談民用建筑電氣工程照明設(shè)計(jì)
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摘要：目前，民用建筑電氣工程中照明設(shè)計(jì)的有效性、科學(xué)性與合理性對(duì)建筑物使用性能極其重要。只有以相關(guān)規(guī)范要求為依據(jù)，將照明設(shè)計(jì)各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)落到實(shí)處，才能夠真正對(duì)民用建筑電氣工程照明設(shè)計(jì)起到高效作用。基于目前民用建筑照明設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，分析其設(shè)計(jì)內(nèi)容與節(jié)能設(shè)施，希望為建筑企業(yè)提供一定參考。
關(guān)鍵詞：民用建筑；電氣工程；照明設(shè)計(jì)；節(jié)能
引言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，人民物質(zhì)生活水平不斷提高，對(duì)于民用建筑提出的要求逐漸升高。目前，民用建筑使用功能的復(fù)雜程度逐漸增加，民用建筑過程能耗問題逐漸嚴(yán)重。為有效解決這些問題，在民用建筑電氣工程設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮節(jié)能設(shè)施的應(yīng)用。以“綠色設(shè)計(jì)”為基本指導(dǎo)理念，選擇科學(xué)的節(jié)能型照明產(chǎn)品，改革高耗能低效率的照明設(shè)備。以科學(xué)合理的管理措施，應(yīng)用綠色照明設(shè)備，利用天然光能，使用高效低耗能的照明設(shè)施，構(gòu)建安全、舒適的光環(huán)境，進(jìn)一步提升人們生活工作質(zhì)量。
1民用建筑電氣工程照明設(shè)計(jì)基本原則分析
（1）節(jié)能性原則。應(yīng)充分考慮應(yīng)用一定措施降低或消除和建筑物功能不相關(guān)的能源消耗。例如，電氣照明設(shè)施自身電能的消耗，電傳輸線路的能源消耗等。這些能源的消耗原則應(yīng)在節(jié)能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行。（2）實(shí)際性原則。在照明設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮照明設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，科學(xué)選擇節(jié)能照明設(shè)施與材料，讓節(jié)能相關(guān)項(xiàng)目在短時(shí)間內(nèi)能夠減少成本并有效獲取運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。（3）適用性原則。適用性原則是指在以滿足建筑物所需要的能源基礎(chǔ)上，為民用建筑設(shè)施運(yùn)營(yíng)提供一定必須的動(dòng)力。根據(jù)建筑物用電設(shè)施電能質(zhì)量、供電可靠性和負(fù)荷容量，科學(xué)合理地應(yīng)用電能能源。
2民用建筑電氣工程照明設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
2.1選擇合理的照明光源
照明光源選擇過程的合理性對(duì)整個(gè)民用建筑電氣照明設(shè)計(jì)起著十分重要的影響。照明設(shè)備實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)仔細(xì)考察照明施工現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)照明實(shí)際需求科學(xué)合理地選擇照明光源，主要內(nèi)容如下。（1）室內(nèi)照明光源。在民用建筑室內(nèi)大多照明設(shè)計(jì)方案中都采取一些氣體光源或是白熾燈。由于部分民用建筑對(duì)電磁波的干擾存在一定要求，在這種情況下就不能應(yīng)用氣體光源進(jìn)行照明設(shè)計(jì)。（2）振動(dòng)場(chǎng)所的光源設(shè)計(jì)。在振動(dòng)強(qiáng)烈的場(chǎng)所中比較適合高壓汞燈照明。除此之外，在照明光源選擇中也可以應(yīng)用高壓鈉燈，其較適合建筑物高的場(chǎng)所或大范圍的照明使用。（3）照明設(shè)計(jì)的顯色效果。熒光燈顯色性較高，適合高要求場(chǎng)所的照明。部分建筑場(chǎng)所對(duì)顯色具有較高標(biāo)準(zhǔn)，通過一類照明光源無法起到很好照明效果，這時(shí)能夠同時(shí)利用多種光源對(duì)其進(jìn)行調(diào)和，有效解決此類問題，進(jìn)一步提升顯色效果。
2.2照明方式與照度的選擇
照度的選擇是民用建筑照明設(shè)計(jì)中極為重要的問題。照度過低會(huì)一定程度損壞工作人員的視力，不科學(xué)的照度會(huì)浪費(fèi)較多電力資源。因此，照度的選擇應(yīng)充分考慮視覺因素。在滿足照度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，為節(jié)約電力資源，需要合理選擇混合照明、局部照明和全部照明等3種方式。在光源無法滿足顯色要求時(shí)，應(yīng)選擇兩種以上的混合照明光源應(yīng)用方式，既能夠提高光效，還可以改善顯色性。在需要降低工作區(qū)反射玄光并加強(qiáng)某個(gè)方向光照用來增加質(zhì)感過程中，大多采用局部照明方式和一般照明混合照明方式。對(duì)于正常照明，其民用建筑功能與生產(chǎn)流程需求不同，對(duì)于照度要求也不相同，故照明方式也不同。
2.3照度計(jì)算分析
照度計(jì)算在民用建筑照明設(shè)計(jì)中是不可缺少的關(guān)鍵建筑環(huán)節(jié)。照度計(jì)算任務(wù)需要根據(jù)其照度值與其他條件，明確照明裝置的布置、類型、照明燈具污染和反射條件等。最后準(zhǔn)確計(jì)算光源的數(shù)量與容量，或者在明確照明裝置光源容量布置與類型情況下，明確某部分的照度值。民用建筑室內(nèi)照度計(jì)算過程往往運(yùn)用逐點(diǎn)法和光通法。逐點(diǎn)法也稱為平方反比法，適合于應(yīng)用直射光的場(chǎng)所。光通法也稱為利用系數(shù)法，適合于反射條件較好的場(chǎng)所。逐點(diǎn)法常用于校驗(yàn)?zāi)滁c(diǎn)照度，光通法常用于計(jì)算某個(gè)面地平均照度。
3民用建筑電氣工程照明設(shè)計(jì)中節(jié)能方式分析
與傳統(tǒng)電器相比，節(jié)能型照明電器具有環(huán)保、驅(qū)動(dòng)電壓低、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，其安全性高、使用壽命較長(zhǎng)并且運(yùn)行速度快。在選擇照明設(shè)備過程中，應(yīng)充分了解照明的相關(guān)知識(shí)，充分研究國(guó)內(nèi)外照明技術(shù)。通過比較、篩選等手段選擇高壽命、高效率以及穩(wěn)定性強(qiáng)的照明電器，進(jìn)而改善照明燈的條件與質(zhì)量。
3.1充分利用自然光源
充分利用自然光源是照明節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要方式。天然光源取之不盡、用之不竭。合理運(yùn)用天然光進(jìn)行建筑物的照明，節(jié)約用電照明，已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外照明設(shè)計(jì)工作人員與建筑人員的極度重視。合理應(yīng)用自然光源主要從以下3個(gè)方面著手。（1）積極應(yīng)用自動(dòng)調(diào)光設(shè)施。自動(dòng)調(diào)光設(shè)施能夠跟隨自然光源的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)人工照明能源，盡量保證照明工作保持恒定照度。這樣不僅可以大大改善照明質(zhì)量，還能夠有效控制節(jié)能開關(guān)。（2）科學(xué)運(yùn)用熱反射貼膜。熱反射貼膜基本能夠透過85%的可見光，還能返回太陽光中紅外熱輻射。這樣建筑物能夠在合理加強(qiáng)窗墻比前提下，既能充分應(yīng)用自然光源，還可以防止房間過熱造成空調(diào)負(fù)荷的持續(xù)增高。（3）適當(dāng)選擇自然光光導(dǎo)照明體系。這種照明體系通常由漫射裝置、光導(dǎo)管和采光裝置等3部分構(gòu)成。利用室外采光裝置搜集室外自然光線并把它導(dǎo)入體系內(nèi)部，經(jīng)過特殊管道傳輸后，在體系另一端裝置將自然光線發(fā)散到需要照明的場(chǎng)所。一般來說，利用自然光源能夠節(jié)約用電15%～75%。例如，大型建筑物房頂比較寬闊，可以在上面安裝太陽能蓄熱板，供應(yīng)建筑物內(nèi)部用電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。廣東某公司4號(hào)車間處于我國(guó)南部地區(qū)，熱量非常充足，可以利用太陽能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷三位一體節(jié)能。假如該車間的總面積為40000m2，房屋的建筑材料為鋼結(jié)構(gòu)，高度約為7～11m。為實(shí)現(xiàn)利用太陽能產(chǎn)電的目的，最合理的方式是在廠房屋頂建造太陽能晶體蓄熱板，將其收集的熱量通過管道運(yùn)送到發(fā)電車間內(nèi)。太陽能晶體蓄熱板應(yīng)調(diào)整為導(dǎo)向型翻板，讓其能夠進(jìn)行角度轉(zhuǎn)換，以便更充分地收集太陽能資源。
3.2降低電能在運(yùn)輸線路的損耗
變壓器在大型工廠和輸變電行業(yè)是耗電大戶，國(guó)家電網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，變壓器在我國(guó)工廠生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生巨大能耗，其數(shù)值在總發(fā)電量中占據(jù)的比重較大，約為11%。在電氣設(shè)備中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，如果首先改造工廠變壓器，降低其能耗，能夠節(jié)約大量電資源，對(duì)企業(yè)與國(guó)家都有一定積極意義。在2016年全球電力報(bào)告中，我國(guó)電力的再生能源總量達(dá)到20.05%，這表明我國(guó)的節(jié)能技術(shù)在未來發(fā)展中具有較大進(jìn)步空間。例如，ABBi-bus現(xiàn)代化節(jié)能系統(tǒng)為建筑節(jié)能系統(tǒng)提供一條低成本、高效率的節(jié)能途徑，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)中央控制、電力門窗控制、溫度控制、燈光控制等節(jié)能控制。現(xiàn)代住宅建筑安裝此類先進(jìn)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)居民工作情況、自然光現(xiàn)象、活動(dòng)規(guī)律，合理規(guī)劃室內(nèi)環(huán)境，最大限度節(jié)約能源、減少能耗、保護(hù)資源，最終為住宅開發(fā)商、建設(shè)者及用戶帶來較高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。使用ABBi-bus智能建筑控制系統(tǒng)，能夠?qū)㈦姎饪刂仆悄芙ㄖ械目照{(diào)環(huán)境、建筑環(huán)境等形成監(jiān)控系統(tǒng)，充分考慮人類的各種生活環(huán)境因素，實(shí)現(xiàn)住宅建筑的智能化、安全性，以及現(xiàn)代化住宅的綠色、環(huán)保和節(jié)能的建筑目標(biāo)。建筑行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)主體地位，若自身可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、供、銷一體的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠給予國(guó)家能源部門最大程度地支持。在建筑物用電過程中，若工廠發(fā)電可以引進(jìn)并熟練應(yīng)用再生能源，能夠?qū)χ苓吿峁╇娏Σ⒗门涮讓?shí)施供電，會(huì)降低建筑企業(yè)的總體運(yùn)行成本并獲取較高經(jīng)濟(jì)效益。
3.3選擇科學(xué)的照明配電系統(tǒng)
合理分配照明配電系統(tǒng)，降低線路損耗。例如，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮配電間、配電室合理位置，既能夠減少線路長(zhǎng)度，還可以滿足供電半徑。（1）布線過程應(yīng)盡可能走直線，少走彎路，以縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度。（2）低壓線路盡量不走或者少走回頭線路，降低同線路電能損耗。（3）電路變壓器應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心，以縮短供電之間距離。（4）建筑過程中，低壓配電室需要靠近豎井。而且低壓配電室分配給每個(gè)豎井線，也盡可能通過線路向前輸送，避免線路返送。深入分析供配電系統(tǒng)組成及技術(shù)，選取科學(xué)的供配電方案。與空調(diào)相關(guān)的季節(jié)性負(fù)荷應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的變壓器，由同一臺(tái)變壓器承擔(dān)不同時(shí)期或季節(jié)使用的電能負(fù)荷，可以減少變壓器容量。利用季節(jié)性負(fù)荷性電路，讓所有電路共同承擔(dān)干線負(fù)荷，同時(shí)起到降低電阻并縮短線路的作用，在此基礎(chǔ)上讓其能夠利用干線截面輸送小電路，進(jìn)而降低線路損耗。準(zhǔn)確比較、計(jì)算變壓器的數(shù)量和容量。充分考慮變壓器投資，選擇適合其運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)載率，可以在70%～80%選擇。
4結(jié)束語
綜上所述，民用建筑過程照明設(shè)計(jì)的高效性、科學(xué)性與合理性，對(duì)于民用建筑物性能極其重要。民用照明設(shè)計(jì)在建筑中應(yīng)樹立環(huán)保節(jié)能意識(shí)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供力量支持。為此，建筑企業(yè)應(yīng)多角度探究節(jié)能技術(shù)，大力提高電氣設(shè)備的使用效果。應(yīng)用照明設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能理念幫助民用建筑企業(yè)自身達(dá)到利益最大化，從而獲得較高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，最終走上可持續(xù)發(fā)展道路。
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作者：肖中南 單位：中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司