电气照明与节能（共12篇）
电气照明与节能 篇1
1 电气照明
1.1 电气照明在20世纪的发展
回眸20世纪建筑照明的发展, 人们首先想到1879年爱迪生发明的碳丝白炽灯, 使建筑照明进入一个新的时代。随后荧光灯、汞灯、高低压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯, 高频无极荧光灯、微波硫灯等新型电光源的出现;激光、光纤、发光二极管灯以及品种繁多的玻璃和PC透光材料在建筑照明中的应用, 使建筑采光照明技术得到飞速的发展。总结分析20世纪建筑采光照明的发展, 概括起来主要有三个因素:
1) 社会政治、经济和文化的发展是影响照明科技进步的一个因素。
2) 建筑业的发展, 客观的需要和人对光的追求是促进采光照明科学技术发展的第二因素。
3) 相关自然科学和工程技术的进步是照明发展的第三因素。
1.2 电气照明概况
电气照明是一门综合性的技术, 它是应用光学和电学方面的技术, 同时也涉及建筑学、生理学等方面的问题。电气照明广泛地应用于生产和生活的各个方面, 如工厂、商店、学校、车站、宾馆、家庭等, 它们对照明都有着不同的要求, 随着生产和科学技术的发展, 以及人们对物质生活需要的提高, 对电气照明的要求也越来越高。
电光源是电气照明的重要组成部分, 目前用于照明的电光源, 按发光原理可分为两大类:热辐射光源和气体放电光源。热辐射光源是利用导体通过电加热时辐射发光的原理制成的。气体放电光源则是利用气体放电 (电流通过气体的过程称气体放电) 时发光的原理制成的。上述光源分类中的高压或低压是按灯管内放电时气体的气压高低来分的。
照明方式:照明方式是按照明器的布置特点来区分的, 它分为一般照明、局部照明、混合照明。
照明种类是按照明的功能来划分的, 它分为正常照明、事故照明 (应急照明) 、值班照明、警卫照明和障碍照明等。
一般照明:在工作场所内不考虑局部的特殊需要, 为照亮整个场所而设置的照明, 如教室、阅览室等场所。一般照明方式的照明器均匀对称地分布在被照面的上方, 因而能获得必要的照明均匀度。这种照明方式, 适用于对光的投射方向没有特殊要求;在工作面上没有特殊需要提高照度的工作点以及工作点很密或不固定的场所。例如:教室、会议室等。
局部照明:局限于工作部位的固定或移动的照明。对于局部地点需要高照度, 并对照射方向有要求时, 宜采用局部照明, 例如设计室的工作台等。但在整个场所不应只有局部照明而无一般照明, 因为这会造成工作点和周围环境间极大的亮度对比, 并会使整个空间感到昏暗。
混合照明:由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。对于工作位置需要较高照度并对照射方向有要求的场所, 宜采用混合照明。混合照明中的一般照明应按混合照明总照度的5%~10%选取, 且最低不低于201x (勒克斯) 。
正常照明:在正常工作、生活时使用的室内、外照明属正常照明, 它一般可单独使用, 也可与事故照明、值班照明同时使用, 但控制线路必须分开。规程规定, 所有使用房间和供工作、运输、步行的屋面、室外、庭院和场地, 皆应设置正常照明。
事故照明:在正常照明因故障熄灭后, 供事故情况下继续工作或安全通行的照明, 在由于工作中断或误操作容易引起爆炸, 火灾以及人身事故或会造成严重政治后果和经济损失的场所, 应设置事故照明。民用建筑内的下列场所应设置事故照明:高层建筑的疏散楼梯, 消防电梯及前室、配电室、消防控制室、消防水泵房和自备发电机房。事故照明应采用能瞬间点燃的电光源 (一般采用白炽灯或卤钨灯) 。
值班照明:在非工作时间内供值班用的照明称值班照明、值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分, 或利用事故照明的一部分甚至全部来作值班照明。
警卫照明:按警戒任务的需要, 在厂区, 仓库区或其他设施警卫范围内装设的照明, 称警卫照明。是否要设置警卫照明, 应根据企事业的重要性和有关保卫部门的要求而决定。
障碍照明:装置在建筑物上为障碍标志用的照明称障碍照明。在飞机场周围较高的建筑物上, 或有船舶通行的航道两侧, 应按民航和航运部门的有关规定装设障碍照明。
1.3 电气照明的问题
目前我国照明设计一般分成二个阶段完成, 建筑设计院完成建设项目的基本照明, 一些专业公司承包大型厅堂、场馆及景观照明的设计。设计院的照明设计主要完成了一般空间照明布置、普通灯具选型、照明配电;对照明质量、照明艺术和环境考虑较少。一些专业公司虽然比较好地考虑了照明艺术和环境, 由于自身力量不足或考虑的侧重不一样, 有时候设计十分片面, 如照度不符合标准, 照明配电很不合理存在不安全隐患, 光源和灯具选型不妥等现象时有发生。
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, 推进绿色照明就是目前照明工程的政策:绿色照明的理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, 以及调光控制器和控光器件) , 改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量, 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。
照明工程实施可持续发展战略, 把节约放在首位, 提高资源利用效率。因为绿色照明能节约电能, 节约电能对保护环境具有重要意义。因此, 我们在此还很与必要谈谈建筑节能的问题。
2 电气照明新理念———绿色照明
2.1 绿色照明的提出
1991年1月美国环保局 (EPA) 首先提出实施“绿色照明 (G reen Lights) ”和推进“绿色照明工程 (G reen Lights Program) ”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。
据中国绿色照明工程项目促进办公室韩文科主任介绍, “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, 有益身心健康并体现照明文化的现代照明。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。可惜的是, 绿色照明在我国启动10余年, 却有99%的人对此一无所知。
2003年年初的一项调查表明, 在经济处于全国领先地位的上海市, 居民家庭使用“白炽灯”的比例高达45%, 还有15%的灯具是非节能型的“粗管荧光灯”;企事业单位中未使用过三基色高效荧光灯的占70%。而另一项调查也显示, 国人有99%以上不清楚何谓“绿色照明”。有关部门对城市居民进行了调查, 500人当中真正清楚“绿色照明”的不到2人, 广大农村在此方面更是空白。
2.2 节能灯的威力
如此说来, 节能灯应该是绿色照明的主体。但是, 绿色照明灯具在我国的使用并不广泛。是不是因为节能灯的节电量微不足道呢?小小的绿色节能灯一年的节电量能达到多少呢?照明专家介绍, 如果全国的荧光灯都换成绿色节能灯, 我国一年的节电量将达到2000亿度!这相当于30多个三峡电站的发电量。照明专家大胆预测, 如果全国有60%的家庭使用了绿色照明灯具, 从去年夏天持续到现在的全国19个省、市被迫拉闸限电的状况就要好得多。
尽管电气照明所消费的能源只占建筑能耗很小的一部分, 但是, 仅从能源的角度来看, 电气照明所消费的能源决不是一个小小的数字。
有关照明专家算过一笔经济账, 以飞利浦8W的优质节能灯为例, 其价格为20元, 产品寿命至少为5000小时, 每度电的电费以0.60元计, 使用5000小时所用的电费和购灯的费用共为44元;而具有相同照明效果的40W的白炽灯的价格为2元, 产品寿命为1000小时, 同样电价和使用5000小时所用的电费和购灯的总费用为120元, 孰优孰劣, 应该是一目了然的。一盏灯省不了多少钱。殊不知, 我国3亿多的家庭, 以每个家庭用4个节能灯算, “绿色照明”每年节约的相关费用在200亿元左右。可见, 我们每个家庭的“绿色照明”并非小事。
2.3 走可持续发展之路
近几年愈演愈烈的“电荒”告诉我们今后我国总体能源偏紧是不争的事实, 拉闸限电固然可以缓解燃眉之急但绝并非长久之良计!能源是有限的, 发展是必需的, 节能才是自救良方。我们在电气照明设计过程中必须坚持按照建筑节能的要求进行, 必须实施和坚持绿色照明工程, 这样我国的能源战略才能走上可持续发展的道路。
电气照明与节能 篇2
此文系我代写，稿费未付，携稿潜逃，强烈谴责此种诈骗行为，必有报应
【摘要】随着我国城市化的快速发展，各条道路的路灯不仅可以美化城市环境，而且给市民生活带来便利。但是，随着城市各条道路的路灯数量不断增加，消耗的电量越来越大，给社会带来严重的能源负担。本文主要研究城市路灯的节能与环保问题，结合具体的实际情况，提出一些合理的意见和建议，以期进一步挖掘城市照明路灯的节能与环保潜力。
【关键词】路灯系统；绿色照明；城市路灯
近年来，随着我国城市化的快速发展，根据相关的资料统计显示，全国路灯数量由十几年前的几百万盏到现在已经过亿，每年消耗的电量接近600亿度，这就给社会能源供应带来巨大负担。同时，随着全社会节能环保意识的不断增强，“绿色照明”理念的提出，以及科学技术的发展进步，所以大量高效节能的新灯具不断被使用到城市照明系统，缓解了城市照明给地方政府带来的财政压力，同时也降低了城市照明带来的能源消耗以及环保问题。但是与西方发达国家相比，我国城市路灯照明的节能与环保方面仍然存在很多不足，需要进一步研究提出有效对策。
一、我国城市路灯照明存在的问题 1.能源消耗以及环保问题
众所周知，城市照明系统不仅包括城市公共设施的照明系统，而且还有个人家庭的照明以及各类企事业单位的照明系统，尽管城市照明系统给城市的夜晚增添了许多的光彩，方便了市民的出行，但是社会每年在这方面的投入也造成了大量的能源消耗以及环境污染。2.技术水平存在不足
尽管城市照明所产生的能源消耗以及环境污染问题，是由于城市路灯照明的数量庞大造成的，同时，也因为我国路灯照明系统中的技术水平存在不足而导致的。首先，白光LED 技术不能广泛应用到城市路灯照明系统。虽然近些年来，白光LED 技术有了比较大的技术进步，但是由于受到技术水平的限制，目前仅仅只能应用于家居照明系统中，在城市路灯照明系统中还不能得到较好的应用。其次，高压钠灯节能的不足。目前国内城市的照明路灯的高压钠灯节能的方式有半夜灯和调压方式两种，其中半夜节能灯就是在后半夜的时候，人流和车流量都比较少，可以关闭部分路灯来减少电能消耗，这种方式节能也是比较简单、直接。但是其中也存在一些问题，例如路灯照明的不均匀，使用寿命不高，维修和保养的成本也比较大等。同时，高压钠灯的调压方式节能也存在一些问题。在利用调压法进行节能照明过程中，一般存在晶闸管斩波型的节能方式和自耦降压式两种，其中晶闸管斩波型的节约电能方式是通过分时段来调节电路电压，这种方式能够高效率、低成本达到节能的目标。但是在具体的操作过程中，容易产生大量谐波，对整个电网的稳定运行产生较大的影响，不便于使用。另一种调压方式尽管不会造成大量谐波，但只能单向降压，也不宜大量使用。
二、实现城市路灯照明节能环保的有效措施 1.合理的布置安排
在城市路灯照明系统的设置过程中，需要注意结合具体的实际情况，不仅需要科学合理的安排路灯的布置方式，以及灯具间的距离与高度，而且还要恰当的选择路灯的照度标准以及功率，取得合理的照明效果，减少不必要的盲目投入，这样更加便于节能。
2.安装智能装置调压
由于城市路灯照明的照度受到国家电网电压的影响较大，当接近夜晚的时候，各种城市照明设施和系统都开始投入使用，就会导致在整个电网电压出现负荷高峰，这时电压就会偏低，使得城市路灯照明的照度低；当接近半夜的时候，很多照明设施和系统渐渐停止使用，使得电网负荷出现降低，这时的电网电压反而偏高，提高城市路灯照明的照度。但是，由于城市的傍晚是下班高峰时期，人流量和车流量都比较大，较低的照度不仅会影响城市的交通安全，而且也会导致能源的浪费以及环境的污染，所以需要在路灯的控制端安装智能装置，实现调压节能的目标。
3.半夜灯方式与无线监控配合 尽管使用半夜灯方式，可以有效实现节能环保的目的，而且这种方式还具有投资小、见效快等诸多优点，但是其存在照明不均匀等问题，一直影响使用效果。这就需要将半夜灯方式与无线监控系统连接在一起，利用无线监控系统，加强对于路面人流和车流的监控，这样就可以有效利用半夜灯方式达到节能环保的目的，而且还可以改善后半夜照明不均匀的问题，取得比较理想的效果。4.采用高效节能的照明新技术
为了实现城市照明路灯的节能与环保的目标，可以利用新的照明系统来取代原来的设备。首先在光源的选择方面，一方面可以利用节能灯取代原来的白炽灯与高压汞灯，还可以用高光效高压钠灯和金卤灯取代高压汞灯和普通高压钠灯，这样不仅不会降低照度，而且效益比较明显。另一方面，尽管LED灯不能广泛应用于城市照明系统，但是可以取代传统的霓虹灯。在使用过程中不仅具有亮度高、费电少以及维修方便，而且还可以有效延长使用寿命，取得比较好的控制装饰效果。其次，在灯具的选择方面，尽量选用IP防护等级高以及反射效率高的照明灯具。最后，在电器的选择过程中，由于气体放电灯必须串联镇流器才能有效工作，而电感镇流器功耗比较大，可达到灯本身消耗功率的10%以上，且功率因数大约在45%。所以对于电感镇流器的选择，尽量使用电感节能整流器取代普通镇流器，可以有效节能达到大约5%，而且使用并联电容进行补偿使功率因素提高到80%以上。
5.使用控制柜有效节能
一般而言，路灯节能控制柜里面包括智能控制器、时间继电器等设备，安装在线路的前端，可以自动控制节电系统的工作曲线，有效调节整条线路的负荷，并且具有相当好的节电功效，一般可以节电达到40%。6.对配电线路进行合理调整
由于城市路灯照明的照度受到输电线路的肠断、电压的高低影响比较大，为了有效降低能耗，达到节能与环保的目标，在整个线路的设计过程中，考虑到线路的负载能力，对配电线路进行合理的调整，选用比较粗的电缆截面。这样不仅可以为景点照明等留有电量，而且还可以缩小压降和其他损耗，降低了维护成本，延长了线路的使用时间。7.积极发展绿色照明 随着我国城市化的加快发展，城市对于能源的需求也在迅速增加，而城市照明系统采用绿色照明新技术，将有助于降低城市的电能消耗，实现节能与环保的目的，所以各种绿色节能照明技术的研究应运而生。例如太阳能LED 照明灯具，尽管一次性投入的成本较大，但是这种产品非常绿色环保、性能稳定、安全可靠，而且安装操控简单，使用时间较长，经济效益十分突出。8.城市照明系统智能化控制
将城市路灯照明系统与计算机进行有线或无线的传输连接，可以实现城市照明的智能化控制，例如路灯“三遥”监控系统等的研究利用，通过对路面情况进行有效的远距离监控，不仅可以及时发现自身问题所在，而且还可以合理调整开灯的时间安排，这样就能有效实现城市路灯照明的节能与环保。结论：
随着我国科学技术的不断进步，通过对城市照明系统的不断研究，就会有很多新的节能与环保技术产品，应运而生。通过对这些先进的技术产品的投入使用以及对于线路的合理配置，就可以实现城市照明系统的节能环保目标，降低城市供电压力和地方政府的财政负担，使得社会的发展更加健康、合理。参考文献：
建筑电气节能与智能化分析 篇3
【关键词】能源危机；建筑电气；节能环保；智能化
能源危机是我们应该重视的危机之一，世界经济现代化的发展主要是由化石能源发展带来的。如天然气、石油、煤炭、核能的广泛应用，因此它是建筑在石化能源基础之上的一种经济。由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶飞速发展接近枯竭。天然气储备估计在131800-152900兆立方米，年开采维持在2300兆立方米，将在57-65年出现枯竭的现象。石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约在1180-1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油的存储量大约在2050年左右宣告枯竭。煤炭的储量在5600亿吨左右，2000年的开采量在35亿吨，可供使用150年左右。化石能源与原料链条的中断，将会导致世界经济危机与冲突的加剧，最终使现代经济市场匮乏。在近20年来中东与海湾地区的战争都是由于化石能源的配置与分配爆发的战争。这样的军事冲突今后将更加严重与频繁，在我国有可能在日后出现工人下岗引发更多新的矛盾冲突。总之，能源危机迟早要在世界哥哥角落爆发。
世界能源危机是人为造成的经济能源短缺，石油资源将会在我们新一代人的时间之内枯竭。它的蕴藏量的多少不是没有限制的，容易开采与利用的量也不多，剩余的量的开发难度也越来越大，到一定限度就会没有任何开采的价值。在世界能源消费以石油为主导的条件下如果能源消费结构不改变，能源危机早晚都要发生。煤炭资源虽然比石油多但是也不是取之不尽用之不竭的。代替石油的其他能源除了煤炭之外，能够大规模利益的少之又少。太阳能虽然属于无限利用的能源，但是代价太高在规定的时间内很难飞速发展与广泛应用。因此人们必须估计到非再生矿物能源资源枯竭有可能给我们带来的危机，从而将注意力转移到新的能源结构上，尽早的探索与开发新能源资源是我们未来发展的需要。我们人类不能向大自然索取过多这样会造成严重的后果乃至危机我们人类的生存与生活，节约能源是延长能源枯竭的方法，给探究新能源带来时间。
1 建筑电气智能与节能发展的概述
随着北京奥运的成功举办以来，智能建筑、绿色建筑、环保建筑、低碳等在国内引起了广大的关注。所谓“建筑节能”是国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）对只能建筑定义为“以建筑物为平台，兼备信息化应用系统、信息设施的系统、公共安全系统、建筑设备管理系统等，集系统、服务、结构、管理、优化组合为一体为人们提供方便、高效、快捷、方便、环保、节能、健康、卫生的建筑环境”。从上面的定义我们可以得出智能建筑不仅在实现高效快捷的智能化之外还要保证国家对低碳环保的要求，智能化只能说是一种手段而保证舒适是不变的前提，这样对建筑才能真正做到节能的目的。建筑电气节能是建筑发展的一个重要方向，也是节能领域的一个重要组成部分。世界平均建筑能耗占总能耗的40%，其中包括空调、取暖、通风、照明等民生能耗占能耗的79%甚至更高，我国建筑能耗约占全国总能耗的29%，随着我国近年来建筑的不断增加年增长率高达17%。我国由于采暖、照明、空调、配电系统等的技术落后、设备落后使能耗更大。
2 建筑电气智能环保系统的分析
智能建筑系统集成方案中需要滿足的节能、节约资源、舒适、低碳环保、安全的要求。中央空调系统、变配电系统、照明系统是建筑中能耗的大户，必须统一进行设计、优化集成，使其满足随外界温度、湿度、光线自动调温调湿、采光的要求。建筑配电系统、发电机组，对系统的负荷需要达到一定的要求的时候，发动机组自动启用，对系统补充需要的供电容量；当符合小到一定程度的时候正在运行的发动机组自动退出实现全自动运行。同时发电机组、配电设备应采用集成设计和高度智能化技术，并有充分可靠的连锁结构保证系统的安全运行，使其达到系统节能、节约支援、安全、高效、低碳环保的目的。
“建筑电气节能整体解决方案”是建立在对楼宇生命周期深入了解的基础上，以建筑能量使用状况为调研依据；以整体设计为核心、能量检测和管理为手段，提供完整的楼房维护与电气节能改造方案；通过子系统的传递数据进行能耗的分析与诊断，然后建立相应的能耗模型，真正实现能源节省降低楼宇的运行成本。
一套完整的集成优化电气节能系统是由楼宇自控系统、空调主机节能模糊控制系统、照明节能控制系统、供电配电节能控制系统、防灾和防范系统以及建筑其他节能系统加上建筑能耗检测与计量系统组成。它是建立在能源管理模型、空调节能模型、照明节能模型、变频节能模型上，对建筑电气真正实现节能与智能的和谐发展和统一，通过对建筑能耗的监测与计量、管理与分析为客户提供一套完善的能耗节能整体系统。
智能建筑电气是一个综合系统化的工程，照明、空调、供电、配电、计量、安防等专业构成一套有机的整体，如人的身体的组织器官要协调运作才能是健康的状态。智能建筑电气的“智能”，也是使建筑像人一样，能够知道冷热自动调节水、空气、阳光照射等，创造节能环保、安全舒适、健康低碳的环境。
智能建筑是信息时代发展下必然的产物，它具有高新的科学发展技术、具有现代化建筑电气发展技术等，由众多科学与高新技术的综合集成。涉及到建筑、空调、采暖、发电、配电、照明、给水、排水、电梯、结构、综合布线、楼宇自控、监控设备等多种弱电系统的大工程。关联性、多目标、开放性、主动性等都是智能建筑电气的重要特征，各系统相互关联与渗透实现建筑电气高智能化重要手段。传统的建筑每个子系统相互独立、强弱电截然分立的建筑方式不能适应现代化建筑高速发展的要求。
智能建筑的发展已经从传统的电气设计阶段进入智能建筑电气优化集成的阶段，各个电气的子系统相互渗透；子系统之间的边界逐渐模糊；信息化与网络化智能电气设备代替传统电气成为了这个阶段建筑发展的主要特点。全新的建筑要符合“弱电为基础、强电为关键、强弱电一体化”的设计思路。
“某建筑电气节能整体解决方案”对整个工程需要全盘掌握，充分考虑智能建筑内各种机电设备自身能效情况，根据实际使用的需求合理选择设备，为用户节约大量投资。根据建筑自身特点和用户要求进行系统多元优化设计，真正提现建筑以人为本的原则，通过合理的施工，降低工程建设中各专业现场协调工作，提高监理质量，降低工程建设成本，保证工程进度。实现设备优化运行提高机电设备的可靠性、安全性，真正实现建筑节能。
3 总结
现代生产生活对能源的需求量比较大与能源相对短缺的矛盾日益尖锐，同时促进了世界范围内节能运动的飞速发展。近年来我国政府制定并颁发了一系列法律法规来推动节能工作的开展，目前我国建筑节能工作进展非常缓慢，节能建筑电气的推广与应用阻力很大，并伴随很多因素制约其发展。这样现象的出现要求我们应该及时总结经验找出工作中存在的问题并运用合理的方法解决，同时找出有利于应用与推广的节能技术，使建筑电气节能工作不断向好的方面发展。
参考文献：
[1]吴建新;浅析智能化建筑与建筑电气[J];价值工程;2011年10期
隧道照明节能与控制 篇4
1 目前隧道照明存在的问题
现在隧道照明控制模式设计, 在实际营运中电源浪费十分严重。
1) 现有隧道照明控制营运中节能与安全的矛盾。
营运者为了节省电费, 往往都不采用自动控制, 因为现有的自动控制没有涉及天气和车流量等实时变化因素。实际上部分营运者采用人工控制方式工作, 在规定的时间人工开关隧道灯。
部分营运者考虑白天电能浪费严重, 有的只开全日灯。这种灯控制方式表面上有一定的节能效果, 但其实当洞外亮度小于1 500 cd/m2时, 只要确保隧道内路面亮度总均匀度U。亮度纵向均匀度U, 以及各段亮度达到相应要求, 符合行车视觉要求, 取其照度最小值即可, 并非一定要达到开全日灯时的亮度。
其次, 存在一个洞口亮度不够的安全隐患问题。由于一天中洞外亮度变化很大, 按照司机行车从进入到离开隧道全过程的视觉适应要求, 当洞外亮度较大时, 入洞口亮度应和洞外亮度及洞内亮度有较好的交替, 要考虑入口端洞口排出的大量废气可能降低亮度对比度和照明效果, 所以期间要保持洞口足够的亮度, 否则在车子进入洞口的瞬间, 司机眼前感觉一片黑暗, 产生“黑洞效应”, 如果前方有障碍车或行驶较慢的车辆, 可能诱发连环撞车事故。同样, 当隧道出口洞外亮度很高时, 隧道内离隧道出口一段距离的亮度不能过低, 以防止大型车辆后紧跟有小车, 小车难以被发现、视认的情况发生。因此, 隧道内照明的节能不是简单地开关某些灯具, 而是要求建立在行车安全基础上的最大节能。
2) 现有隧道照明控制营运中节能与隧道监控的矛盾。
隧道监控是隧道管理的重要组成部分, 目前隧道照明与监控之间产生的矛盾主要在夜间。部分营运者为了省电, 夜幕降临时关闭隧道内所有的灯, 由于目前国内隧道普遍采用非红外线摄像头, 隧道内部一片漆黑, 使得无法发挥有效监控, 夜间直接造成从摄像头到监视器之间大量设备电能的浪费。这种间断的监控也不符合重要隧道内所需的监控要求。夜间, 在有人进入隧道或发生偷盗、破坏等现象时, 很难被及时发现, 在车辆发生故障或发生交通事故时, 不但监控不到, 而且在处理时不能提供必要照明。在设计中应考虑在隧道发生紧急情况时, 隧道内灯具能够根据需要自动控制照明亮度。如隧道内发生火灾或拥挤堵塞时, 为帮助隧道及时排除危险, 系统自动将全部灯点亮, 系统的手动控制应能够在多处实现, 如监控中心、隧道管理房或隧道内的其他位置等。从安全、监控、节能及所能提供便利等方面综合考虑, 夜间隧道内提供适当的照明是必要的。
2 隧道照明节能的方法
2.1 隧道照明灯具的节能
目前隧道照明灯具多采用高效灯具, 如电子式高压钠灯、电子式低压钠灯、莹光灯和无极灯, 主要技术指标见表1。
表1中参数显示紧凑型荧光灯光效较低, 但是显色性最好, 平均寿命太短;高压钠灯光效中等, 但是显色性根据色温不同而不同, 平均寿命中等;低压钠灯光效最高, 但是显色性最差, 平均寿命中等;高频无极灯光效较低, 但是显色性最好, 平均寿命最长;在隧道照明系统的设计中, 通常入口段和出口段灯具的密度和照度最大, 中间段最小, 中间段灯具的布设长度一般最长, 各段灯具的布设长度应根据隧道实际长度和实际要求合理选择。
2.2 控制方式的节能
根据国家《公路隧道设计规范》的设计要求, 隧道照明的设计应考虑车流量和车速的因素, 所以影响隧道内灯具照度的设计主要有车速, 车流量和洞外亮度3个因素。
当平均车速较大时, 应按要求适当增加入口段和过渡段照明的长度和照度, 中间段、出口段的照度也应相应增加, 反之相应减少。有关研究机构曾做过现场实测, 在车辆通过隧道洞口前后, 会很自然的降速, 通过隧道时, 车速普遍下降30%左右, 因此在考虑车速对隧道内各段照明的长度和亮度的影响时, 应注意考虑这一点。当交通量大增时, 入口段、过渡段、中间段、出口段的照度应相应增加, 此时路面均匀度U0和纵向均匀度U1也相应增加, 反之相应减小。影响洞内亮度设计的另一主要因素是洞外亮度, 洞外亮度除了和洞口所处的位置有关外, 白天主要由天气状况决定。晴天、多云、阴天、重阴的天气对洞内入口段、过渡段、出口段亮度的调节均产生较大的影响, 洞外亮度增加, 隧道内各段灯具的照度也相应增大, 反之相应减小。雨天或是大风的天气, 不但影响洞外亮度, 还影响车速, 而车速又直接影响隧道内各段照明的长度和照度。
在整个隧道照明的设计规划中, 就应该考虑节能问题。如入口段照明通常由基本照明和加强照明两部分组成, 前者的灯具布置同中间段照明相类似, 后者的加强照明采用功率较大的灯具。由于洞外日光的投射进入, 可利用作为入口段加强照明的部分, 参照设计规范, 可将离洞口10 m以内的加强照明予以省略。在单向交通隧道中, 出口段照明的设计, 其长度可与入口段有所不同, 据相关资料证实, 出口段长度取60 m是合适的, 可省去几十米入口段高密度布置的灯具, 由中间段布置较为稀疏的灯具取代。出口段亮度也可有别于入口段, 其亮度取中间段亮度的5倍即可。在长隧道中, 由于有充分的适应 (过渡) 时间, 所以中间段亮度可适当降低。
为了提高司机行车安全系数, 在设计较长隧道的照明时, 过渡段应设计为TR1, TR2, TR3三个照明段, 其亮度与长度的划分可采用CIE适应曲线作为依据。
由于隧道长度超过100 m就要设置照明, 当隧道里安装灯具时, 它的长度通常是几百米, 几千米, 如果隧道交通是单向, 灯具安装总长度可能达到几公里甚至更长, 如按照全年最大照度设计, 单从洞外亮度这一指标分析, 只要天气不是晴天, 洞内亮度就是多余的, 长时间势必造成电能的极大浪费。所以, 要把隧道内各段照明的长度和照度设计成能够根据实际要求 (如洞外亮度等) 不断调整变化, 动态的实现对隧道内各段灯具照明的自动控制。在长度小于1 000 m的隧道, 设计时应实现对各段灯具照度的自动控制, 在隧道长度超过1 000 m, 设计时应实现对各段的照明长度和照度的全面动态控制, 才能从根本上杜绝隧道照明能源的浪费, 并提高行车安全系数。
如果要使隧道照明节能最大化, 必须对照明控制方式进行革新, 可以采用分布式单灯网络控制, 通过采集环境参数 (环境参数包括车流量、隧道内外光照强度等) , 根据《公路隧道通风照明设计规范》要求对隧道照明灯具输出的光照强度进行计算, 计算结果通过计算机网络传递到每个需要控制的照明灯具, 通过不断采集环境参数不断调整每个需要控制的照明灯具的输出光照强度, 从而达到既满足隧道照明的基本要求, 又达到节能最大化的目的。
参考文献
电气照明与节能 篇5
【论文关键词】中小型泵站 环保节能 经济性平衡
随着农业现代化水平的不断提高，农业生产越来越依靠水利设施的运用，对于洞庭湖区来说，电力排灌泵站的作用尤其重要。
中小型泵站有以下特点：靠近排灌区，排灌灵活：工程简易，投资省、见效快;以低压机组为主，单机容量不大;装机台数不一，少到1台，多到十几台;建设资金主要以国投为主，地方自筹为辅。
由于地方自筹资金到位的程度无法保证，中小型泵站的建设资金往往捉襟见肘，同时。为提高泵站运行的经济社会效率。在泵站建设中必须考虑环保节能，而这往往与经济性相矛盾。因此，在设计中需要认真考虑平衡环保节能和经济适用.使设计在满足经济性要求的同时尽量采用环保节能设备及措施。以下根据自己多年泵站设计的经验。谈谈在电气设计中的几个方面平衡环保节能及降低成本所要考虑的因素。
1电压等级的确定
随着农网改造的完成，现在农用电供电半径一般都不大。供电电压等级主要有有35kV、10kV及0.4kV。其中0.4kV供电因电流大，线路损耗和用铜量显著增大，而10kV电压供电能显著降低损耗，又较35kV供电经济，宜优先选用。一般来说，为节约投资，当泵站附近有10kV或35kV线路经过时。宜通过T接的方式由系统取得电源，当附近没有线路或无法满足要求确需架设专线时，才考虑从附近变电站架设10kV专用线路。
2主接线的确定
中小型泵站主接线主要根据泵站的负荷性质及运行特点决定。因中小型泵站负荷性质均为三级负荷且容量较小，高压电源侧一般采用简单经济的线路——变压器组接线：当采用两台以上变压器运行时，也可采用单母线结线，选用的变压器的变比、阻抗电压和接线组别应相同并且容量相同或相近(其容量比不应超过3：1)，同时，为避免变压器问因环流带来的损耗和负荷分配的不平衡对变压器造成的影响，尽量不要将多台变压器并列运行。
电动机电压侧可采用单母线或单母线分段形式。当装机台数较多，考虑到运行的灵活性，电动机电压母线可采用单母线分段接线分别接多台电动机和其它受电设备。
3主要设备的选择
(1)配电变压器的选择。
在设计中选择配电变压器时.除要充分考虑其性能参数外，应根据用电负荷，合理选择变压器的容量，使变压器经济运行.不仅能节电，同时也能提高功率因数。理论上当变压器在运行中的空载损耗等于负载损耗时，效率最高，这在实际运行时很难做到.实践中可主要考虑使变压器运行在经济运行曲线或最佳经济运行曲线中，而这与变压器的台数、容量和性能参数密切相关。
国家已明文规定淘汰高能耗变压器。推广S9系列、SIO、S11系列节能变压器。SIO、S11系列变压器与S9系列相比较：损耗更低(尤其空载损耗)、噪声更低;价格与S9系列相差不大;购置S10、S11系列变压器一般只需运行25年，就能通过节能回报补偿价差。因此，设计中应优先选用S10系列或S11系列配电变压器。
变压器的容量选择要恰当，既不能过大(增加一次性投资，加大损耗)，也不能过小(无法满足用电要求，损耗也往往偏高)。一般来说，适当选择变压器的容量，使变压器的负荷率31=o.5～0.6左右时，有功功率损失最小;当变压器的负荷率13=0.75～0.8左右时，功率因数最大;当变压器的负载率13-o.45加.75时效率较高，各个方面比较经济;因此.设计中应尽量使变压器的负荷率31-_o.45加.8左右。
合理的确定变压器的台数。可以兼顾灵活性和经济性两个方面。当泵站装机台数较多(一般多于5台)，负荷波动大且间隔的时间长。或低压为0.4kV的主变压器容量大于1250kVA时(GB50053-94规定，主变压器单台容量一般不宜大于1250kVA)，可考虑选择多台变压器，以提高运行的灵活性，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量;在泵站单机容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的单台变压器;在泵站装机容量小。负荷波动大的情况还可以通过选用调容变压器来减少电能损耗。
如果资金有限，只能选择1台变压器时，宜根据不同负荷运行时间的不同，按最大负荷并考虑在最长运行时间下的负荷使变压器处于经济运行状态的原则选择变压器的容量，在增加的成本较高时.则只按最大负荷来确定变压器的容量，通过在运行中合理的调度来实现变压器最大化的经济运行。
实践中常选择两台变压器，两套设备同时运行，这时每台变压器容量宜按计算负荷的60%-70%来选择，两台变压器互为暗备用。假定泵站为8台同型号机组，8台机运行时间最长，变压器在正常运行时的负载率B分别如下：
13=(40/70)%～(40/60)%一57.1%～66.7%
31=(10o/140)%～(10o，120)%71.4%～83-3%
基本上满足经济运行的要求.一次增加的投资也不大.而且.在一台变压器故障的情况下，在不考虑变压器的过负荷能力的情况下就能担负起对大部分负荷供电的任务。
(2)电机的选择。
减少电机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。因此，设计中首先应选用Y系列高效率电动机：其次，电机电压等级一般根据单机容量及技术经济比较确定，当单机容量低于200kW时选择低压电机，高于300kW时选择高压电机，单机容量(200～300)kW时选择低压还是高压电机则经技术经济比较后确定;最后，合理选择电动机的容量。使其负荷接近额定负荷并留有适当裕量，这时电机接近最佳工况点。运行效率和功率因数最高。
选择何种结构的电机也是设计中应重点比较的：鼠笼式电机结构简单、耐用、可靠、易维护、价格低，而绕线式电动机结构复杂、维护较麻烦、价格高，但绕线式电机转子绕组可通过接价格平实、易维护的频敏变阻器改善起动性能，使电机平滑起动，起动力矩也较大，因此，许多中小型泵站都采用绕线式电机来提高起动性能。但绕线式电机价格较鼠笼式电机价格贵不少，而且采用频敏变阻器起动时功率因数低。随着软启动技术的成熟，价格下降.泵站如果采用鼠笼式电机结合软起动的方式，反而可能降低造价，提高起动性能，并可节约能耗。因此，在设计选用中低压异步电机时宜优先采用鼠笼式电机(直接或软起动);对于大容量的高压电机，在水泵转速低时宜优先选用同步电机，以提高功率因数。
(3)导体和电缆的选择。
导体和电缆截面的大小，直接影响投资及电能损耗的大小：截面选得小一些，可节约有色金属和减少投资，但电能损耗增大;反之，电能损耗虽能减少，但有色金属耗用量和投资都随之增大。因此导体、电缆的截面除了满足规范要求外.应在投资、有色金属消耗与电能损耗之间达到一个最优选择。
导体材料一般按负荷性质、环境条件并综合考虑损耗及经济型等因素选择铜或铝;在绝缘材料的选择上，对于低压电缆，由于相同截面的YJV系列电缆一般较VV系列电缆载流量大一个以上等级。在电流较大时选用YJV系列电缆可能比选用VV系列电缆更为经济，同时也更为环保(4)开关设备的选择。
开关设备的节能潜力相对不大，因此泵站在设计选择开关设备时主要从经济可靠及环保角度上考虑。
高压开关设备可采用跌落式熔断器、断路器或组合电器。一般来说，按以下原则选择经济上较优：对于容量在400kVA以内的变压器，设计中选用跌落式熔断器。容量在(400—800)kVA以内的变压器。选用一般型负荷开关——熔断器组合电器，容量在(800～1250)kVA以内的变压器。选用真空断路器或频繁型负荷开关——熔断器组合电器。容量大于1250kVA的变压器则选用真空断路器。
当户外变压器容量在800kVA及以上须设置重瓦斯跳闸保护或泵站有远方操作控制要求，设计采用组合电器时应配置分励脱扣器以实现负荷开关的自动快速分闸，同时可供过载等保护跳闸用。这样重瓦斯及过载时将通过继电保护的方式使负荷开关跳闸而无须烧毁熔断器，具有一定的技术经济意义。
泵站低压断路器宜按经济可靠原则根据保护对象的不同来选择：对于电动机宜选择经济可靠的Dwl5系列电动机保护型万能式断路器：对于变压器低压配电干线的主保护，宜选择分段能力高的配电保护型万能式断路器，如ME、AE等;对于小容量的电动机以及其他小负荷则可选用塑壳断路器。由于泵站为一级配电，一般选择更为经济的热磁式就能满足正常的运行要求，因此不建议选择电子式。万能式断路器安装方式可选择固定式或抽屉式，选用抽屉式因可以取消刀开关，所以经济性并不差。
4配电形式的确定
高压配电设备可选用户外或户内设备.在实践中，主要根据变电站用地范围及主、副厂房空间的限制，考虑经济性来确定。无论采用何种形式，都必须考虑使配电设备尽量接近负荷中心，以缩短配电线路，降低线路的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量。
由于箱变具有成套性强、体积小、占地少、能深入负荷中心、提高供电质量、减少线路损耗、缩短送电周期、选址灵活、对环境适应性强、安装方便、运行安全可靠及投资少、见效快等一系列优点，因此，在进行技术经济比较后中小型泵站高压配电设备可以考虑采用成套户外箱式变电站。
低压配电设备一般采用户内低压开关柜的形式。由于GGD系列低压开关柜具有柜体标准化;价格低廉;运行安全、可靠等诸多优点，因此，对于中、小泵站，一般设计中可选用经济可靠的GGD系列作为低压开关柜。
5起动方式的确定
直接起动起动设备简单，起动速度快，但是危害很大：造成对电网冲击，给设备的安全可靠运行带来威胁，缩短其使用寿命;同时过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命，并造成巨大的起动能量损耗.尤其当频繁起停时更是如此。
相对于传统减压起动方式，软起动器以体积小，转矩可以调节、起动平稳、冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用。由于无冲击电流，可自由地无级调整至最佳的起动电流，因此非常适用各种泵类负载。
三相晶闸管调压软启动器是新型电子软起动器，相对于磁控式和自动液体电阻式软起动器有较优越的性能.相对于变频器有较低的价格，具有起动电流小(且可根据需要设定起动电流倍数)，电压可连续平滑调节的优点。当设计采用软起动时应优先考虑选择功能简单、价格较低、操作方便、有多种运行状态的晶闸管调压软起动器采用斜坡电压起动.除能实现软起动外，在泵站变负载工况、电动机处于轻载运行时，还具有轻载节能的效果(不带旁路接触器)，在接触器旁路工作模式还可用一台软起动器去起动多台电动机，从而大大减少一次性投入。
同时，三相晶闸管调压软起动器还具有许多保护功能：过载保护功能，缺相保护功能，过热保护功能及其它功能，可以省去热继电器等设备;可读取电机的运行参数，从而可减少传感器及仪表，这也在很大程度上降低了成本。
综上所述，对于鼠笼式异步电机，当机组容量较低，满足直接(免费活动 tang)起动要求时，可采用全电压直接起动，当不满足直接起动要求时.优先采用三相晶闸管调压软起动器软起动：对于绕线式异步电机优先选用转子回路串频敏变阻器方式启动;对于同步电机则一般采用直接起动。
6无功补偿及其它
提高功率因素对降低电能损耗、提高供电质量具有重要意义。一般情况下应通过合理选择设备，提高自然功率因素来实现，在不能满足要求时或者代价太高时，必须通过进行无功补偿，提高负载和系统的功率因数，减少设备容量和功率损耗，稳定电压，提高供电质量。
另外，由于转速与流量成正比，功率与流量的三次方成正比，当水泵流量减少时，功率按流量的三次方大幅下降，采用电机的软起动方式与调速方式相结合可以进一步降低能耗：在泵站照明方式及设备选择上，采用一般照明与加强照明相结合的方式，选用成熟平价的高光效、长寿命、显色性好的光源、灯具和镇流器(采用紧凑型荧光灯或T5、T8荧光灯，宽大场所使用金属卤化物灯和高压钠灯)，也可以在节能与经济性上达到平衡。
建筑照明节能策略的分析与研究 篇6
【关键词】照明节能；灯具；镇流器；照明方式
前言
提倡照明节能，不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量，因为这样会降低劳动生产率，非但不能达到照明节能的目的，反而影响工作人员的视力。照明节能基本原则是保证不降低工作场所的视觉要求，而且还有所提高，在保证照度标准和照明质量的前提下，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。
一、优质电光源选择问题分析
节能的电光源发光效率更高。白炽灯泡发光效率一般为7～20lm/W，其寿命一般为1000h。单端的紧凑型荧光灯 （俗称节能灯） 其光通量一般为50lm/W。另外白炽灯所消耗的电能大部分都被浪费在发热上，真正用于照明的部分却非常少。使用三基色荧光粉，显色性好；其光效是白炽灯5～7倍；寿命是白炽灯的5倍。假设某个商场需1000只100W白炽灯，改用20W单端节能灯，根据二者的当量关系，假定每天用6h，一年可节电：
ΔPx=（100-20）×1000×10-3×6×365=175200（kW/h）
所以，除非在特殊情况下，室内外照明应尽量减少白炽灯的使用量。特别是尽量采用发光效率高的高电功率光源，可使照明器具间的安装距离拉大。
通过对知名品牌T8荧光灯的技术数据分析比较，三基色荧光灯管要比卤粉荧光灯管节电13%左右，显色指数也高于后者。三基色荧光灯管无论从光源的光效、色温、显色指数、寿命都更符合《建筑照明设计标准》的要求。因此在办公室、教室、会议室等电子生产场所，荧光灯均应优先采用。根据金属卤化灯光效高、显色性好、功率大、寿命长等优点，适用于有显色要求的高空间厂房及剧院等大面积照明场所。而对于辨色要求不高的场所，如炼铁车间、成品库、广场等则选用高压钠灯更为合理。如工厂厂房一般无特殊要求时，应优选金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯（HID），单层厂房高度一般为5～8m，常采用250W、400W两种光源。装饰照明、建筑夜景照明、标志或广告照明、应急照明及交通信号灯等宜采用LED （发光二极管）。LED具有寿命长、耐震、光利用率高、无热辐射、低电压等优点。LED的广泛应用成为实施“绿色照明工程”的重要步骤之一。
二、照明灯具的合理选择问题分析
选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩光的要求外，还应该考虑灯具的效率，选择高光效灯具。例如学校教室最早采用的双端直管型荧光灯梯形控罩式灯具，是铁皮涂白色油漆制成，其配光不合理，灯下桌面照度高，二灯中间桌面上照度低，灯具效率约为70%左右。当改进后，选用抛光氧化铝制作的双曲面灯具，使光分配成为蝙蝠翼型配光，该材料反射系数提高了，灯具效率提高后可达到82%。根据灯具特征，吸顶式灯具和悬吊式灯具相比嵌入式和壁式灯具的光利用率较高。所以采用良好的灯具也是一种节能办法。
三、合理地照明设计问题分析
合理地选用照明线路。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。把单相改为两相三线或三相四线制，线损可以比原来下降75%～80%。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。合理选择照度和照明方式。为特定的用途选择适当的照度，主要考虑的因素是：视觉功效、视觉满意度、经济水平和能源的有效利用。照明方式的选择：①工作场所通常设置一般照明；②同一场所的不同区域有不同照度要求时，应采用分区照明；③对部分作业面照度要求较高，但作业面密度又不大的场所，如只装设一般照明，会大大增加安装功率，应采用混合照明方式，通过增加局部照明的方式来提高作业面照度，以节约能源。例如，在无吊顶天棚的布灯，这种情况多以规则与不规则“井”字梁居多，梁高约0.5m左右，通常的措施是在梁空中安吊灯，但问题在于若采用枝型白炽吊灯，电能消耗较大，且光色也不够理想。若采用可变枝型节能荧光灯为光源的管吊式花灯，使用后照明效果很好，与白炽灯相比节电效果显著（这种灯可根据受照面积的大小及建筑标准的高低而适当增减枝数，以满足不同的照度要求）。充分利用天然光。天然光线高显色性与明亮的优点仍是人工光源难以取代的，要充分的利用，因此就要合理地设计照明开关。例如学校的教室或写字楼的办公室等场所，在靠近窗处就要充分的利用天然光，在远离窗户的地方不要一开灯就全部的开关都动作，随需要而开灯从而节约电能。另外，充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率。有效采用照明节能配电措施。照明配电箱设置在靠近照明负荷中心，以减少分支线路长度；气体放电灯配电感镇流器时，应设置电容补偿，提高效率因数达到0.9以上；降低照明线路电流值，以降低线路能耗和电压损失。在配电线路的设计上，适当加大电缆截面，不仅可以减少因线路较长引起的电压降，同时由于压降小，线路损耗也小，系统稳定性提高，既延长了整个系统的寿命，同时还节约了电能。
四、合理选择照明控制方式问题分析
体育馆、影剧院、候车厅、报告厅等公共场所可以采取分组开关方式或调光方式控制，按需要调整照度，有利于节能。公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所，宜采用集中控制，或按建筑使用条件和天然采光状况采用分区、分组控制。例如工厂车间高大设备较多，灯具布置时，应当考虑高大设备对照明的影响，灯具布置应躲开高大设备，车间生产线一般要求有较高的照度。功能复杂类厂房宜采用厂房一般照明与通道、设备或生产线局部照明相结合的混合照明方式。屋面采用金属卤化物灯具，通道、设备或生产线局部照明灯具采用节能型荧光灯。厂房内应按车间、工段或生产线工艺流程进行照明分区控制，适当增加照明开关，每个照明开关控制灯具不宜太多，控制箱要设置在便于工作人员操作的通道上。警卫照明回路单独集中控制。旅馆的每间客房应设置钥匙或门卡锁式节能控制总开关，控制客房全部照明用电。居住建筑楼梯间、走道的照明，宜采用节能自熄开关（应急照明除外）。天然采光良好的场所，按该场所照度自动开关灯或调光；个人使用的办公室采用人体感应式或动静感应等方式自动开关灯；旅馆门厅、电梯大厅和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置。每个照明开关控制灯的数量不要过多，以便管理和节能。
五、结语
近年来，我国经济高速增长，对能源需求也急剧加大。电能作为使用最广泛的一种能源越发显得重要和短缺，其中照明用电量在电力负荷中占有较大比例，一般为10%～30%，进行照明节能设计势在必行。本文以上就谈了谈自己的一些观点和看法。
参考文献
[1]李蔚.电气节能技术在工程设计中的应用[J].建筑电气，2006
[2]建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇- 电气 [M]. 北京：中国计划出版社，2007
智能照明节能设计与实施 篇7
1 我国面临的能源形势
从国内看,随着工业化、城镇化进程加快和消费结构升级,我国能源需求呈刚性增长,受国内资源保障能力和环境容量制约,我国经济社会发展面临的资源环境瓶颈约束更加突出,节能减排工作难度不断加大。从国际看,围绕能源安全和气候变化的博弈更加激烈。一方面,贸易保护主义抬头,部分发达国家凭借技术优势开征碳税并计划实施碳关税,绿色贸易壁垒日益突出。另一方面,全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起,不少发达国家大幅增加投入,支持节能环保、新能源和低碳技术等领域创新发展,抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。
2“十二五”规划重点工程
节能减排“十二五”规划提出了十项重点工程,其中第一项明确了节能改造工程,里面包含了“建筑节能”和“绿色照明”。“绿色照明”明确实施“中国逐步淘汰白炽灯路线图”,分阶段淘汰普通照明用白炽灯等低效照明产品。积极发展半导体照明节能产业,加快半导体照明关键设备、核心材料和共性关键技术研发,支持技术成熟的半导体通用照明产品在宾馆、商厦、道路、隧道、机场等领域的应用。推动标准检测平台建设。
3 智能照明系统
智能照明系统是指利用计算机、网络技术、无线通讯数据传输、电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理技术、传感技术及节能型电器控制等技术组成的分布式无线或有线控制系统,通过预设程序的运行,根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明。
通过智能照明系统和使用节能灯具可以有效地提升能源的利用,以实现节能的效果。
采用智能照明控制系统是节约能源的有效途径,智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,从而实现节能的目的。这种自动调节照度的方式可以充分利用室外的自然光源,只有必要时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源来保证所要求的照度水平,节电一般可达30%以上,节能效果十分明显。
图1表示使用了智能照明控制系统后的节能效果对比。可以看出,在实现能源控制管理功能以后,可以节能约20%～50%,从而减轻了供电的压力,降低了用户的电费开支。
4 智能照明控制系统的设计
4.1 系统原理
ECOLITE智能照明控制系统是一个二线制的智能控制系统,主要用于对照明系统的控制。除此之外还可以与其他系统(如背景音乐、消防、安保等)联动。
系统所有的单元器件(除电源外)均内置微处理器和存储单元,由一对信号线(UTP5)连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能,通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时,输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播,所有的输出单元接收并做出判断,控制相应回路输出。
如图2所示,ECOLITE智能照明控制系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24V直流电源,还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。
E C O LI T E智能照明控制系统元件采用模块化结构,并已经有系统化产品、系统扩展方便。同时,通过专用接口元件及软件,可直接接入电脑进行实时监控,或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。
E COLITE智能照明控制系统为分布式控制,采用模块化结构,可靠性高。任何控制模块均内置CPU,每个输入模块(场景开关、多键开关、红外传感器等)都可直接与输出模块(调光器、输出继电器)通讯(发送指令→接收指令→执行指令),避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的现象。
ECOLITE智能照明控制系统是一个开放的系统,通过专用接口软件可方便地与其他系统连接,如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
4.2 系统拓扑图
如图3所示。
4.3 体育场智能照明系统设计
4.3.1 现代化多功能体育场馆的照明需求区域的划分
现代化智能体育场馆区域为两大区域,即体育场馆场地照明和体育场馆室外照明。体育场馆室内场地照明分为:体育馆照明、附属功能区照明。体育场馆室外照明分为室外泛光照明、停车场及停车场入口照明。
4.3.2 智能照明控制系统的方案设计
某体育馆是一座现代化的室内体育馆,能开展篮球、排球、羽毛球、乒乓球、摔跤及体操等体育项目的正式比赛,也可举行文艺演出、商品展销会等活动。主场地比赛用灯采用192套650W金卤灯,观众席照明采用36套500W碘钨灯。
智能照明控制系统在此应用中由开关模块、调光模块、可编程控制面板等部分组成。每个调光柜有8回路开关输出,每路10A,每路控制1～3套650W金卤灯,系统可以实现以下功能:
(1)场地照明最多可设置12种亮灯模式,能根据需要灵活地实现各种比赛要求,例如“正式比赛”、“一般比赛”、“篮球”、“排球”、“手球”、“清扫”、“安全”等任意亮灯模式。观众席可实现4种不同的灯光场景。
(2)系统能自动调节各种场地灯光打开的先后顺序,避免由于同时点亮而引起的启动大电流冲击。例如,篮球比赛开始前,全场的灯光将按指定的顺序依次点亮,系统能限制金卤灯再启动的间隔时间,有利于提高金卤灯的寿命。
(3)操作简单、直观,系统调试好以后,使用者只需在控制面板上按下一个键,系统就能自动进入该键对应的预置状态。例如“篮球”比赛开始前,工作人员只需按下对应的“篮球”键,智能照明控制系统就能依次点亮篮球比赛场地所需的灯光……依次类推。
(4)系统设置三个控制操作点,在配电房和门厅均能控制主场地和观众席的灯,而在电影放映厅仅能控制观众席的灯。
某大型体育馆是一所多功能的室内体育馆,集体育比赛、文化娱乐、商品展销、大众健身为一体,为全运会的球类比赛场馆。馆内照明由三种光源组成,金卤灯、碘钨灯、金卤灯与碘钨灯组合,其中比赛场地采用金卤灯22套,碘钨灯28套,金卤灯与碘钨灯组合126套,观众席采用388套100W Par灯。控制系统在此应用中由开关模块、调光模块、控制面板、手持式编程器、智能传感器等部件组成。
比赛场地的碘钨灯由4个调光模块控制,每路最多控制4盏灯,共41个回路,7个备用回路。
比赛场地的金卤灯由2个开关模块控制,每路控制6～9盏灯,共21个回路,3个备用回路。
看台区域的Par灯由2个调光模块控制,共24个回路。控制面板及遥控装置分别安装于主席台、裁判台、配电控制室。根据该场馆的使用要求,系统实现如下功能:高度的灵活性场地灯:每组碘钨灯都可调光,每3～4盏灯为一个回路,不同的灯光组合,可以产生各种场景,适合于各种体育比赛和文艺演出。金卤灯,从场地四周向场地中间,分层控制,对于不同的比赛,场地能灵活组成相应的比赛灯光。此外,平时的练习、非正式比赛以及其他各种活动场地可只点亮一半的金卤灯,这一半金卤灯能够均匀地分布于所需场地。两种光源的组合,能够实现各种比赛所需最佳灯光效果。看台灯:看台部分的全部Par灯都可调光,观众席、走廊区域、主席台和记录室的灯光都独立控制。
(1)完美的照明效果
利用智能型照明控制系统可对比赛场地的碘钨灯进行调光,保证了各类比赛的最佳照明效果。
(2)操作直观方便
可编程控制面板及遥控器编程面板都是按键式控制器,使用者不需专门训练就能对各种比赛的照明进行操作控制。
(3)可观的节电效果
使用智能照明控制系统,合理调节场地照度,能够实现节电20%以上。
(4)系统安全可靠
照明系统采用全数字、低压控制,避免了大电流的开关,使得整个照明系统更加安全。采用了分布式控制及独立存储的概念,使得系统具有更高的可靠性。
(5)亮灯模式显示
系统和大屏幕显示屏相连接,可实现亮灯模式显示和合适的效果。
5 总结
建筑电气设计与节能初探 篇8
电能作为维系建筑物各功能系统正常运作的主要能源, 因此建筑电气设计时考虑节能应该重点着手考虑供配电系统自身如何降低电能损耗、如何合理利用太阳能。下面这几个方面值得大家关注。
1减少变压器的功率损耗, 合理选择变压器的负载率
变压器的有功损耗按下式计算:
P=△Po+△Pk (β) 2
式中:△P-变压器的有功损耗 (kW)
Po-变压器的空载损耗 (kW)
Pk-变压器短路损耗 (kW)
β-变压器的负载率
(1) △Po作为变压器的空载损耗又称为铁损, 它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成。其值与铁芯材料、制造工艺有关, 与负荷大小无关。所以在选择变压器时最好选择节能型变压器, 新型节能型变压器在铁芯制造工艺和硅钢片质量方面均做了良好的改进。
(2) △Pk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器的线损, 它取决于变压器的绕组电阻及流过绕组电流的大小, 并于负载率的平方成正比。因此, 在选择变压器时应选择电阻值较小的绕组。
根据多年电气设计工作经验, 综合各种运行费用, 同时还要使变压器在使用期内预留适当的余量, 总结出变压器最经济节能运行的负载率一般为75%～80%。
2减少线路能量损耗
线路的有功功率损耗是电流通过线路, 由于线路上电阻的存在而产生的功率损耗。按下式计算:
P=3I2RL
式中:△P-线路的有功功率损耗 (kW)
I-线路的计算电流 (A)
R-线路的电阻 (Ω)
L-线路的长度 (m)
线路的电阻在通过的电流不变时, 与线路的长度成正比。在一个工程中, 线路纵横交错, 使用的导线及电缆不计其数, 所以在线路上消耗的有功功率相当大, 必须减少线路能耗。比如, 在线路电流一定的条件下, 减少导线的长度或增加其截面是减少线路损耗的两条措施, 虽然可能增加初装费用, 但从长远看还是减少了运行费用, 综合考虑还是比较经济合理的。
但是从上世纪90年代后期开始, 设计界在建筑物配电干线系统中大量地采用分支电缆代替之前多年采用的且技术非常成熟的密集母线。由于开发商对成本的考虑, 一般要求设计人员在适当考虑载流量预留的前提下, 必须尽量减小电缆截面。由于电缆导体载流量的约束, 这样做有个严重的后果就是:随着生活水平的提高以及建筑智能化水平的提高, 若干年后增加的用电设备可能超出设计人员的预期, 原来设计之初预留的载流量可能远远不够, 这样要么线路长期过载运行 (线损加大, 且不安全) , 要么更换干线电缆 (造成投资浪费) 。而密集母线在预留载流量方面反而有着很大的优势, 本人认为从长期节能的角度来看, 建筑物供电干线采用密集母线应更为有利。
3提高系统的功率因数
(1) 变压器无功功率损耗很大, 应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿。根据国内现状, 变压器一次侧一般属电力部门管辖范围, 很可惜目前电力部门几乎没有这么做过。
(2) 目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。这种做法虽然提高了用户处的功率因数, 但只减少了区域变电所至用户处的无功传输。本人认为还应增加对终端设备, 譬如10kW以上负荷平稳的电动机、空调机的就地补偿;灯具选择电子镇流器或节能型的电感镇流器, 以提高设备的自然功率因数。当然直接设计采用或建议开发商采用高功率因素的终端设备也是很有效的办法。
4减少照明系统光能损失
(1) 电气设计应与建筑设计密切配合, 充分合理地利用自然光, 使之与室内人工照明有机结合, 利用最少的能源保证照度水平, 从而达到节约人工照明的电能。
(2) 合理选择照明器具。在满足照明质量的前提下, 应选用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯;高大车间、厂房及室外照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源, 其综合费用低、视觉质量高, 也节约能源。
(3) 合理选择照明器的配光曲线以提高照明利用系数, 高大建筑物应选用宽配光照明器, 高而窄建筑应选用窄配光照明器。
(4) 优先选用低能耗、性能优的光源用电附件, 如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器等。公共建筑的荧光灯宜选用带有无功功率补偿的灯具, 紧凑型荧光灯具应选用电子镇流器, 气体放电灯宜采用电子触发器;根据使用特点采取分区控制灯光或适当增加照明开关点等等。
5合理利用太阳能
目前住宅热水系统虽然已不少设计采用了太阳能设备, 但本人认为在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统应该可以设计采用太阳能蓄电的照明设备。
目前这类产品以太阳能LED灯具为主, 其产品的工作原理是:白天太阳光照射到太阳能组件上, 使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压, 把光能转换为电能, 再传送给智能控制器, 经过智能控制器的过充保护, 将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存;到了夜晚太阳能组件因接收不到光能, 其输出的直流电压降到接近为零时, 智能控制器自动开启控制装置, 向LED提供电能, 促使LED发光源发出足够的亮度用于照明;到天亮时, 太阳能组件又接收到光能产生电压时, 智能控制器又自动转换到充电模式工作。随着太阳能蓄电的照明设备的产业发展, 这种产品的制造成本将会越来越低, 本人相信在不久的将来太阳能蓄电的照明设备应该会在室外照明领域得到普及应用。
建筑照明节能设计与策略研究 篇9
在世界能源储量不断下降的今天, 如何合理利用能源已经成为各界关注的焦点, 在我国能源总消费量中, 建筑能耗占到了27.5%, 并呈逐年上升趋势, 如此庞大的比重, 使其成为了制约我国经济发展的软肋, 因此, 有效实现建筑节能, 已经成为当前节约能源工作的重要组成部分。以公共建筑中的电能消耗为例, 就我国当前建筑电能的消耗现状而言, 公共建筑中的电能消耗是相当高的, 而公共建筑中的照明用电平均为10~40KWH/平米/年, 占建筑用电的20%~40%。从这项统计数据中可以看出, 在公共建筑电能消耗方面, 照明占了不容忽略的一部分, 因此照明用电具有很大的节能潜力。
二、建筑照明节能的原则
建筑电气照明节能的设计原则是在保障人民生产生活照明需求, 利于发展以及不降低原来的照明功能的基础上, 尽可能的减少没有必要的消耗, 而不是一味地追求形式上的节能, 进行大量的投资。因此, 在设计时应从多方面考虑, 既要满足建筑的功能, 也要满足照明的需求, 在此基础上根据经济、舒适、节能的基本原则设计符合多方要求的建筑照明方案。即照明节能所应遵循的原则是:节约照明用电应建立在保证有足够的照明数量和质量的基础上, 不能仅片面追求节能, 而忽视照明数量和质量。
(一) 保证建筑物的照明功能。照明系统应满足建筑的照度, 如保证上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求, 如娱乐场所的一些电气设施的用电、展厅的工艺照明及电力用电等。
(二) 考虑实际效益。节能应按国情考虑实际经济效益, 不能因为节能而过高地消耗投资, 增加运行费用, 而是应该让增加的投资部分能在几年或较短的时间内以节约的运行费用进行回收。
(三) 节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物照明功能无关的, 再考虑采取相应措施节能。如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗, 又如量大面广的照明容量, 宜采用先进技术使其能耗降低。
三、建筑照明节能的策略分析
(一) 充分利用天然光。天然光是一种取之不尽用之不竭的无污染的绿色洁净能源, 为了在建筑照明设计中贯彻国家的节能法规和技术经济政策, 实施绿色照明, 宜利用各种技术措施将天然光引入室内进行照明。如大型商场共享空间的弓形或尖形玻璃屋顶就是充分利用天然光的典型。工程中要充分利用天然光是需要多专业人员密切配合的, 采用天然光导光或反光系统时, 必须采用人工照明措施, 天然光导光系统只能用于一般照明, 不可用于应急照明;当采用天然光导光系统时, 宜采用智能照明控制系统对人工照明进行自动控制。充分合理地利用天然光使之与室内电气照明有机结合, 从而大大节约照明电能。我国目前现有的建筑物中, 将天然光主动引入室内用作照明的设计领域有很大进步空间, 主要还是利用建筑外窗玻璃幕墙等自然采光, 因此天然光采光技术还需要更加成熟与普及, 并加强设计人员主动利用天然光的意识。太阳光导入器是目前国际上新推出的集节能、绿色、环保、健康为一体的产品, 它主要采用太阳光自动跟踪、透镜集光、光缆传输自然光, 实现朝北房间的阳光照射。据资料统计, 一束阳光导入相当于500W光源的照明亮度, 采用太阳光导入器, 零成本使用, 可以有效地减少白天的照明电耗。充分利用太阳光导入系统, 作为一项可持续能源技术, 取得的经济效益和社会效益必将导致其在建筑采光中得到广泛应用。
(二) 合理进行照明设计。
1.确定科学合理的照度标准。节约电能, 并不意味着降低照度。在进行照明设计时, 要根据建筑用途, 进行科学合理的计算, 来确定照度标准。标准太高即浪费, 太低会影响照明效果也是不可取的。不可以只注重场所的照明功率密度值, 而不注重场所的实际照度, 只看场所的LPD实际值, 不看LPD折算值, 防止“倒推法”在设计领域的流行、泛滥。同时在照明设计文件中, 应对照明器具核心元件指出明确的技术参数要求, 不能仅标明光源种类及容量。
2.配光形式的选择。灯具的配光形式除了满足照明质量指标外还应考虑节能问题。配光形式依场所而定, 例如在空间不高的场所选用窄配光的灯具, 为了保证照度均匀度这一指标, 就必须增加灯具布置密度, 降低光源的功率;例如在高大厂房选用宽配光灯具, 就会增加光在空中的损失, 降低光的利用率。由于同类光源中功率越大, 光效越高, 光源功率降低, 则光效也就降低, 因此房间窄而高时, 应选用窄配光灯具, 如:深照型、集照型。宽而矮房间选用宽配光灯具, 如蝙翼型、正弦分布型, 中等高度房间选用中照型灯具, 如:漫射型、配照型。室内顶棚、墙面、地面采用浅颜色装修, 提高环境反射条件, 也能提高光通量利用系数值。
3.照明方式的确定。在同一照明区间内, 优先选用分区一般照明, 根据视觉作业的要求, 按需分设照度标准值, 改变照度标准单一的状况, 要切合实际, 避免浪费, 有效节能。一般照明可按需增设局部照明, 高照度区采用混合照明。近年来, 导轨照明系统装置和多功能“柔性”光带系统装置的出现, 更加有助于照明方式灵活化。
(三) 有效采用节能设备。
1.采用高效节能光源。选择高效节能光源是照明节电的首要工作。光源选择的原则是:发光效率高, 寿命长, 显色指数满足要求, 性能价格比合理。由于气体放电灯的光电参数较白炽灯有很多优越性, 因此在条件允许的情况下应优先采用。光效是指一种光源每消耗1W功率发出的光通量 (流明) 。由于照明电能几乎是由照明灯消耗掉的, 因此光源光效的高低对节电影响较大, 金属卤化物灯和高压钠灯的光效就较高。例如:为获得同一照度, 使用高压纳灯要比白炽灯节电约90%。但高压钠灯的显色性差, 只能用于对颜色分辨要求不高的场合。显然露天场区照明选用钠灯比白炽灯要经济。如果选用白炽灯需增大功率, 定会造成电能浪费。但白炽灯因其固有的优点仍被普遍采用, 荧光节能灯因光效高、节约电能、光色好, 也为人们乐于采用。
2.选用高效率照明灯具。照明灯具的效率为照明灯具的光通量与光源总光通量的比值, 一般除装饰性的需要外, 应优先选用直射光通比例高, 控光性能合理的高效灯具, 灯具的结构和材质应易于维护清洁和更换光源, 除建筑装饰灯具外, 室内用灯具效率不宜低于0.7, 装有遮光格栅时不低于0.6, 室外用灯具效率不宜低于0.5, 室外投光灯灯具效率不宜低于0.6, 另外还应注意灯具的配光曲线, 应针对不同面积和高度的房间, 计算室内空间比, 然后具体确定选用宽、中、窄光束的照明灯具。
3.选用适宜的照明器控制方式。照明器的控制方式应按照各房间的使用特点和要求来确定。面积较小的房间宜采用一灯一控或者两灯一控的方式, 面积较大的房间采用多灯一控的方式, 但是每个开关控制的灯数不宜过多, 同时应考虑适当数量的单控等。建筑内的楼梯间、走廊等公共通道, 照明器宜采用自熄开关控制系统, 使用者需要时才开启, 尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度, 以有利于照明的节能。对于建筑物电梯前室, 由于其对于保证人员疏散的重要意义, 所以此处只能采用翘板开关。对于天然采光不足、远离侧窗的区域内的电气照明, 宜采用光电控制的自动调光装置, 通过天然光的变化而自动地调节电器照明的强弱, 保证室内照明的稳定。室外照明宜采用光电自动开关或光电定时开关控制。
采用智能照明控制系统, 可以实现照明控制的智能化, 使照明系统工作在全自动状态, 系统将按预先设定的若干基本状态进行工作, 这些状态又会按预先设定的时间相互自动地切换, 从而使电能及灯具的有效利用率达到最高。以写字楼为例, 当一个工作日结束后, 系统将自动进入晚上的工作状态, 自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光, 同时系统的移动探测功能也将自动生效, 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。
4.选择合理的照明电器配件。各种电光源中均需要有电器配件, 镇流器是一个高能耗器件。《建筑照明设计标准》 (GB 50034-2004) 中对照明设计的镇流器选择原则作出了明确的规定:电子镇流器或节能型电感镇流器的能效优于普通电感镇流器, 电子镇流器对提高照明系统能效和质量有明显优势。自镇流荧光灯应采用电子镇流器, 直管型荧光灯应采用电子镇流器或节能型电感镇流器。公共建筑场所内的荧光灯宜采用带有无功率的灯具, 紧凑型荧光灯应选用电子镇流器, 气体放电灯宜采用电子触发器。
(四) 加强照明用电管理。照明用电日常管理对节约用电有着积极的作用, 应提高节电的自觉性, 对暂时不用的房间或其他场所, 如办公室、教室、仓库等要及时关断照明灯, 养成随手关灯的习惯, 杜绝室外昼夜常明灯, 如庭院灯、门灯、宣传广告灯等。室内如有足够的自然采光, 可以熄灭全部或部分照明灯。加强照明系统配电线路、设备和灯具的维护, 对绝缘强度达不到要求, 接头松动, 影响照明质量或有漏电的环节要及时修理, 对失灵、损坏的开关尤其是有问题的自动开关要及时更换或修理, 以免造成常明灯或开关不灵。灯具积尘尤其是透光罩或反光罩应及时清扫, 擦拭。对使用时间过长, 光效过低的灯具要及时更换新品, 根据使用寿命及时更换光源, 同时要加强照明环境的卫生管理工作。
四、结语
建筑照明节能领域的发展空间很大, 相关人员要充分考虑照明环境的需求, 在满足照明系统正常运行的前提下, 可从硬件设备、设计手段与技术和加强用电管理等方面着手, 积极采取有效措施, 创建一个适合节能的人居环境, 更好地实现人类与环境的可持续发展。
摘要：随着现代照明设计的发展, 公建、住宅除整体照明、局部照明外, 有的还设有装饰性照明或其他辅助性照明, 作为建筑能耗第二大项目的照明系统, 其节能问题已经成为建筑节能的重要组成部分。当前, 节能减排目标面临的形势较为严峻, 因此建筑照明节能对建筑节能、城市照明节能而言具有重大意义。本文在分析了建筑照明节能重要性基础上提出了综合应用节能设计与节能设备的策略来实现建筑照明节能的方法。
关键词：建筑照明,节能设备,照明设计
参考文献
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[2].曹学林.建筑照明节能设计分析[J].低压电器, 2008
[3].刘辉, 刘艳岭.关于住宅建筑电气工程节能的分析[J].河南科技, 2010
绿色建筑——电能管理与电气节能 篇10
1 供配电系统的节能措施
1) 合理选择变、配所位置, 使其尽量位于负荷中心, 选择正确的导线截面和线路的铺设路径, 最大限度降低配电线路的损耗。
2) 使用高效率、低能耗变压器, 使变压器的实际负荷与理论最佳负荷的差值最小, 控制项目的成本, 提高经济效益, 减少不必要的浪费。
3) 通过提高供电系统的功率因数和采取谐波治理措施, 有效地降低电力系统的无功损耗。
4) 选用符合国家规定的能效比标准和谐波电流现值的技术先进的、节能环保型电气产品。
2 控制电气照明能耗的方法
1) 在照明设计中, 严格执行相关国家规范中对于不同场所制定的不同照度和功率密度的要求, 做到不超标浪费。
2) 鉴于行业的发展, 在选择照明光源时, 多考虑高光效光源及附件, 做到既满足照明质量, 又节约能源。
3) 在满足规范要求的情况下, 尽量使用高光效灯具, 尽量少采用漫反射等效率低的灯具。
4) 避免灯具的安装高度过高而导致电能的无谓浪费。
5) 采用多种照明方式相配合的方式, 从而达到既满足照度要求, 又节约能源的目的。例如:在高处采用普通照明;局部需要高照度的地方, 采用局部照明。
6) 根据供配电的要求, 选择与供电需求相匹配的供电电缆, 从而减少电能在线路中的损耗。
7) 在设计主照明电源线路时, 采用负荷平衡的三项供电方式, 提高光源的工作效率。
8) 合理选择照明控制方式并设置具有光控、时控、人体感应等功能的智能照明控制装置, 科学而有效地控制灯具开启和关闭。
9) 充分合理地利用自然光等天然能源。
3 建筑设备的电气节能
1) 通过建筑设备监控系统的监视和控制, 达到空调和给排水等系统节能的目的。
2) 合理选择电动机, 有效地减少能耗。
3) 采用智能变配电控制系统, 使电气能耗得到有效地监视和控制。
4 计量与管理
1) 选用计量检定机构认可的用电计量装置, 并按要求选用不同准确度等级的计量仪表。
2) 对建筑冷热量和中央空调系统进行计量, 合理控制能耗。通过科学高效的管理, 使用分户、分类、分项的计量方式对用能系统中的各用户进行精确统计、实时监控及检测, 提高系统的时效性, 减少用能的浪费。电能管理系统拓扑图如图1所示。
电能管理需要区分用能种类, 对于不同的用能类别 ( (1) 动力用电、 (2) 照明与插座用电、 (3) 空调用电、 (4) 特殊用电) 进行分项计量, 分区域、分功能区计量。电能管理系统采用三层网络分布式结构, 由控制层、网络通讯层、现场层组成。
现场层的任务是采集和测量现场的各种配电系统的运行参数, 并与监控系统进行上述数据的传输。现场层末端配电箱数据的采集涉及到电力仪表的安装, 笔者建议采用导轨式安装的电力仪表, 这种仪表安装方便, 节省空间。另外这种电力仪表可以用户自主采购, 作为用户内部考核表, 不需要电业部门的许可, 该类电力仪表能测量所有的常用电力参数 (如 (1) 三相电压、 (2) 三相电流、 (3) 有功功率、 (4) 无功功率、 (5) 频率、 (6) 功率因数、 (7) 四象限电能、 (8) 开关量输入/输出状态等) 。通过LCD显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。具有高峰期、正常用电、低谷期电能分时付费率计量功能, 带RS485接口、MODBUS协议或DL/T645规约, 可组网。需注意的是, 此类仪表同时最大接入80A的三相电流, 超出此范围则需电流互感器采集, 精度为0.5级。如果在某些重要场合, 需要进行谐波监测, 可使用具备谐波测量功能的多功能表 (需包含一般的电参数以及最大需量、2~31次谐波电流、电压波峰系数、电压谐波分量、电话波形因子、电流波形系数K、正负零序分量分析、电流电压不平衡度等功能) 。
电力仪表通过和智能断路器的配合完成遥测、遥控功能。断路器控制的原理为:电动机的转动传递给机械传动机, 机械传动机将转动行程变为升降行程, 以实现断路器的分闸、合闸控制。当断路器为开状态时, 主电路处于闭合状态, 辅助触点动作并将仪表置位;当断路器为关状态时, 主电路处于断开状态, 辅助触点复位, 具备遥测和遥控功能。
中间层是现场层和主控层中间的一层, 它的主要目的是完成现场层设备和控制层计算机之间的网络连接、数据传输。一般带有2个400V的光电隔离和多个RS-485接口, 通过PCI方式连接到监控计算机主板之上。
主控层一般位于中控室或现场值班室, 由计算机、UPS、打印机、报警装置等构成。通过软件实现对整个配电系统的实时监控。
电能监控管理系统的目的是通过自动化控制以达到节能的目的。其通过专用的传输线路与现场设备进行连接, 实时采集相关数据, 然后进行分析、处理, 并以图形、报表的方式进行展现。系统管理人员能够通过此系统方便地掌握系统的运行情况及电能使用情况, 从而完成发现、纠正不正确的用电行为。此系统还能提供远程监控手段, 使得系统管理人员远程监控设备运行状态的改变及完成紧急故障的处理。
5 结束语
当今国家大力提倡绿色建筑概念, 其主要目的是减轻建筑对环境的负担, 节约能源。电能做为建筑运行的主要能源, 对其进行科学合理的设计、对电能合理的管理和利用, 才能节约电能, 为建筑工程的绿色建筑评价奠定基础。
摘要：绿色建筑指在建筑的全寿命周期内, 最大限度地节约资源 (节能、节地、节水、节材) , 保护环境和减少污染, 为人们提供健康、适用和高效的使用空间, 与自然和谐共生的建筑。绿色建筑代表一个概念或象征, 指建筑对环境无害, 能充分利用环境自然资源, 并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑。电能作为建筑运行必须的主要能源, 是绿色建筑的主要评价指标, 笔者将对电能的节能、管理方式进行总结分析。
关键词：绿色建筑,节约电能,电能管理
参考文献
[1]中国建筑东北设计研究院主编.民用建筑电气设计规范 (JGJ16-2008) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
电气照明与节能 篇11
经济的快速发展，使得人类对能源的需求加大，对各种能源的需求日益增加，有部分能源属于不可以再生能源，因而，能源也将步入能源紧缺时代。但是在目前能源如此紧缺的时候，我们依然能发现能源浪费现象比较严重。就建筑行业而言，我国的能源损耗的情况与发达国家相比是比较高的，此外，我国建筑方面的能源损耗相对于社会其他方面的能源损耗要高很多。建筑行业的发展也将使这一情况的不断的加剧。因此，建筑节能成为节能的重中之重，建筑电气节能也成为建筑电气安装中的一个焦点。
建筑电气安装中电气节能存在的问题
现代建筑电气安装中电气节能技术的运用已经比较的普遍，但是对电气节能的技术方面仍不够成熟，我国对建筑电气安装中电气节能技术依然存在着许多的问题。在建筑电气安装项目中，对电气负荷计算的不科学，对用电数据记录的不全面，导致在设计照明度和选择照明光源方面的不合理，使得变压器较大。我国目前建筑方面节能设计的规则与标准对电气节能的要求没有做全面的设计，没有考虑对室内的电器设备或照明工具的节能要求，照明情况没有达到节能的标准，对一些照明区域的开关没有设置光控或声控环节，导致部分电能的损耗。对风机或水泵等设备的启动和停止没有设计自动控制开关，只是设置了手动的控制开关。在电梯设置方面，对自动扶梯没有节能感应装置，而且电梯没有设置群体控制。
建筑电气安装实现电气节能的必要性
1. 实现建筑功能的要求
实现建筑功能主要是指建筑物中对照明的照度、颜色和显色性的要求，在建筑物的不同场地及不同的位置对照明的要求不同；为了满足适应性的空调设备的功效，对温度及其新风量要达到一定的设计要求[2]；对特殊功能的建筑物应该满足其所需的特殊要求，比如酒店餐饮场所、体育运动场或医院建筑，对电气工艺的照明和使用电量的要求。
2. 实现经济效益要求
在进行节能建设过程中，要与国情相结合，综合考虑实际的经济效益，不能为了追求节能而节能进行大量的投资，提高了节能运行的经济成本[3]。在节能设计中要对节能设备和材料进行比较分析，选择适合的材料，从而达到节能方面的经济效益，能够实现在较短的时间内对节能的运行投资进行回笼。
3. 降低能源的无谓损耗
节能的关键点在于节约不必要的能源消耗。在节能设计时，必须找出与建筑物的使用功能毫无关系的能源损耗，并采用何种措施实现节能目标。在实际工作中发现，电能在传输的过程中电能在线路上的消耗，变压器功率上对电能的消耗，这些都是没有必要的能量消耗。对一些场所所需的照明容量的面积大、使用量比较广，为降低能源的消耗，最好使用科学的调光技术或照明控制技术。
建筑电气安装中电气节能对策
1. 照明系统的节能
在建筑电气安装中，实现照明的节能就要求选用比较高的节能型的照明工具，其中最主要的是以直接照射型的照明工具，一般不要选择使用白炽灯。照明节能的设计最好与建筑物本身对照明的要求情况相结合，不同的建筑物采用不同的设计，对某些位置可以安装电子镇流器或者节能电感镇流器，开关可以多安装一些，提高照明控制的方便和灵活。大面积的建筑的照明可以实施分块分区控制的方式，提高照明控制的灵活性。
2. 供电系统的节能运用
在建筑电气安装中，供电系统的选择对电气的节能有重要意义。供电系统的选择要综合考虑多方面因素，如电力的供应距离、用电设备的特征以及用电量负荷的程度和属性等。选用适合的供电电压，在同一个供电系统下，注意不要高于两级的点级数。交配电所应该设置在负荷中心，从而使配电半径线路变短，末端的电压变小。配电所较多的应该保持联络，这有利于依据负荷的情况对电压器的进行灵活切换，达到能源损耗的降低。不同种类的电压器有不同的性能，变压器的选择是否合理影响电能的运行效率和能源消耗情况，所以，在建筑电气安装中，变压器需要选择技术优良的，能够对负荷进行合理的调控，从而提高建筑电气安装的经济效益。
3. 对其他电气设备的合理使用
建筑电气安装的结构比较复杂，需要与其他的专业相协调，如排水、暖通专业，为实现建筑电气安装中的节能目标，可以科学的使用水泵、电动机或变频调速风机等各类电气节能器材。变频风机的工作运行是运用变频的手法对空调箱的送风量进行调控，使室内的负荷情况合理。这不仅满足了空调的用电负荷，而且节省了变频风机的电能消耗，这类措施对商场的空调系统效果突出。
4. 非节能型建筑物的取暖
建筑电气安装中的取暖问题同样是电气节能的重要内容，尤其是在我国寒冷的北方地区。在建筑电气安装的电气设计时，注意非节能的电采暖技术的使用。非节能型的电气设备不但容易引起大量的用电，而且房间的取暖效果达不到。住户要求安装电取暖设备，应该选择蓄热型的电取暖设施，充分使用太阳能等可再生的资源。我国拥有丰富的太阳能资源，太阳的辐射量比较高，范围比较广，这可以给建筑电气安装中的电气节能提供能源条件。
结 语
建筑电气安装中的电气节能的发展潜能很大，可以在电气安装过程中分析各类措施发挥其潜能，达到电气节能的效果。在节能设备的选取上要综合考虑多方面的因素，如电气设备 工作原理，使用的效果及性能的高低。对各类节能设备从经济与技术的角度进行比较后，再选取适合的节能设备，从而真正的实现电气节能的目标。
浅谈建筑电耗与照明节能潜力 篇12
建筑能耗已成为一个国家总能耗的重要组成部分, 发达国家的建筑能耗占其总能耗的30-40%, 我国建筑能耗约占全国总能耗的1/4, 上海市建筑能耗为全市总能耗的25.4%。就建筑运行能耗而言, 电力消耗已成为建筑物的主要能耗, 根据我们对上海市公共建筑的调研和统计表明, 高级商场、办公楼和宾馆, 每m2面积的电力装机密量均在50瓦以上, 而从各种公共建筑能耗比例分析来看, 上海属于夏热冬冷地区, 公共建筑的运行能耗以空调能耗为主, 但电气照明与动力能耗也相当高, 尤其是高级商场与办公楼二者占总能耗的50%以上, 因此, 应该重视照明和电梯动力的节能工作。
2 建筑照明现状与节能潜力
2.1 我国建筑照明现状随着建设事业的迅速发展, 我国电力发展很快。
1996年全国发电息量已达到10813亿k W h, 但是电力供应不足和效率低下的状况依然比较严峻, 而且今后相当长时间内这种状况将继续存在。据估计, 我国年照明用电量占总发电量的10%左右, 而且以低效照明为主, 节能潜力很大。改革开放以来, 我国照明工业有了很大的发展, 已成为世界照明灯具的生产大国, 据1995年统计, 照明电器年产值在100万元以上的企业约5000家。电光源产品有60多个门类3500多个品种, 灯具产品有30多个门类5000多个品种;
1996年电光源年产量已达到55亿只, 其中白炽灯28亿只, 占照明光源产量的51%, 荧光灯4.1亿只 (含紧凑荧光灯1亿只) , 仅占照明光源产量的75%, 荧光灯与白炽灯的比例为1:7。在1亿只紧凑型荧光灯中, 细管径节能荧光灯仅1000万只。在高强度气体放电灯中, 低效高压汞灯约2000万只, 而可替代高压汞灯的高压钠灯仅300万只, 金属卤化物灯只有100万只, 说明在我国照明电光源中, 节能灯仅占很小的份额, 今后应该大力发展节能灯具, 杜绝照明中的浪费能源现象。改革开放以来, 上海的城市建设迅速发展, 新建建筑不断崛起, 能源消耗量遂年上升, 照明用电水平也逐年提高, 目前全市拥有的发电机组容量仅为640万kw, 近几年虽有120万k W机组投入运行, 但仍远远未能满足日益增长的用电负荷和电量的需要, 预计到2000年全市照明用电量将达到70亿kw h, 如不采取照明节电措施, 势必会造成相当大的用电缺口, 因此, 建筑照明节能势在必行。
2.2 建筑照明节能潜力分析建筑照明节能潜力主要包括电光源
张莉
潜力、镇流电器和传感监控器潜力、灯具潜力以及运行管理潜力等。
3 绿色照明工程
3.1 国际绿色照明为了提高光效、降低能耗和改善环境, 美国环保署于1991年首先提出了“绿色照明设计”, 其具体目标是:
推广使用效率高、寿命长、安全和性能稳定的电光源、照明电器配件以及调光控制件组成的照明系统, 节约照明用电, 减少发电对环境的污染, 提高人们的工作效率和生活质量。为此美国先后提出了照明改造内容, 制订了联邦节能法规和建筑节能标准等。日本和欧洲等工业发达国家也相继出台了各自的绿色照明规划。根据国际照明委员会 (C IE) TC 7-03技术委员会的报告, 推广绿色照明工程以来, 欧美16个发达国家的照明电耗变化情况如下:
*平均照明用电占总用电的比例 (%) :1960年13.0, 1975年13.8, 2000年11.0;
*平均照明能量效率 (lm/w) 进步:1960年26, 1980年48, 2000年65;
*人均用电总量 (k W h) :1960年2000, 2000年10000;
*人均照明用电量 (k W h) :1960年264, 2000年1200;
可以看出, 由于推广“绿色照明计划”, 使得平均照明能效有了明显提高, 节能效率显著, 生活质量得到很大改善。
3.2 我国绿色照明计划我国从1993年开始启动“绿色照明工