建筑电气照明设计中节电技术的应用
摘要
关键词
建筑工程;电气照明设计;节电技术;应用
正文
引言
高层建筑的广泛应用对照明设计也提出更高要求,在实际开展相关设计工作过程中,应根据具体的建筑尺度选择合适的照明方式,保证照明参数的精准度。节能照明设计不仅有助于降低能源消耗,还提高了建筑内部的舒适性和视觉质量。绿色建筑可以实现更高水平的能源效率,为可持续建筑目标作出重要贡献。这种设计策略不仅有益于环境,还有助于降低建筑的运营成本,从而为业主和居住者创造了更加可持续和舒适的室内环境
1建筑照明电气系统的组成
第一,电源。建筑照明电气系统的电源可以是市电或者自带发电机,其电压和频率需要根据灯具和控制器的要求进行匹配。第二,电缆。电缆是将电源和灯具连接起来的重要部分,其材质和规格需要根据电气负荷和工作环境进行选择。第三,配电箱。配电箱是将电源分配到各个灯组的重要部分,其功能包括过载保护、短路保护、漏电保护等。第四,开关。开关是控制灯具开关和亮度的重要部分,其种类包括普通开关、调光开关、情景开关等。第五,灯具。灯具是提供照明的重要部分,其种类包括白炽灯、荧光灯、LED灯等。第六,控制器。控制器是控制灯具亮度和色温的重要部分,其种类包括手动控制器、光感控制器、语音控制器等。
2建筑照明设计形式
2.1泛光照明
泛光照明是一种常见的建筑照明设计形式,它通过广泛地照亮整个区域或建筑物表面来实现均匀的光照。这种照明形式通常用于强调建筑物的外观轮廓、墙面、广场等大范围区域,以及景观照明中突出整体景观特色。
2.2内透照明
采用内透照明形式需要先了解透光材料的光谱吸收率,进而对光谱强弱比例进行合理调整。光谱吸收率越高,所需要的发光强度也就越高,要确保照明效果达到设计要求[1]。
2.3直视照明
直视照明应用于300m以上的高层建筑时,不同高度区域的观看效果存在较大差异,因此可以随着高度增加来增大像素间距,进而在保证照明效果的前提下减少能耗与成本投入。
2.4光束演绎照明
常见的光束演绎照明包括激光、光束灯等形式,设置光束照射高度应在水平面以上,并对照射范围和方向加以控制,避免对周围建筑造成光污染。
3建筑电气照明设计中节电技术的应用
建筑电气工程项目设计中,照明系统占据非常关键的地位,同时也是建筑项目中耗电量最大的系统。在当前绿色可持续发展的背景下,强化建筑设计电气工程节能设计是非常关键的,应积极使用智能化技术,提升节能设计水平。
3.1科学计算照度
照度指光线照明强度,选择适当的空间照度至关重要。照度太暗会让人视觉疲劳,照度太亮又容易产生炫光。所以在照明设计时应统一采用眩光值评估视觉环境内光对人的心理感受。从人体感官舒适度角度入手,科学计算照度值,照度计算公式如下:空间平均照度=单个灯具光通量×灯具数量×空间利用系数×维护系数/地板面积。
3.2高光效照明光源
光效直接影响到照明质量,应优选高效节能光源,加强对照明环节的绿色节能设计。光效指灯具将电能转化为光能的效率体现,功率一致时,照明光效会反映目前灯具的亮度,光效越高,灯具的亮度就越大。照明设计阶段,应根据公共建筑的绿色节能设计要求,合理选择光源种类,防止光源浪费。
遵循建筑节能发展理念,进行照明节能优化时需有效规避传统照明的弊端,重点考虑照明系统照明运行过程中的节能、实用和高效效果。如针对不同的使用功能区域进行照明显色指数和亮度的合理设置,选择光源光效高、寿命长和显色性好的高效照明光源,综合电力消耗技术参数合理选择节能型镇流器和节能灯具,如高光效三基色荧光灯和LED光源等,有效实现照明能耗的节约。同时,在室内照明设计中应充分利用自然光,实现能耗节约[2]。
3.3节能镇流器的配置
镇流器与电光源通常是相辅相成的关系,其节能性对建筑电气照明节能节电效果产生了决定性的影响。在选择节能镇流器的过程中,需要注意以下两点问题。第一,依照灯具的类型选择适配的镇流器。例如,选择自镇流荧光灯,应配置电子镇流器;选择直管形的荧光灯,应配置节能型电感镇流器或者电子镇流器;选择高压钠灯、金属卤化物灯,应配节能型电感镇流器。第二,依照能效限定值和节能评价值选择相应的管型荧光灯镇流器。其选用的标准,可以参考我国相关规定。如果选择的是高压钠灯镇流器,除要选用高压钠灯镇流器之外,部分建筑场所可能还会有相应的调光要求,因此则要依照适应时段照度要求,配合定时器的实际功率,进行节能型镇流器的选用。
3.4加强单色光源的应用
单色光源通常是指只发射单种色光的光源,具有光波波长单一、饱和度高的特点。在对高层建筑进行照明设计的过程中,应灵活运用不同的单色光源,进而满足不同建筑景观的照明需求。值得注意的是,科学应用单色光源可以起到营造氛围的作用,但应用不合理则会导致照明效果失真,难以达到预期的设计目标。结合光谱曲线来看,单色光源光谱呈现出比较窄的状态,在与高层建筑景观相互作用时,单色光源光谱波动也集中在较窄的波段范围内,高层建筑在光源照射下整体建筑颜色将趋近于光源色,从而达到良好的照明景观效果。
3.5自然光效能的利用
在进行建筑结构设计时,必须要考虑到自然采光问题,特别是在客厅、厨房和卧室等区域内对于光照的需求度更高,可以通过增加窗墙比的设计使更多的自然光线可进入到室内,减少了业主对于灯具照明的依赖性。要选择科学的日光计算方式。在计算过程中,工作人员应充分考虑建筑工程所处的地理位置和白天的日照情况,从而判定建筑的采光标准,以便后期确定采光方式,将采光与照明系统进行有机结合。此外,建议引入先进的BIM技术,可以提高判定结果的精准性。当前我国建筑的主要采光方式有两种:一是顶部垂直采光;二是侧向采光。在条件允许的条件下,可以将天然光引进室内,利用导光或者反光系统将过去被动的建筑导光方式改为主动的导光系统[3]。
照明系统分区设计
据需求的差异性,在建筑内部进行照明系统设计时必须要有所区分,特别是在光照的强度控制和启停方式上以实现较好的优化。如从建筑内部的区域上划分,楼梯间的照明对于亮度要求一般,而在厨房或书房中,对于照明系统的需求度更高,通过可调节式的灯具应用为业主的照明提供了更多的选择性,减少了一些不必要的照明损耗。在照明系统的控制设计中也具有更加丰富的设计思路,可以通过感应开关来代替传统的手触开关,包括了声控、红外线感应等,使灯具设备不必要的工作时间得到了一定的压缩。如图1所示,根据照明发展选择节能环保的措施进行建筑照明工作。
3.6加强LED灯具的应用
LED灯具是LED照明技术广泛应用的突出表现。现如今,在建筑行业中LED灯具广受好评,原因在于它相比传统白炽灯亮度更高,功耗更低,节能效果较好,能够显著降低建筑物的运营成本。随着对LED照明技术研究的不断深入,这一现代照明技术在智能建筑中已经形成了比较完善的应用体系,可以根据不同类型建筑、不同场景、不同时刻自动调节LED灯具,模拟自然光源,打破了人工光源给大众留下的固有印象,在智能建筑照明系统构建时脱颖而出。
LED灯具的使用年限最高可以达到50000h,可在智能化控制系统的作用下打造舒适光环境。LED灯具拥有较强的环保优势,内部不含铅汞,由于使用直流电,灯具使用期间不会出现频闪现象,护眼效果较强,不会产生紫外线,亮度可根据光线情况调节,有开关调光、模拟调光与PWM调光等多种调光模式可供选择[4]。
3.7新能源应用
将太阳能光伏发电系统应用于体育中心设计,可以为场馆提供稳定、可靠、持续的照明服务,助力体育中心实现节能减排。首先,建筑外墙照明以提升视觉效果和美观度,太阳能光伏发电系统可以直接连接室外照明设备,通过光伏板将阳光转化为电能。其次,建筑工程周围道路和停车场、室内场馆通常需要良好的照明,供人们日常训练,以确保人们的安全,太阳能光伏发电系统可以作为路灯照明系统的电源,将白天储存的能量用于夜晚的照明,对建筑内部日常电力供应起到良好的补充作用,降低传统电力能耗。此外,在紧急情况下,如停电或火灾,太阳能光伏发电系统可以作为备用电源,利用储备的电能为体育中心提供紧急照明,以便人员疏散和安全撤离,确保场馆的安全[5]。
3.8智能照明控制系统
智能建筑作为现代建筑领域的重要发展方向,因高效、节能、舒适的特点,正逐渐成为建筑行业的新潮流。在智能建筑中,照明系统作为一个关键组成部分,发挥着至关重要的作用。智能照明系统的应用不仅仅是为了提供光照,更是为了实现灵活的光控、能源的高效利用。第一,灯光控制。智能照明系统需要具备灯光的智能控制和自动化调节功能,根据室内环境和人员需求,自动调节灯光亮度、色温和光照角度等参数,以提高照明效率和节能效果。第二,远程监控和控制。智能照明控制系统可以通过网络连接实现远程监控和控制,用户可以通过手机App、语音助手等方式对照明设备进行控制操作。这个功能可以提高系统便利性和用户的使用体验。第三,自动化控制。智能照明控制系统可以根据预设条件自动调整照明设备的亮度、色温等参数,实现智能化的照明控制。例如,系统可以根据时间、光线强度、人员活动等因素自动调整照明效果,提高照明效果和节能效果。第四,情景模式。智能照明控制系统可以设置多种情景模式,如阅读模式、聚会模式、睡眠模式等,用户可以根据不同的场景选择合适的照明效果。这个功能可以提高用户的舒适度和使用体验。第四,定时开关。智能照明控制系统可以设置定时开关功能,用户可以根据需要设定照明设备的开关时间,实现智能化的定时控制。这个功能可以方便用户控制灯具,同时还可以节省能源[6]。
结束语
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,照明技术也得到了快速的发展。传统的照明系统存在着能耗高、维护成本大、使用不便等问题。建筑照明设计是整体建筑设计中的重要组成部分,随着其在城市规划中的广泛应用,照明设计工作也得到更多关注。通过对其进行节能节电设计,能直接提升建筑的节能实效性,便于打造绿色建筑,保护生态环境,减少对不可再生能源的浪费。
参考文献
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[2]金珠,王俊,李志业.关于超高层建筑照明设计的思考:《超高层建筑夜景照明工程技术规程》的解读[J].照明工程学报,2021,32(1):153-154.
[3]吴登福.大型工业厂房照明设计节能措施研究[J].光源与照明,2022(12):11-13.
[4]李腾龙.建筑电气照明设计中节电技术的应用[J].江苏建材,2022(4):58-59.
[5]闫峰.基于神经网络的建筑照明电缆线路故障识别方法[J].低温建筑技术,2022,44(6):29-32.
[6]张欣倩.建筑照明系统的节能设计及应用潜力探究[J].天津化工,2023,37(1):141-143
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