摘要:绿色照明是建筑节能的重要方面,照明设备的快速发展,对如何做好绿色照明的设计也是一个调整。本文从绿色照明的概念、设备选择、系统维护三方面阐述绿色照明设计。
关键词:照明 光源 灯具
1.绿色照明工程的概念
在环境污染、能源枯竭的当下,采用环境友好型制造技术和能源利用的绿色照明技术,越来越得到政府机构、业主、设计人员的重视,绿色照明设计理念在工程设计中得到推广。绿色照明通过使用高效节能光源、高效节能灯具,配合新型智能照明控制设备,以达到节约照明用电,降低单位面积照明负荷安装功率的一种照明方式。
绿色照明可以实现保护生态平衡、减少环境污染的目标。绿色照明工程的目标,是在工程设计与实施中推广高效的灯具、光源,达到节约照明用电,保护使用者的身心健康,提高工作效率,提高人们的生活质量。
绿色照明工程是一个涵盖工业、市政、民用室内外照明的全方位照明工程,本文仅以民用、工业室内绿色照明为切入点,以绿色照明光源的选择、灯具的选择及如何进行室内绿色照明设计为主线,并辅以绿色照明系统的维护与管理,初步介绍绿色智能照明。
2.光源的选择
照明光源根据其工作原理,分为固体发光光源和气体放电光源两大类。
固体发光光源是利用电流将物体加热到白炽程度发光;利用气体通电而发射光的光源是气体放电光源。气体放电光源相比较于固体发光光源来说,具有使用寿命长、发光效率高等特点,在绿色照明系统在使用越来越广泛。而固体发光光源由于其使用寿命和发光效率的限制,除了在部分对显示要求比较高的照明场所中使用,其使用范围越来越小。
除特殊要求的建筑外,室内光源选择基于以下三个原则:高效长寿命、符合环境对照明显色性的要求、色表符合装修要求。
常用光源包含:白炽灯、卤钨灯、荧光灯、紧凑型荧光灯、LED照明、荧光高压荧光汞灯及金属卤化物灯。不同的使用环境要求不同的光源技术特性。
白炽灯光谱连续、显色性好,易于控光,照度可调,易于装饰,开关次数对寿命影响较小且瞬间点亮,价格便宜。白炽灯可用于应急照明,电磁波干扰严重的场所,同时也可应用于舞台、餐厅、会所等对调光性、频闪要求比较高的空间。由于白炽灯光效率只有15~20lm/W,且使用寿命较低,办公、家居等逐步被淘汰。
卤钨灯灯管注入卤族元素,其易于调光、功率较高,适用于对照度要求比较高的舞台照明。卤钨灯怕震动,水平安装,所以并不适用于工厂照明。
荧光灯为低压汞蒸汽放电灯,其色温范围可做到2900K~6500K。荧光灯光效高,寿命长,发热小,光线柔和,彩色荧光灯具有很好的装饰性。荧光灯是使用范围最广的灯具,可广泛使用于常时间连续工作场所、精细视觉工作场所、需要正确识别色彩的工作场所。同时,日光色荧光广泛使用于自然光不充足的场所。荧光灯悬挂高度一般不高于4米。
紧凑型荧光灯是一种节能小型荧光灯,采用三基色荧光粉,发光效率比普通荧光灯更高。紧凑型荧光灯主要用于住宅、旅馆、商店、饭店照明。
LED灯是以固体半导体芯片作为发光材料,半导体中载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射。在此基础上,利用三基色原理,添加荧光粉,可以发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等任意颜色的光。LED灯具可用于室外照明、水下照明等,对装饰性要求比较高的场所,LED灯也是一个非常好的选择。
荧光高压荧光汞灯及金属卤化物灯是高强度气体放电灯,利用金属共振辐射和金属卤化物,能产生高纯度的不同色彩的灯,可以应用于对色彩要求比较高的特殊场所。
3.灯具的选择
光源裸露点燃是不允许的,会产生眩光,同时也会白白浪费掉很多的光线。灯具是将光源所发出光线进行再分配的装置,可起到防止眩光、保证光源与用户的安全、控制光线方向、美化建筑环境的作用。
效率、保护角、配光是灯具性能的三个方面。
灯具所射出的光通量FL与光源所发出的光通总量FS的比被称为灯具效率η=FL/FS 。光源所发出的光通量如未被灯具所发出,则光能浪费且造成灯具温度上升,寿命下降。在选择灯具时,应避免选择光线在反射罩内多次反射的的灯具。
灯具的保护角是指在任意位置,观察者眼睛与光源之间的最小水平夹角。保护角具有限制直射眩光的作用,灯具的保护角一般为10°~30°,格栅灯具的保护角则取决于格子的宽度与高度的比例。
配光是指光源或灯具在空间方向上对光强度的分配,选择灯具是可根据灯具的配光曲线。
灯具对绿色照明设计来说,是非常重要的一个设计参数,对节能影响很大。从绿色照明角度应考虑如下几点:利用系数高、效率高的灯具,利用系数大于0.5,效率0.7以上;尽量避免选择带格栅、玻璃的灯具,优先选择块板型灯具;采用灯具应满足节能指标。
荧光灯的光通量低,仅适用于层高4m以下的房间。常用荧光灯具有以下类型:露明式荧光灯、控照式荧光灯、嵌入式格栅灯、玻璃漫射荧光灯、框架式荧光灯,各灯具具有不同的效率、保护角、配光特性,设计人员可根据不同的应用需求来选择相应的灯具。
4.室内照明设计
良好的室内照明,能创造出一个光亮的环境空间,既有利于人们的生活、工作与学习,也能增强室内环境的艺术效果,满足人们的审美要求,使生活、工作变得更加丰富多彩。室内照明设计决定了灯光环境,在室内装修过程中,灯具装饰又能够把装饰性与实用性相结合起来。在满足使用功能的同时,借助于灯光的方向、位置、层次、颜色、强弱的变化,能够表现出相应的装饰效果,营造出具有艺术效果的室内灯光环境。
绿色照明设计的目的是在保证照明要求的前提下,节约用电,保护环境。根据房间的使用功能的不同,选择不同的照度,满足各项工作和活动都能长久而不会感到疲惫。照明设计必须包含相应的安全措施,特别危险处在做好安全措施的同时还应有明显的标志,避免意外事故的发生。
绿色照明设计,应按照以下设计要点进行。
照度标准
合理选择照明照度标准,从实际需求出发,贯彻国家标准,保护使用者的视力和生产安全,创造出一个良好的视觉条件,使作业者能快速、清晰的识别对象,减少差错,提高工作效率,并在次基础上,力求节能。
环境质量
重视照明系统的环境质量。根据不同的对象,重视足够的照明质量标准。对服装、纺织品、书画展示等环境应注重显示性;对生活空间应注重照明的系统的照度与色温,让使用者得到一个舒适的空间。
照明方式
局部照明与一般照明的结合设计,灯具合适的安装高度,在商场展览场所采用合理的非均匀照明设计,突出重点,可达到照明与节能效果的统一。
自然光与人工光源的匹配设计,是绿色照明设计的重要环节。根据场所的空间特点,尽量利用自然照明或与人工照明分区设计,也是照明系统绿色节能的重要手段。
照明控制方式
以感应技术和控制技术为核心的自动控制照明系统,是照明系统节能的最优选择。
通过合理的回路划分与模式设计,可使照明系统在不同的需求情况下呈现不同的照明效果。常用的人体红外感应开关,可根据人体所辐射的红外线,控制相应的照明回路,当人离开后,回路关断。可做到人来灯亮,人走灯灭,节约用电,延长光源使用寿命。
智能照明控制系统设计时,应注意灯具、人、传感器三者之间距离的匹配,感应距离控制在3~5米内,保证控制系统的准确启动。
照明配电系统
合理配电对提高照明质量和照明节能起到重要作用。照明线路功率因数提高,对电网供电质量,降低照明线路的损耗具有很大作用。
5.绿色照明的维护与管理
照明系统供电电压高于光源额定电压时,光源寿命会大幅下降;供电电压低于光源额定电压时,灯具发光效率将降低。所以,稳定的供电电压是照明系统绿色节能的前提。
在照明系统的使用过程中,灯具表面容易沾染灰尘、油污、飞虫,造成灯具的反射、透射效率性能的下降,定期清洗灯具可有效保持照明效果。
天花板、墻面积尘也会影响照明系统的的效果,经常的打扫卫生,粉刷墙面,可提高照明的效果。
参考文献:
[1]李光耀.室内照明设计与工程.化学工业出版社,2007年9月
[2]李炳华,李战赠.建筑电气的节能设计.《建设科技》 2004年15期
[3]GB50034-2013.建筑照明设计标准
作者简介:
1. 李亮(1979-),男,河南淮滨人,硕士,工程师,工作方向为建筑电气设计
2. 邢金芳 (1983-),男,河南舞钢人,本科,工程师,工作方向为建筑电气设计
3. 陈明静(1983-),女,河南南阳人,硕士,工程师,工作方向为建筑电气设计