存量约130多亿m2（其中大型公共建筑约占5亿m2）。一般住宅耗电为10°～30°电/m2年，大型公共建筑耗电量是住宅用电量的10～15倍，约为100°～300°电/年，占据了大量的耗电份额。加之民用公共建筑，使用空调等耗电设备，如空调用电占建筑用电的40%～50%，水泵等设备用电占10%～15%，照明用电占15%～25%，其他设备用电占10%～15%左右。在此，现代建筑电气节能就显得非常紧要和必要。
2.简述建筑电气设计常见的问题尽管许多人意识到节能的重要性，也有许多机构在全面展开对节能技术和节能管理的探讨，随着现代建筑节能研究理论的不断深化，现代建筑的节能设计标准日趋合理，但因现代建筑电气涉及的专业和领域的广泛与深入，需要对其设计进行全面系统的分析，现对其电气设计常见的问题作以简要概括：(1)TT系统配电线路接地故障保护；(2)负荷计算；(3)用电设备接地；（4)漏电开关极数选择；(5)住宅插座选择；(6)设计和系统不合理；（7）运行制度(控制方式)不合理等。
三、浅谈现代建筑电气节能设计的原则和方法
1.简析现代建筑电气节能设计的原则
（1）适用性原则设计要根据用电设备对负荷容量、电能质量、供电可靠性等方面的要求，基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供的必要能源及为建筑设备运行提供必需的动力的要求，对供配电设计方案进行优化，保障电能能够充分合理的利用。
（2）节能性原则建筑电气设计对整个建筑工程设计具有重要的意义，设计过程要密切配合有关建筑结构、给排水、暖通、动力、工艺等工种的要求，协调好各方面的要素。以节能为原则，尽量避免或减少与建筑物无关的电气电能的耗费，规划好哪些地方的能耗与发挥建筑物功能无关，并采取相应的节能措施对其耗能严重的环节进行调整、改造，运用先进的科技达到降能的目，将科技与具体的实际情况相结合，做到因地制宜，并要保证电气技术的生产安全、节约能源、降低能耗、保护环境，全面考虑施工管理和设备材料的维护等方面的要求。
浅析现代建筑电气节能的方法
既然节能工作如此重要，尤其是建筑物的节能工作对整个能源是否能够有效合理利用起到了重要作用。目前，建筑电气节能应用比较多的方法有：导光管法，采光搁板，反射高窗，棱镜窗等。这些方法对建筑电气节能具有一定的作用，但还有一些新的节能方法有待发现和使用，以下就对这些方法做以简要介绍：
(1)充分合理的利用天然光源
天然节能的方法是合理充分的利用光源，随着“节能减排，低碳环保”口号的提出，人们越来越注重充分利用天然的光源来节约建筑物的照明，并制定了一系列的建筑物采光标准，采光方式，将采光与照明充分的融合起来，白天可充分的利用自然光照条件，建筑物内引入阳光，以求降低电气能耗，使建筑物内获得较为稳定的光照条件。通过合理的利用天然光源对于降低建筑的能耗和保护环境具有十分重要的意义。
设计高效的照明控制系统照明控制与灯具、光源一样是照明节能不可或缺的要素，对照明设计及其基础理论的应用具有重要的意义，通过设计高效的照明控制系统并将其运用于实际中，既能营造良好的光环境，利用控制光环境划分出不同的环境氛围，保障照明环境的舒适性；又能达到节能的目的，使用者在照明时无需花费太多的时间和过高的照度，根据照明控制来合理使用光照(3)科学合理地利用太阳能照明技术与产品太阳能是天然的光照能源，是取之不尽，用之不竭的清洁能源，利用太阳能能够节约电能，减少环境污染和资源的消耗与浪费，科学合理的使用太阳能照明对保护地球环境具有重要意义，同时利用科技将入射的太阳辐射能转化为化学能、电能，能够提高资源的利用率，发挥太阳能的最大效益。
（4）对建筑电气设备进行节能改造
建筑电气设备包括空调系统、给排水系统、电动机、电梯、电动门窗。主要内容包括：优化控制冷冻水与冷却水系统、冰蓄冷系统、热交换系统温差与流量、变风量系统等控制技术。同时对电梯、电动机等设备进行正确合理的选型，对电动门窗、遮阳系统的自动控制和相关的节能控制等进行考虑。通过综合利用能源，太阳能光伏电源系统，冰蓄冷系统等节能方法，还可以通过减少变压器的功率损耗、合理选择负载率，减少线路能耗，减少照明系统的光能损失（合理规划建筑电气设计和合理选择照明工具和配光曲线）等方法，提高变压器的功率因数和照明利用系数。参考文献：
[1]浅析现代建筑工程的节能技术应用周汉强
关键字：市政道路照明电气节能设计
中图分类号：TU99文献标识码：A
一、市政道路照明电气节能设计的重要措施
（一）合理选择照明标准
在进行市政道路照明设计时，应根据道路所处环境、类别及该道路在城市网中重要性及作用等，合理选择道路照明亮度值。按照相关城市道路照明设计标准进行道路照明标准、照明方式等选择与确定。如在进行公园照明设计工作时，应综合考虑各种设计规范及标准，从而合理控制照明系统各个设计值。
（二）选择光源
在市政道路照明系统光源选择时，其灯具应用不能仅仅追求外观新颖及华丽，更应重视灯具的功能性与其品质。在选择灯具时，首先应在光通量与照度标准的要求下，保证其光源选择满足道路最低亮度要求；为实现节能，应尽量应用高科技灯具，如应用太阳能路灯；在灯具选择时，应综合考虑灯具照度、亮度、环境比及眩光等，合理控制灯具参数，提高节能效果。除了这些因素以外，还应考虑灯具利用系数，推动照明节能。
（三）合理布置照明方式
道路照明是市政景观的重要组成部分，其照明方式的布置，应综合考虑照明需要/场所特点等，合理布置照明方式。一般市政道路照明布置形式多采取双侧交错、单侧、双侧对称、中心对称、高杆照明等。所选择道路照明方式应满足规范要求与节能设计要求，应考虑照明密度，通过总的功率与道路面积相除获得其密度。
（四）组织照明设计
市政道路电气照明设计，首先应满足照度及节能等要求，在综合分析所在道路特殊性的基础上设计照明体系。如在公路、商场、学校等重要场所，其道路照明设计应从多种设计方案中选择出一种经济性、合理性高的设计方案。在计算市政道路照度及能耗的基础上，考虑配线等因素，合理设计照明设计图。科学研究与计算，是保证市政道路照明电气节能实现的关键。
（五）合理控制照明灯具间距及高度
在市政道路照明电气节能设计时，应综合考虑城市人文特征、照度要求、是否需要设置备用照明、检修照明及应急照明等。灯具安装高度与间距的设计应根据道路宽度、照度值等来确定。一般在市政道路中多采取灯杆形式，将灯具合理设置在一定高度，其路面照度均匀度较好，且可以合理扩大灯具安装间距。然而灯具安装高度并不是越高越好，灯具安装高度示意图如下：
图1：市政道路路灯安装高度示意图
通过以下公式可以进行道路路灯安装高度计算：
在上图及公式中，H代表的是灯具安装高度，M代表的是灯具维修系数，Iγc代表的是灯具指向γ角及c角P点光强，γ为高度角，c代表方位角，E代表灯具在P点照度。在确定灯具照射高度的基础上，合理布置其间距，满足城市照明显色指数及光色指数要求。
（六）合理选择电气附件
在市政道路照明中应所存在的无功功率会引起电压降低及焦耳损失等，为此，应对无功功率进行补偿。合理选择电气附件，进行无功补偿配置，是市政道路照明电气节能设计的重要内容。一般在公路因数补偿路灯中应用分散式电容补偿，安装电容器于照明灯具中可以通过就地补偿方式提高功率因数，补偿后发现灯具功率因数提高到0.9以上；将路灯接地线进行串接，保证供电系统的安全性。
二、市政道路照明电气节能设计中应注意事项
在进行市政道路照明电气节能设计中，应按照城市照明设计要求及标准，明确照明设计具体的条件，结合供电方式、照明灯具选择等方面，充分保证市政道路照明照度符合实际需求。在市政道路照明系统中应采取不同回路，实现分别配电与分别控制；在市政道路照明设计中，可以应用先进反光设计技术，提高灯具光反射实率，提高灯具应用效率。对景观灯及路灯使用时间进行区分，如开关不一致则应分别采取回路设置，实现电气节能。
三、结语
随着社会经济的不断发展，能源问题成为了可持续发展的重要问题。为节约能源，在市政道路照明设计中，应科学安排照明节能设计，为保证道路照明电气节能设计质量，应充分考虑道路所处环境、类别及该道路在城市网中重要性及作用等，通过合理确定照明标准、选择光源、选择布置照明方式、组织照明设计、控制安装间就及高度、选择电气附件等措施，实现市政道路照明电气节能设计。实践证明，提高市政道路照明电气节能设计，在节约能源，实现道路照明系统综合效益等方面发挥着重要现实作用。
参考文献：
[1]李伯伟,刘发明,施皓等.关于市政道路照明电气节能设计探析[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(11).
关键词城市路灯;节能措施;绿色照明
中图分类号TU113文献标识码A文章编号1674-6708(2010)23-0099-02
0引言
自开放改革以来,随着我国城市市政建设地飞速发展,大量基础设施投入建设,新道路以及照明工程量与日俱增,同时城市道路照明工程也逐渐向大型化发展。在这样的背景下,大量节能高效的新灯具、新光源有了极大的发展空间,特别是近几年,新的绿色环保,高效节能的技术广泛应用于城市道路照明设计、施工、管理控制系统、运行监控系统等诸多方面。现在路灯已经成为现代城市发展的标志之一,尽管城市道路照明设施种类繁多,要求具有的功能也各不相同,但是,不管照明系统如何改变,最终它的建设都要符合国家相关的标准要求,要做到车辆行车安全通畅、行人具有安全感。同时,又能使城市路灯照明系统体现出一个城市的文明风貌,现代化程度以及环境美化程度。任何一项优良的城市道路照明工程,都是依靠设计者和施工者的共同努力做出来的,工程在设计过程中要全面考虑各种可能出现的因素并且准确确定相关的主要技术参数,在施工过程中,要有科学的管理方法、良好的技术设施和经验丰富的施工团队。本文就根据目前我国城市道路照明系统的发展现状和出现问题,谈谈城市路灯节能措施及必要性包括近几年新提出的“绿色照明”理念。
1我国路灯照明节能的必要性
城市路灯照明系统的耗电量相当大,因此,道路照明节电开始越来越受到人们的广泛关注。下面笔者就实施路灯节能的必要性做一概括:1)实施路灯照明节能,是“绿色照明”理念的要求;2)实施路灯照明节能,是缓解现阶段能源紧张的要求;3)实施路灯照明节能,是减少路灯养护资金的要求;4)实施路灯照明节能,是避免灯光设计过亮,眩光过高的要求;5)实施路灯照明节能,是避免因电压峰谷期高低不平而降低路灯使用寿命的要求。
2我国路灯照明节能的现状
现在,尽管LED白光技术有了突飞猛进的发展,但是如果要将LED灯用在城市照明系统中还有不少问题需要解决,所以目前,高压钠等仍然是城市照明系统的主要照明工具。针对高压钠灯,有两种节能方式:1)采用半夜灯;2)采用调压的方式。半夜灯节能方式是最早的也是最直接的节能方式。半夜灯是指在后半夜人流量和车流量较少的时候,关闭一部分灯以节约电能的方法。这种方法优点是投资小,操作简单,但最大的缺点是道路照明不均匀,并且无法解决路灯寿命降低的问题。采用调压的方法不但可以做到节能,还可有效延长灯具的寿命,是一种比较理想的节能方式。传统的调压法节能包括:
1)晶闸管斩波型照明节能方法。这种方法对照明系统的电压调节速度快,精度高,还可以实现可分时段,实时调整,同时具有体积小,成本低的好处。但这种方法会产生大量谐波,对电网有谐波污染,危害极大,因此不适宜用在照明电路中。
2)自祸降压式调控方法。这种方法可以避免出现谐波污染,可靠性也比较高,但不能升压和稳压,只能固定的降压,因此也不能推广使用。现在的道路照明设备大都是以气体放电为主的,在这种情况下,采用交流斩波调压节能方法很具有可行性。这种方法不会造成谐波污染等后果,同时也可以稳压,降压,大大延长了灯泡的使用寿命,因而也降低了照明系统维护的成本。从这个角度来说,此种方法符合电力电子技术的高频化和低污染发展方向,将会得到越来越广泛的应用。
目前,还出现了一种新型的节能方法,智能路灯节能方法。它有效克服了传统节能方法的缺陷,具有以下几个突出的优点:1)优化电力质量,大大节约了照明用电;2)有效保护电光源,增加其使用寿命;3)适用性较强、可靠性较高;4)绿色环保,污染小。
3我国城市道路照明节能的措施
城市道路照明系统节能的途径有很多,总结下来,节电效果较好的有合理地选择光源、科学先进的照明系统设计、照明控制系统合理和定期维护等几项。在选择光源方面,选用节能效果好的光源和灯具是第一步,选择标准包括经济性好、维护费用低、发光效率高、使用寿命长和显色性好等等。
目前,高压钠灯由于其技术性能稳定和维护系数高等优点,已经成为了许多城市道路照明光源的选择。合理的道路照明设计对于照明节能很重要,在设计前要充分做好调研工作,然后在遵循国家相关规范和标准的前提下,仔细考虑道路照明情况,道路交通情况和照明设施选择等等问题,最后再着手设计,否则图纸设计不当,会造成大量人力物力和财力的浪费。路灯的控制设置要合理,争取做到控制方便、准确并且安全,实时性高,这也是路灯照明节能的一个重要方面。在道路照明系统节能过程中要做到降低照明线路无功损耗和缩小供电半径。因为当无功电流通过线路系统时,由于导线上有电阻会造成电能损失,并且损失会随着功率因数的降低和电力的增大而增加,最终导致路灯亮度降低,照明质量不能保证的问题。适当缩小供电的半径,可以减小电压降,因此供电半径一般选在500~800m为宜。为了更好的节能,定期对路灯系统和灯具维护时必须的。在检修过程中,拆除有潜在隐患的灯杆,更换低效率的灯具,可以最大限度的发挥灯具的照明特性,节约能源。
4城市路灯的“绿色照明”
“绿色照明”是从节约能源、保护环境的角度提出来的,它的实施宗旨就是要大力发展和推广高效照明工具,节约能源,并且营造一种经济、舒适、安全环保、有益于改善人们生活质量,提高人们工作效率的照明环境,来满足人们对照明质量、照明环境的更高要求。推广“绿色照明”工程,我们可以广泛地吸收国外先进的照明技术经验,然后逐步用“绿色照明”来替代传统的照明方法,用较低的能源消耗来取得较好的照明效果,大力促进可持续发展的节约能源工程,全面提高城市道路照明质量水平。
总之,“绿色照明”要求我们要从更深层次上理解照明,不断提高相关设计人员的业务水平;同时,还需要修订完善有关照明设计标准,特别是照明节能的标准,以进一步强化照明设计和照明节能管理,为“绿色照明”的发展作出贡献。
5结论
节约能源是加速我国经济发展的重要途径,城市道路照明设计部门的各级领导和设计人员都应该根据科学发展观中建设节约型社会的要求,积极探索城市道路照明系统节能的方法,对路灯节能给予高度的重视。对于节约电能要从最初的设计方案阶段开始,综合考虑技术科学先进、经济性好,节省能源,安全环保等因素,再根据实际情况,合理选择适当的电气设备。城市道路照明系统应该大力推广和使用节能高效照明产品,运用先进的控制方式,使相关人员在不追加或少追加投资的前提下尽量取得显著的节电效果,并且设计出技术领先、节能高效环保的城市道路照明系统。
本文首先介绍了产生城市道路照明系统节能理念的背景,接着概括指出了我国路灯照明节能的必要性,然后对我国路灯照明节能的现状进行分析,并且提出了我国城市道路照明节能的措施,最后简要介绍了“绿色照明”的新型节能理念。希望本文能得到全社会相关人员的重视,激发他们一起为我国城市道路照明系统节能工作做出贡献。
参考文献
[1]袁增义.路灯机构面临的机遇与挑战――试论路灯在电力紧张与建、管、养分离条件下的出路.海峡两岸第十一届照明科技与营销研讨会专题报告文集,2004.
关键词：绿色照明；节能环保；光源光效；灯具效率；智能照明控制系统；
1991年1月美国环保局（EPA）首先提出实施“绿色照明（GreenLights）”和推进“绿色照明工程（GreenLightsProgram）”的概念，很快得到联合国的支持和许多发达国家和发展中国家的重视，并积极采取相应的政策和技术措施，推进绿色照明工程的实施和发展。1993年11月我国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程，并于1996年正式列入国家计划。
“绿色照明”设计的布光理念是灯具以多元化、小型化、轻便节能化为发展方向；光源以持久性、限时性、异型性和社会性为发展理念；光线以柔和、细腻、自然为发展目标，“绿色照明工程”必须实施可持续发展战略。
1绿色照明概念
绿色照明，是指通过科学的照明设计，采用效率高、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设备和控光器件），充分利用天然光，改善提高人们工作、学习、生活条件和质量，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。
照明节能只是绿色照明工程中的一个重要组成部分，一般情况下可以通过选用电光转换效率高的光源产品、高效率的灯具配合恰当的光源、低电能损耗的照明电器、合理的照明供电系统、合理的照明控制系统等多个方面的多种手段来达到照明节能的目的。
2绿色照明工程的主要解决办法
根据绿色照明的概念，在实践照明设计时，以下几个问题应引起人们重视。照明设计是一门艺术，从高科技建筑到乡土建筑，在空间方面无论是家居还是豪华宴会厅，照明设计都将给人们带来各种各样不同的艺术效果，照明设计艺术的应用将使建筑环境变得更加称心如意。照明设计师的工作是进一步地丰富建筑的内涵，而非简单地完成一项工程，尽管建筑设计、照明设计是由建筑师、照明设计师分别在不同时间阶段完成的。事实上，二者无论是设计思想、设计风格和设计水平等方面都会存在差异。但应强调后者对建筑师设计思想的承前启后的重要性，强调尊重建筑设计师的创作，在照明设计进行之前，充分理解、领会建筑师的设计意图，最终将建筑做成一件完美的艺术品。
要解决好绿色照明工程问题，应加强专业照明设计队伍的业务建设，提高照明设计质量意识。因此要求照明设计工作者不仅要掌握照明设计的理论，还要了解国内外有关照明技术的新动态，提高绿色照明技术措施主要有以下几种办法：
2.1正确选择照度标准值
我国新的《照明设计标准》修订了原标准的低、中、高3档照度范围值。根据CIE（国际照明委员会）新照度标准的规定，只规定一个固定的照度标准，其照度值基本与国际标准接轨。为了节约，在照明设计时，应根据工作、生产、学习和生活对视觉的要求来确定度。具体来说就是要根据识别对象大小、亮度对比以及作业时间长短，识别速度、识别对象是静态和动态、视看距离、年龄大小确定照度。在新照明标准中，规定根据视觉工作的特殊要求以及建筑等级和功能的不同，不论满足几种条件，按照度标准值分级只能提高或降低一级的规定，贯彻该高则高和该低则低的原则选用的照度值。此外，还规定了设计的照度值与照度标准值可有±10%的误差，使照度标准值的选择具有一定的灵活性。
2.2严格执行照明功率密度值
为了照明节能，在新修订的照明设计标准中，专门规定了各种建筑场所的最大允许照明功率密度值（W/㎡），作为建筑照明节能评价指标。当房间或场所的照度高于或低于本标准规定的照度时，为了节电，其照明功率密度应根据标准中所规定的数值按比例增减。
新标准中还规定了居住、办公、商业、旅馆、医院、学校和工业建筑的照明功率密度值。除居住建筑外，其他建筑的照明功率密度均为强制性条文。
2.3充分利用自然光
办公大楼办公区域照明使用的光源主要是荧光灯与白炽灯，以荧光灯为主，白炽灯多用于局部照明，由于办公区域的特点是工作时间主要是在白天，因此可以考虑利用窗外入射的大量自然光进行照度补偿，不仅能节约大量能源，更能维持室内舒适的视觉环境。
2.4采用高光效的光源、灯具和电器附件
光源光效由高向低排序为：低压钠灯、高压钠灯、金属卤化物灯、三基色荧光灯、普通荧光灯、紧凑型荧光灯、高压汞灯、卤钨灯、普通白炽灯。除光效外，还要在考虑显色性、色温、使用寿命、性能价格比等技术参数指标合适的基础上来选择光源。应尽量减少白炽灯和高压汞灯的使用量，推广使用金属卤化物灯和高压钠灯以及细管径荧光灯，扩大发光二极管的应用；选用符合能效评价值的光源以及积极推广应用节能型镇流器。
2.5实现照明控制的自动化
实施绿色照明工程，不能简单地理解为提高高效节能照明器材，还应有正确合理的照明工程设计，包括照明控制设备、照明方式和照明控制系统等，通过合理管理，实现照明控制的自动化，以节约能源和降低运行费用。而智能照明控制系统的技术，随着现代建筑技术的发展而不断更新，实现多样化的控制模式，甚至可以采用标准接口与其他系统诸如BA、安保、消防等系统相互连接，完成系统集成功能；利用系统配备的监控软件，方便地遥控、监控大楼所有控制设备的工作状态。
在一些发达国家，照明系统的智能化控制已成为智能化大楼不可分割的组成部分。下面我们着重就智能照明控制系统的技术及节能情况作一下讨论。
3智能照度控制系统的控制方式
采用照明控制系统可以大大减少智能建筑能量的消耗并可缓减用电高峰时期的用电负荷，智能照明控制系统的控制方式有多种，从控制内容说，通常可包括时钟自动控制、照度自动调节控制、动静探测控制、区域场景控制、手动遥控控制等。
3.1时钟自动控制
采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，按预定时间自动开启和关闭照明；按照日历上确定的程序，区分工作与非工作时间。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态。
3.2照度自动调节控制
照度传感器能够检测周围环境的照度，然后将此照度值与外界人为设定的照度值进行比较，如果两值相等则说明此时的照度值已经达到了设定的要求；如果两值不相等，控制器发出信号，调节照明电路，知道周围环境中的照度值与设定值相等为止。
3.3动静探测控制
系统具有移动探测功能，通过红外传感器来检测人的活动情况，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度，这是一种最有效的节能控制方法。
3.4区域场景控制
合理的区域划分能有效地节约能源，通过编程可改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求，自动将照度调整到工作最佳状态。照明区域划分要合理，过大不利于控制，过小又会增加控制成本。对区域划分后的各区域的照明能单独控制，并可在控制室内监视各区照明状态。
3.5手动遥控控制
照明系统也可以通过标准安装的开关和按键控制按钮手动控制或者由遥控开关等进行控制。标准安装的墙壁开关是最普通的控制方法，仅有打开和关闭两种状态。在其中加入一些人工调光装置，能够连续调节灯光的亮度或通过固定设置的档位调节灯光的亮度，满足人们对不同生活环境的照度要求。另外，为了大家使用的方便，使用手动遥控开关，能够在房间的不同位置直接进行控制，缓慢地调节各区域的灯光。
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