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摘 要:社會經濟的飛速發展提升了人們的生活水平,但與此同時,也產生了一系列的問題,如能源過度消耗。為了滿足社會發展的需要,能源消耗的規模越發擴大,由此產生了較為嚴重的能源危機,節約能源迫在眉睫。這其中,建筑物消耗的能源量尤為巨大,特別是電氣照明的能耗,占據較大的比重,這也意味著對建筑電氣照明線路進行節能設計具備一定的可行性。
關鍵詞:建筑照明;電氣照明線路;節能設計
0引言
社會的飛速發展需要大量能源的支持,但是,發展需求的無限與能源的有限之間存在著矛盾,能源危機不斷迫近,人們也逐漸意識到節約能源的重要性。建筑工程本身規模較大,其中的電氣照明線路所消耗掉的電能資源規模尤其大,對電氣照明線路進行節能設計能夠有效減少能源的浪費。
1建筑電氣照明線路節能設計的原則
1.1綠色環保原則
現階段,我國正在大力推行建設生態中國的理念,其具體含義就是各項生產建設活動和日常生活都應當體現“綠色化”,并朝著這個方向不斷發展。在建筑電氣照明線路中實現節能的關鍵就是實現照明能源利用率的提升,與此同時,還要與人們對建筑內部照明效果的需求相匹配,最大限度地降低能源消耗。綠色環保原則是建筑電氣照明線路進行節能設計需要遵守的重要原則,需要從多個方面實現綠色環保的目標,提升節能減排的效果。例如,一些建筑由于其功能的特殊性,需要大量的照明設備,在這種情況下,就可以使用能耗較低的先進設備。
1.2因地制宜原則
建筑電氣照明線路節能設計還應當遵守因地制宜的原則,要以建筑物所處的地區、特點及功能等作為依據,對其電氣照明線路進行有針對性的設計。具體而言,我國南北跨度較大,南方地區和北方地區在氣候和地形方面存在很大的不同,由此導致兩個地區的建筑也存在一定的差異,針對不同地區的不同需求,電氣照明節能設計也要進行相應的調整。節能設計還要考慮不同建筑結構的差異,采用科學合理的節能設計方法。當我國進入冬半年之后,北方地區相比于南方地區,白晝更短、黑夜更長,因此,北方地區建筑對于電氣照明的需求量更大,需要照明的時間也更長。基于此,在對北方地區的建筑進行節能設計時,就需要注意,選用的節能設備既要做到能源消耗量較少,也要做到使用時間較長[1]。
1.3經濟性原則
節能設計應當兼顧經濟效益,避免出現為追求良好的節能效果而肆意投資的情況。現階段,市場上的照明節能設備多種多樣,這些設備的價格會由于其本身的美觀度、節能效果及照明效果等因素的不同而存在差異。在選擇照明設備時,應當遵從經濟性原則,在滿足人們實際使用需求的前提下,提升節能效果與經濟效益。為此,在進行節能設計時,工作人員應深入市場,全面掌握照明設備的具體價格,再根據實際情況選擇設備,從而降低成本。
1.4減少不必要的能量損耗的原則
在對建筑電氣照明線路進行節能設計的過程中,工作人員應當找出與建筑物本身功能關聯不強的能量消耗,并針對其進行適當調整,采取相應的措施降低能量的消耗。例如,變壓器的功率損耗和電能傳輸線路的有功損耗,歸根結底都是無用的能量消耗,要對這些消耗進行調整,從而達成節能的目的。再如,一些建筑物需要應用大面積的照明設備,為了減少能量損耗,可以在其照明系統中應用智能的控制技術或調光技術,從而降低能量損耗。
1.5建筑功能完善性原則
不同的建筑物,功能不同,其本身的電氣照明需求也不同。例如,重娛樂功能的建筑物(KTV、酒吧或電玩城等),通常需要大量耀眼的燈光,并且光照強度大多很高;而居民住宅建筑物對于電氣照明的需求則是偏柔和的燈光,并且光照強度偏低。由此可見,針對不同功能的建筑物,電氣照明線路節能設計的具體要求也要隨之變化。基于此,負責節能設計的工作人員在開展工作的過程中,首先要對建筑的具體功能有一個詳細的了解,以此為依據對電氣照明線路展開設計,從而使建筑照明設計更好地與建筑物的功能相匹配。這樣,就可以在很大程度上防止出現由于電氣照明系統與建筑物實際功能不匹配而導致需要反復更換建筑內照明設備的現象[2]。
2建筑電氣照明線路節能設計的具體措施
2.1確定合理的照明設計方案
在實際進行建筑電氣照明線路節能設計方案設計時,需要考慮多方面的因素。(1)實際節能效果是節能設計工作開展的重點,而不應將側重點都放在照明燈具是否美觀和燈具的形式上。(2)節能設計工作應遵循國家出具的相關規范規定在合理范圍內展開。通常來說,室內墻面的顏色越淺,照明的效果就越好,因此,為了達到良好的節能效果,還可以從墻面顏色的角度入手。(3)部分特殊場合對照明條件(如燈光的顏色)有著特殊的要求,在節能設計的過程中,應當既滿足節能的需求,也滿足該場所對照明效果的需求,此種情況下可使用兩種或兩種以上的大型光源組成的混合照明方式。四種常見的混合照明光源的特性如表1所示。
2.2充分利用自然光源
開源節流是建筑電氣照明線路進行節能設計時需要重視的內容,充分利用自然光源就是一種十分有效的“開源”方式。自然光源就是太陽光源,太陽能源也是一種適用范圍較廣的能源。在如今先進建筑節能理念的影響下,人們也逐步意識到在建筑領域中應用可再生能源的重要性,并且其應用的范圍也越來越廣。在建筑電氣照明線路的節能設計中,為了最大限度地使用自然太陽能光源,可以在建筑中應用大量的人造膜、棱鏡、光纖維及大面積的玻璃等,還可以在室內安裝若干個反射鏡面,室內墻面和地面的設計也可以應用一些反射能力較強的建筑材料。此外,擴大玻璃幕墻面積并加大玻璃材質的透光度,也能夠更好地吸納自然光源。建筑內部還可以借助導光系統,將外部的自然光線導入建筑物內部,并通過具備自動控制能力的幕簾對導入光線的強弱程度進行調整,從而實現對自然光源的充分利用。借助自然光源,可以在很大程度上降低使用電氣照明的頻率,從而實現節約能源的目標[3]。現階段,許多建筑在節能減排設計中都從充分利用自然光源入手,以達到節能的目的,坐落于浙江省浙北部的桐鄉國際新能源市場光熱館就是一個十分典型的利用自然光源的案例。如圖1所示,該建筑整體外觀與貝殼相似,整體采光率達到90%,能夠具備如此高的采光率,一方面與其所處地區的氣象因素有關,另一方面,是因為該建筑物本身的透明度達到了75%。桐鄉國際新能源市場光熱館內部的所有透光面板采用的都是采光集熱板,其屋頂部分20000多平方米的面積上安裝了15000塊自動化光纖跟蹤太陽能面板。此外,該建筑還安裝了風力發電補充系統,從而實現了整個建筑供暖供電的一體化。這樣的條件促使該建筑有著良好的節能減排效果,其每年大約可以減少1×106kW•h的電能消耗,還可以減少600t的二氧化碳排放量。由此可見,充分利用自然光源能夠達到非常有效的節能效果。
2.3減少照明線路的損失
據統計結果顯示,建筑電氣照明線路本身損耗的電能在輸入電能中占4%的比重,因此,在進行節能設計時也要充分考慮照明線路的選擇是否合理。具體而言,建筑內部的供電方式要盡可能選擇三相四線制方式,與此同時,為了降低電壓損失和消耗,并實現照明燈具發光效率的提升,還要注重保持三相照明負荷的對稱。在使用一些節約能源型及容量較大的變壓器時,為了有效減少變壓器的損耗,要盡可能減少照明線路中變壓器的數量。照明線路材質的選擇也要科學合理,安裝在潮濕地區或安裝在室外及末端的配電線路更適合使用銅芯導線,而安裝在室內的照明線路其材質可以選擇鋁芯或覆銅鋁芯的母線和電纜,以減少供電線路消耗的電能。電纜宜選擇截面面積相對較大且電阻相對較小的,并盡量縮短電纜的長度。
2.4科學設置照度值
在確定建筑物內部照度時,一方面,應當與有關規定提出的要求相匹配,保證照度處在合理范圍內;另一方面,還要與建筑物的實際照明需求相符合,結合實際的工程經驗,最終完成建筑物內部照度的確定。照明方式的選擇是否合理直接決定建筑物實際照明效果是否良好。在進行節能設計時,建筑物照明方式的選擇應當根據建筑物具體的照明需求來確定,照明方式的合理化能夠為降低能源消耗創造良好的條件。照度值的設置要科學、合理,照度值設置得過高,會產生過量的電能消耗,從而與節能的初衷相違背,自然也就無法達到節能環保的要求;照度值設置得過低,人們在建筑內部難以擁有一個良好的體驗,還會在一定程度上損害視力,降低人們的生活品質。因此,在設計照度值時必須與實際使用情況相結合。許多建筑物在實際使用過程中,只在某一階段或者某個時間節點需要較高的光照強度,大多數時間并不需要將亮度保持在一個很高的水準,針對這種情況,在實際使用中可以通過一種高低搭配的照明方式,來滿足建筑物的照明需求。所謂高低搭配,就是指在建筑物需要高強度燈光亮度時,可以開啟高亮度的照明設備,當建筑物不需要高亮度時,就可以使用低亮度照明,這種做法能夠取得良好的節能效果。若建筑物內部某些區域的照度值過低,還可以通過在該區域加裝照明燈具的形式實現照度值的提升,這種做法并不會對整體的能源消耗帶來較大的影響。另外,在節能設計中,電氣照明系統整體的用電效率也是一項重要內容。實現照度值的科學設計不僅能夠實現良好的照明效果,還能夠有效減少電氣照明產生的電能損耗,最終達成提升建筑照明系統整體用電效率的目標[4]。
2.5建立智能控制系統
對建筑電氣照明線路進行節能設計還可以從對照明設備進行智能控制這方面入手。要想實現對照明設備的智能化控制,就要利用科學的照明設備控制手段,包括聲音控制開關、調光控制、集中化控制、分區域控制等。建筑物選擇智能控制手段時需要與實際使用需求相結合,一方面要保證實際使用過程中易于操作,另一方面還要與節能環保的要求相契合。建筑電氣照明線路設計工作人員在展開設計之前,首先要系統了解建筑物內部整體照明系統消耗的電能總量,并對其進行分析和研究,以此為依據,判定建筑物內部不同區域的具體照明需求,在此基礎上完成電氣照明系統的節能設計。如此,建筑物內部各個區域的照明系統都能夠實現較好的節能效果。并且,這種方法還能夠有效減少投入這項工作中的成本,從而提升建筑整體的經濟效益。此外,在應用智能化控制手段時,要避免對照明系統的照明功能產生破壞,要使人們在建筑物內部能夠有良好的照明體驗。
3結束語
綜上所述,我國雖然擁有豐富的能源,但同時也是一個能源消費大國,能源危機日益逼近。為了改善這種局面,國家正在大力推行節能減排理念。基于這樣的背景,對建筑電氣照明線路進行節能設計能夠發揮很大的作用,這項工作的開展一方面與當今我國建設資源節約型社會的理念相契合的,符合節能減排的要求,另一方面還可以切實降低能源的消耗量。在具體的設計過程中,應當注重與建筑物的實際需求相結合,應用合理的設計措施。
作者:阮偉航 單位:廣東省人民醫院