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摘 要：本文主要针对建筑电气中节能设计存在的问题并进行总结，文章主要探究了在建筑电气中照明系统中系统的优化设计的几个要点。
关键词:电气;照明;节能;设计
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济不断发展，人口的日益增多，能源短缺问题日趋严重，如何在满足建筑基本功能特性要求的基础上，通过采取有效技术措施减少能源消耗，提高能源综合利用效率就成为建筑电气工作人员研究的重要内容。2004年，GB50034-2004《建筑照明设计标准》中第 6.1.2 条办公将建筑照明功率密度值设定为强制性执行条文；2007年，又颁布了007JSCS-D图集《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇电气》，以及JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》，技术规范和图集综合说明中，明确提出电气照明节能优化设计，要在不降低照明场所视觉照明要求、不降低照明质量等基础前提下，通过合理的方案优化，最大限度地降低照明系统运行过程中的光能资源损失。因此，照明系统节能优化设计，已成为建筑电气节能设计中重要内容，必须在实际设计工作中高度重视。
1建筑照明系统现存主要问题
由于受当时建设技术水平和综合投资资金等因素的制约，我国建筑照明系统中大量使用荧光灯、金属卤化物灯等气体放电光源，这些光源在使用中电能资源浪费较为严重。
1.1 照明系统运行中功率因数较低
由于荧光灯、金属卤化物灯等绝大部分为感性负荷，其在运行过程中会导致供配电系统功率因数降低，通常只有0.5 左右，也就是说这些照明灯具在运行中需要从供配电系统吸收大量的无功电流才能维持正常工作，这样大大增加了建筑电气供配电系统线路损耗，通常在设计过程中通过加装无功补偿装置来提供系统功率因素，这样大大增加了照明系统投资成本。供电线路电能损耗与照明系统中感性负荷功率因数的平方间成正比关系，经一些统计资料计算分析，50kW 照明负荷在进行无功补偿后，大约可以减少的线路损耗高达 70%，也就是说建筑照明系统节能潜力非常大。
1.2 电压波动引起电能损耗和降低灯具使用寿命
荧光灯在运行过程中对供配电系统电压波动敏感性较强，受电源电压变化影响较大。当电源电压发生±5%波动时，不仅会增加供电线路电能损耗，同时还会降低灯具的光效和使用寿命。当电源电压由 220V 波动到额定电压±5%（210V/230V），照明系统的电能损耗将升高到额定电压运行工况下的1.07 倍，同时照明灯具的综合使用寿命将降低到额定电压运行时的0.94 倍。由上市分析可知，采取自动调压性节能灯具，不仅可以达到较高节能潜力，同时还可能提高灯具综合使用寿命。
2 建筑电气照明系统节能优化设计原则
2.1 满足建筑物基本照明功能
建筑照明系统节能优化设计，是在满足照明场所照度、色温、显色指数等技术指标要求的基础上，通过采取合适的技术措施达到节能降耗的效果。
2.2 考虑系统的实用经济效益
建筑照明系统节能优化设计，并不是简单为了降低系统能耗为节能，不能因为要节能而造成成本投资增加，增加系统运行维护费用，而是要通过方案优化设计，让增加的成本投资，能够在近几年或较短时间内用系统所获的节能效果来进行回收。
3 建筑电气照明系统节能优化设计技术要点
3.1 加强照明系统节能宣传
建筑照明系统节能，要充分发挥政府在建筑照明系统节能降耗工作中的主导作用，即通过行政、经济等技术手段，在全社会范围内全面开展照明节能工作，增强居民的照明节能意识。在新建建筑和既有建筑技术改造工程中，要结合相关技术规范标准，把建筑照明节能工作同绿色建筑其他节能领域相互结合起来，推动建筑照明系统节能工作高效顺利开展。
3.2 合理确定建筑照明节能优化设计方案
在进行建筑照明系统设计过程中，要严格按照 GB50034-2004《建筑照明设计标准》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》等技术规范要求，结合建筑物功能和照明场所实际特性确定适宜的照度标准值，不应根据主管意愿随意提高或降低照度水平。要合理确定照明系统的照明功率密度值、照明方式、控制系统等。建筑照明系统节能优化设计，应在满足建筑物不同场所、不同部位对照明照度、色温、显色指数等技术指标要求的前提下，设计出技术上可行、经济上合理的照明节能优化设计方案。
3.3推广使用高光效节能光源
灯具反射面的反射比越高，这该灯具反射面优化设计越合理，对应其照明光效也会越高。通过灯具反射面的优化设计，通常可以有效提高灯具效率达10%~50%。照明系统设计过程中，如果选择开启式照明器具，其光效应在保证在0.75以上。选择荧光灯、高强度气体放电灯等灯具效率时，应满足GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中的第3.3.2条相关技术指标要求。对于低壓钠灯和高压钠灯，虽然其发光率较高，但由于存在色温低、光色偏暖等不足，其显色指数大多只有40~60，同时颜色失真度较大，通常只使用在路灯或广场照明系统中使用；显色指数在60的高显色性钠灯在工程中通常与汞灯相互搭配组成混合灯使用，主要用于工厂及体育馆照明系统，此类灯具主要用于量大面广的照明系统；发光率非常高的金属卤化物灯、三基色荧光灯、以及稀土金属荧光灯，由于其色温范围较广（3200K~4000K），运行中光色选择性较好，显色指数指标也较高（可以达到 80~95），同时颜色失真度较小，特别是金属卤化物灯其在使用过程中对人的皮肤显色性非常好。荧光灯从 T12 到 T8，再到T5，其结构越来越紧凑，管径越来越小，同时便于使用稀土三基色粉，这样其显色性能得到大大提高(Ra 高达 85)，光效也可以提高约15%~20%，光衰较小，综合使用寿命较长（高达 12000h），另外用汞量也减少了 80%，更加符合绿色建筑节能、环保等技术要求。
3.4 改善建筑照明系统控制方式
通过对建筑照明系统控制方式的节能优化改进，根据使用场所不同功能特点和技术要求有区别进行对待，尽可能做到使用方便，且又为节电创造良好条件。采用格栅荧光灯与空调通风系统向配合时，应优选选用溴化锂制冷直燃机，这样可以用大容量集中式空调机组，可以有效防止大容量冷冻机组频繁起动对荧光灯运行带来影响，防止荧光灯发生光通减少和频闪等问题。应结合照明系统灯具布置等因素，多采用光控、时控、感应等控制系统相互搭配，适时开断照明灯具。GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中明确列出多条有关照明系统优化节能控制的技术条文，如第 7.4.5 条中指出，每个照明开关控制光源数不宜太多；第7.4.6 条中指出，当房间或照明场所内装设有两列或多列照明灯具时，宜采取分组控制方式；第 8.3.7条中指出，在有天然采光条件的照明场所，宜在近窗和远窗部位分别设置开关。智能化照明是照明控制系统节能优化设计重点，采用智能技术与照明有机结合起来，可以在大幅度提高照明系统照明质量的基础上，使照明系统照明时间更加准确，有效提高电能综合利
用效率。
4 结束语
建筑电气照明系统设计过程中，应根据相关技术规范标准，结合工程实际情况，充分考虑优化照明系统方案、选择高效节能灯具、设计智能照明控制系统等进行节能优化设计。按照绿色建筑节能标准进行照明系统节能优化设计，为用户提供一个健康、舒适、安全照明环境，有效提高用户生活休闲质量水平。另外，在设计过程中，要考虑建筑物全生命周期中的能源高效利用，在节约投资成本、运行维护成本、提高照明质量的基础上，优化设计方案，最低限度地降低照明系统对环境的影响，进而构筑生态环保、可持续稳定的绿色建筑。
关键词:电气;照明;节能;设计
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济不断发展，人口的日益增多，能源短缺问题日趋严重，如何在满足建筑基本功能特性要求的基础上，通过采取有效技术措施减少能源消耗，提高能源综合利用效率就成为建筑电气工作人员研究的重要内容。2004年，GB50034-2004《建筑照明设计标准》中第 6.1.2 条办公将建筑照明功率密度值设定为强制性执行条文；2007年，又颁布了007JSCS-D图集《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇电气》，以及JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》，技术规范和图集综合说明中，明确提出电气照明节能优化设计，要在不降低照明场所视觉照明要求、不降低照明质量等基础前提下，通过合理的方案优化，最大限度地降低照明系统运行过程中的光能资源损失。因此，照明系统节能优化设计，已成为建筑电气节能设计中重要内容，必须在实际设计工作中高度重视。
1建筑照明系统现存主要问题
由于受当时建设技术水平和综合投资资金等因素的制约，我国建筑照明系统中大量使用荧光灯、金属卤化物灯等气体放电光源，这些光源在使用中电能资源浪费较为严重。
1.1 照明系统运行中功率因数较低
由于荧光灯、金属卤化物灯等绝大部分为感性负荷，其在运行过程中会导致供配电系统功率因数降低，通常只有0.5 左右，也就是说这些照明灯具在运行中需要从供配电系统吸收大量的无功电流才能维持正常工作，这样大大增加了建筑电气供配电系统线路损耗，通常在设计过程中通过加装无功补偿装置来提供系统功率因素，这样大大增加了照明系统投资成本。供电线路电能损耗与照明系统中感性负荷功率因数的平方间成正比关系，经一些统计资料计算分析，50kW 照明负荷在进行无功补偿后，大约可以减少的线路损耗高达 70%，也就是说建筑照明系统节能潜力非常大。
1.2 电压波动引起电能损耗和降低灯具使用寿命
荧光灯在运行过程中对供配电系统电压波动敏感性较强，受电源电压变化影响较大。当电源电压发生±5%波动时，不仅会增加供电线路电能损耗，同时还会降低灯具的光效和使用寿命。当电源电压由 220V 波动到额定电压±5%（210V/230V），照明系统的电能损耗将升高到额定电压运行工况下的1.07 倍，同时照明灯具的综合使用寿命将降低到额定电压运行时的0.94 倍。由上市分析可知，采取自动调压性节能灯具，不仅可以达到较高节能潜力，同时还可能提高灯具综合使用寿命。
2 建筑电气照明系统节能优化设计原则
2.1 满足建筑物基本照明功能
建筑照明系统节能优化设计，是在满足照明场所照度、色温、显色指数等技术指标要求的基础上，通过采取合适的技术措施达到节能降耗的效果。
2.2 考虑系统的实用经济效益
建筑照明系统节能优化设计，并不是简单为了降低系统能耗为节能，不能因为要节能而造成成本投资增加，增加系统运行维护费用，而是要通过方案优化设计，让增加的成本投资，能够在近几年或较短时间内用系统所获的节能效果来进行回收。
3 建筑电气照明系统节能优化设计技术要点
3.1 加强照明系统节能宣传
建筑照明系统节能，要充分发挥政府在建筑照明系统节能降耗工作中的主导作用，即通过行政、经济等技术手段，在全社会范围内全面开展照明节能工作，增强居民的照明节能意识。在新建建筑和既有建筑技术改造工程中，要结合相关技术规范标准，把建筑照明节能工作同绿色建筑其他节能领域相互结合起来，推动建筑照明系统节能工作高效顺利开展。
3.2 合理确定建筑照明节能优化设计方案
在进行建筑照明系统设计过程中，要严格按照 GB50034-2004《建筑照明设计标准》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》等技术规范要求，结合建筑物功能和照明场所实际特性确定适宜的照度标准值，不应根据主管意愿随意提高或降低照度水平。要合理确定照明系统的照明功率密度值、照明方式、控制系统等。建筑照明系统节能优化设计，应在满足建筑物不同场所、不同部位对照明照度、色温、显色指数等技术指标要求的前提下，设计出技术上可行、经济上合理的照明节能优化设计方案。
3.3推广使用高光效节能光源
灯具反射面的反射比越高，这该灯具反射面优化设计越合理，对应其照明光效也会越高。通过灯具反射面的优化设计，通常可以有效提高灯具效率达10%~50%。照明系统设计过程中，如果选择开启式照明器具，其光效应在保证在0.75以上。选择荧光灯、高强度气体放电灯等灯具效率时，应满足GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中的第3.3.2条相关技术指标要求。对于低壓钠灯和高压钠灯，虽然其发光率较高，但由于存在色温低、光色偏暖等不足，其显色指数大多只有40~60，同时颜色失真度较大，通常只使用在路灯或广场照明系统中使用；显色指数在60的高显色性钠灯在工程中通常与汞灯相互搭配组成混合灯使用，主要用于工厂及体育馆照明系统，此类灯具主要用于量大面广的照明系统；发光率非常高的金属卤化物灯、三基色荧光灯、以及稀土金属荧光灯，由于其色温范围较广（3200K~4000K），运行中光色选择性较好，显色指数指标也较高（可以达到 80~95），同时颜色失真度较小，特别是金属卤化物灯其在使用过程中对人的皮肤显色性非常好。荧光灯从 T12 到 T8，再到T5，其结构越来越紧凑，管径越来越小，同时便于使用稀土三基色粉，这样其显色性能得到大大提高(Ra 高达 85)，光效也可以提高约15%~20%，光衰较小，综合使用寿命较长（高达 12000h），另外用汞量也减少了 80%，更加符合绿色建筑节能、环保等技术要求。
3.4 改善建筑照明系统控制方式
通过对建筑照明系统控制方式的节能优化改进，根据使用场所不同功能特点和技术要求有区别进行对待，尽可能做到使用方便，且又为节电创造良好条件。采用格栅荧光灯与空调通风系统向配合时，应优选选用溴化锂制冷直燃机，这样可以用大容量集中式空调机组，可以有效防止大容量冷冻机组频繁起动对荧光灯运行带来影响，防止荧光灯发生光通减少和频闪等问题。应结合照明系统灯具布置等因素，多采用光控、时控、感应等控制系统相互搭配，适时开断照明灯具。GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中明确列出多条有关照明系统优化节能控制的技术条文，如第 7.4.5 条中指出，每个照明开关控制光源数不宜太多；第7.4.6 条中指出，当房间或照明场所内装设有两列或多列照明灯具时，宜采取分组控制方式；第 8.3.7条中指出，在有天然采光条件的照明场所，宜在近窗和远窗部位分别设置开关。智能化照明是照明控制系统节能优化设计重点，采用智能技术与照明有机结合起来，可以在大幅度提高照明系统照明质量的基础上，使照明系统照明时间更加准确，有效提高电能综合利
用效率。
4 结束语
建筑电气照明系统设计过程中，应根据相关技术规范标准，结合工程实际情况，充分考虑优化照明系统方案、选择高效节能灯具、设计智能照明控制系统等进行节能优化设计。按照绿色建筑节能标准进行照明系统节能优化设计，为用户提供一个健康、舒适、安全照明环境，有效提高用户生活休闲质量水平。另外，在设计过程中，要考虑建筑物全生命周期中的能源高效利用，在节约投资成本、运行维护成本、提高照明质量的基础上，优化设计方案，最低限度地降低照明系统对环境的影响，进而构筑生态环保、可持续稳定的绿色建筑。