电气照明节能探讨

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【摘 要】随着国民经济的不断发展，照明用电量也不断攀升。本文探讨了目前电气照明节能技术的应用，照明节能政策推广的现状和传统照明系统的改造提升方式。分析指出将现有技术、政策支持以及社会节能意识相互融合，才能使绿色照明的目的得以实现。

【关键词】电气照明；节能减排；绿色照明

1 采用照明节电控制措施

电气照明智能控制是指将自动化控制、计算机技术、电力电子技术和网络通讯技术综合运用于照明布控过程中，从而实现充分利用自然光减少人工照明带来的能源消耗的目的。目前，我国对于各类建筑的照明设计规范中都明确规定了光源选择、光通量、照度等保证照明质量的指标。但是，电气照明智能控制仍不是强制性指标。而相对于我国目前的能源发展需求和经济、技术发展状况来说，照明控制技术作为照明节能的一个重要手段在大型建筑、工业企业中是可以实现的。目前我国广泛采用的照明控制方式有开关控制和调光控制。

1.1 开关控制

目前开关控制中较常用的有定时控制和传感器控制。

通过定时控制来实现智能控制是一种比较简单的实现智能控制，是基于时间表控制策略而采用的控制方式。对于办公楼、写字楼等以时间性为主的大型商场和厂房可以采用此种方式，利用定时元器件，根据时间表来控制灯具的自动开启和关闭。

1.2 调光控制

目前采用的较先进的调光控制是通过控制可控硅的导通角来调节负载的输入电压，改变光源的输入功率，从而改变光源输出的光通量。由于热辐射光源对于输入电压变化较为敏感，因此此种方法广泛运用热辐射光源中。而荧光灯类电光源以调频或脉宽调制方式调节其输入功率，从而改变其光通量，实现调光控制。在电气控制实际设计中经常综合运用以上几种方法实现节能的目的，其智能系统的硬件和元件选择也是围绕实现以上功能进行挑选组合。

2 优先使用高效电光源

电光源中最重要的特性是光效指标，在光通量条件相同的情况下，应优先选择高效电光源。白炽灯由于使用寿命短、光效低、发热量大等缺点，以经逐步列入照明光源淘汰计划。2011年国家发改委公布了《中国淘汰白炽灯路线图》，计划到2016年彻底淘汰普通照明用白炽灯。根据《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》相关规定，高效照明产品主要是普通照明用自镇流荧光灯、三基色双端直管荧光灯（T5、T8型）、金属卤化物灯、高压钠灯等电光源产品。

2.1 荧光灯

荧光灯属于气体放电灯，光源性能好，光效高，其光效超过普通白炽灯的3倍以上，使用寿命也达到白炽灯的3-5倍。近年来，节能型荧光灯因其技术成熟、规格齐全，价格逐渐减低被广泛应用于各种场合，成为替代白炽灯的主要光源。但正是由于其规格多、适用范围广的特点，造成了替换时的盲目性，反而没有取得节能降耗的目的。

2.2 高强度气体放电灯（HID灯）

由于管壁温度而建立发光电弧，其发光管表面负载超3W/cm2的放电灯称为高强度气体放电灯（HID灯）。高压钠灯和金属卤化物灯都属高强度气体放电灯。

2.2.1 金属卤化物灯

金属卤化物灯光效强（高光效的灯光效达130lm/W）、寿命长（平均寿命10000-20000h），显色性好（显色指数可达90以上），特别适用于有显色性要求的厂房、剧院、总装车间等高大建筑的大面积照明。

2.2.2 高压钠灯

高压钠灯功率大、光效强（高光效的灯光效达到150lm/W），寿命长（平均寿命超过24000h）。由于其规格品种多，较广泛的适用于不同场所。如普通型高压钠灯适用于道路、工矿及城市照明等显色性要求不高，但光效寿命要求较高的场所。高显色性高压钠灯由于其改进后的显色指数高达80以上，可以广泛应用于城市景观照明，高档商业照明等场合，且节能效果显著。

2.3 LED灯

发光二极管（light emitting diode，简称LED）是一种能直接将电能转换为光能的固体元件，其体积小，寿命长，可靠性高，随着技术的不断完善，半导体光源的应用也日渐广泛。2013年2月17日，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、财政部、住房城乡建设部、国家质检总局联合编制了《半导体照明节能产业规划》，是近期我国 LED 照明节能产业发展的指导性文件。

3 传统照明方式的改造提升

照明电气节能还应重视传统照明方式的改造提升。

3.1 使用电子镇流器[2]

适用于荧光灯的电感镇流器相当于匹配荧光灯功率的20%，功率因数也较低，仅为0.4-0.5，因此其线损和无效功率都较大。电子镇流器自身功耗很小，相当于普通型电感镇流器的1/3-1/4。以36W荧光灯使用电子镇流器为例，电子镇流器的功耗仅为1-3W，且功率因数可以提高到0.9以上，大大降低了线路损耗，节电效果明显。

3.2 合理设计布置照明灯具

在进行新建建筑和大型厂房的设计时，应根据照明场所的形状、面积、空间高低及光源使用于室内室外等因素综合考虑。合理区分工作环境照明水平，细化工作区域，如工作区、走廊、会议室、办公照明等。对于精细作业的工厂车间不宜采用一般照明方式，可增设局部照明或采用混合照明方式。一般照明和混合照明的照度比可采取1：3或者1：5，最大不宜超过1：10，避免工作面与周围环境照度差过大造成工作人员视力疲劳。

3.3 采用智能控制系统

大型工业企业和公共建筑在进行节能灯具替换的同时，还应重视对原有照明系统进行智能改造。2013年1月16日，国务院办公厅关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案中规定积极推动公共建筑节能改造。

3.3.1 Dynalite智能照明控制系统

DYnalite分布式照明控制系统通常由调光模块、开关模块、控制面板、触摸屏、智能传感器、时钟管理器、手持式编程器和PC监控机等部件组成，将上述各种具备独立功能的模块用一根五类四对屏蔽数据通讯总线连接成一个Dynet控制网络，使用RS-485通讯协议，控制网络的规模随系统的大小可灵活改变。

3.3.2 C-Bus智能照明控制系统

C-Bus控制系统是二线制总线型式的智能控制系统，所有的控制单元均置微处理器和存储单元，由信号线将所有控制单元连接成网络，通过软件对其进行编程，可实现区域、组群、集中、遥控等多种控制任务，也可用于消防等系统中的联动控制。

3.3.3 ABB i-bus EIB智能安装系统

ABB i-busEIB系统是一种标准的总线控制系统，属于新一代FCS系统（即现场控制总线）的范畴。采用的总线标准为EIB即欧洲安装总线标准，它通过一条总线将各个分散的智能化模块连接起来，每个智能模块均设置唯一的单元地址并用软件设置其功能，不分主从隶属关系实现相互之间的通讯从而实现控制和被控制。

4 结语

电气照明系统相对于其他用能系统而言，结构简单、可操作性和实用性强，向遍及全社会的照明用户推广照明节能将是一件意义重大并应持续进行的工作。政策上关注、技术上支持、用户上重视，全社会共同参与其中，定会助力我国节能减排事业更好的发展，引领我国走进“绿色照明”的新时代。

【参考文献】

[1]姜子刚.节能技术（上）[M].北京：中国质检出版社，中国标准出版社，2013，4：122-123.