时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针，那么节约电能就成为每位电气设计人员必须认真考虑的问题。本文探讨了照明节能光源的选择。
关键词：照明 光源 节能
前言
近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。《民用建筑节能设计标准》的施行及2005年7月1日实施的《公共建筑节能设计标准》为建筑节能设计提供了依据。1996年颁布了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》，2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，这些规范的颁布，也反应了我国建筑节能的发展轨迹：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因，这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内，各地也未发布政府令加以强调，所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内，对于建筑设计单位，建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期!
1 照明系统节能设计应遵循的原则
1.1在满足用户需求的前提下,尽量减少能源损失，根据建筑物的用途不同,对照明的需求也不相同。以工厂车间和居民住宅楼为例,二者在照度、色温、显色指数的需求上都存在着较大差别。一味地强调节能节电显然是不正确的。如何满足用户需求,保证照明系统的安全可靠,是我们设计人员首先应考虑的问题。照明节能的基本原则是在保证视觉要求、照明质量的前提下,力求减少照明系统中的光能损失,提高照明用电的利用率。
1.2充分考虑经济效益。节能设计应充分考虑经济效益,衡量投资与收益的关系。如果过分强调节能,为购买节能设备花费大量资金,那么,用户就很难在短期内回收成本,无法获得收益,这是有悖于节能设计初衷的。为避免这种现象的发生,在设计期间,我们应对各设计方案的经济效益进行反复比对。在照明效果相同或相近的情况下,从年照明费用、年维护费及年电费3个方面进行综合比较,挑选出经济效益最好的设计方案。
2建筑照明节能光源的选择
照明节能设计是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能。《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)，对照明节能提出了严格要求，文中确定了不同场所相应的照明功率密度值，还列出了现行值和目标值。那么如何选择节能的光源成为了照明节能设计的重中之重，本文将对几种常见光源进行介绍。
2.1照明光源的选择
目前市场上最流行的光源是直管荧光灯，本文将以此为基础对几种光源进行对比。直管荧光灯系列从节能角度出发的几种代表光源有：T8三基色荧光灯(光效超T5，所以本文不再将T5列入讨论范畴)、HF高频预热阴极荧光灯以及LED灯管。
2.1.1光源的原理
荧光灯是一种低气压的汞蒸汽放电灯，灯管内封入汞粒和惰性气体，管壁涂有荧光粉，灯管两端有三螺旋灯丝，上面涂有电子放电物质。点灯时，灯丝被加热向灯管内释放电子，电子在电场的作用下向另一端运动，途中与汞原子相撞，产生不可见的紫外线(253.7n m)，紫外线照射到管壁的荧光物质上形成可见光。所谓三基色灯管,是通过绿系的光提高灯的效率，再加上蓝系和红色的光，并对三种色光适当进行平衡，从而成功地得到了高光效和高显色性。
HF高频预热阴极荧光灯是将T8(26mm)32W荧光光源通过高频专用45W电子镇流器，实现相当于45W输出功率的高光效稳定输出的光源。
LED发光原理是将晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。
2.1.2白光的形成
白光是照明中最自然、最重要的光色。白光的形成也是丰富多彩：
太阳光：由七彩综合形成。
荧光灯管：通过绿系的光提高灯的效率，再加上蓝系和红色的光，并对三种色光适当进行平衡。
LED灯管：GaN芯片发蓝光(λp=465nm，Wd=30nm)，高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。
2.1.3LED灯管与三基色直管优缺点对比
#p#分页标题#e#
LED
荧光灯
优缺点
说明
优缺点
说明
1#p#分页标题#e#
环保
不含汞
含镓、砷等
汞ROUS指令5mg
比传统产品的低50%以上
2
寿命
芯片30000小时 ，但驱动电源说明一般1~2年，一般内置#p#分页标题#e#
成熟产品，易耗品光源外置
3
显色性
70左右
显色性85以上的光效低很少采用
三基色在85以上
色彩真实
#p#分页标题#e#5
光效
实验室数据，实际可用芯片在80LM/W
45W可达104LM/W
6
灯具效率
不依靠灯具反射#p#分页标题#e#
120~140度角
利用灯具反射增加改变配光曲线
7
有重影
无重影
2.1.4几种节能光源的性能对比
2.2光源的选择
照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度值(LPD)等。电气照明设计时，应满足标准规定的照度标准和能效指标。光源的选择应从节能角度考虑，贯彻按实际需求来选择照度标准的高低，不应追求或攀比高照度水平。#p#分页标题#e#
T8三基色荧光灯适用范围较广，如办公场所、层高不高及照度不高的厂房等。
HF高频预热阴极荧光灯更适用于照度高(大于400lx)或者层高较高的场所。
LED灯管适用于替代公共区域的灯泡，卤素灯杯及部分筒灯;对于地铁、车站、停车场等需要长时间点灯的公共设施原采用普通光源的进行降低照度、节能替换;室外景观亮化照明。
3结束语
建筑电气照明系统能耗是总建筑能耗的重要组成部分。实施照明系统的节能节电，选择适合的节能光源对降低总建筑能耗有极其深远的意义。
参考文献
[1]马志溪.电气工程设计[M].北京:机械工业出版社,2002：167～169.
[2]冯晓英.实施绿色照明工程,更新工厂照明灯具[J].中国绿色照明工程,1997(7):41.
[3]李景庆,刘荣福.建筑照明与节能浅析[J].集团经济研究,2007(3):238.
[4]中国建筑标准设计研究院编.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇——电气[M].北京:
