绿色照明在建筑节能中的应用

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摘要：本文从照明电光源的选用、节能灯具的合理选择、照明系统的节能设计以及节能照明控制设备的使用四个方面对绿色照明在建筑节能中的应用进行了探讨。

关键词：绿色照明LED光源光纤照明节能

一、背景

1．我国建筑规模快速增长，电力供应出现不足

近年来，我国经济社会和城镇化的高速发展以及人民生活水平的不断提高，刺激了国内建筑业和房地产业的快速发展。近十年来我国的房屋建设保持了持续高速的增长，每年的房屋建筑总建设量高达20亿至40亿m²，竣工房屋面积达21亿m²，年增长率约为9%。

我国电力工业发展迅速，但是电力供应不足和用电效率低的状况依然比较严峻。我国照明用电量约占总发电量的10%左右，且以低效照明为主，照明用电属于峰时用电，因此，照明节能具有节约电量和缓和高峰用电的双重作用。

2．我国建筑节能方面具有较大的发展空间

20世纪90年代初，发达国家针对日益快速发展的经济给自然环境带来巨大影响和压力，提出了绿色建筑的概念，强调建筑物的建造不仅要满足人们的生活和工作环境的需求，而且要做到经济合理的消耗能源和资源，对环境的影响降至最小。国家的“十一五”经济社会发展纲要中明确建设领域的任务是大力发展节能省地型建筑，即节能、节地、节水、节材和保护环境，满足国际上绿色建筑的概念。

二、绿色照明的概念

1991年1月美国环保局（EPA）首先提出实施"绿色照明（Green Lights）"和推进"绿色照明工程（Green Lights Program）"的概念，很快得到联合国的支持和许多发达国家和发展中国家的重视，并积极采取相应的政策和技术措施，推进绿色照明工程的实施和发展。 1993年11月我国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程，并于1996年正式列入国家计划。

绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯具、配线器材，以及调光控制器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境。

三、绿色照明的实施

1． 照明电光源的合理选用

传统的白炽灯的能源效率非常低，其电耗的大部分都作为热量被散发到周围的空气中。因此，采用节能的电光源能够节约电能，同时降低电能对环境造成的污染。

首先，采用LED光源

LED(Light Emitting Diode)是半导体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的少数载流子和多数载流子复合时，把多余的能量以光的形式释放出来，从而使电能转换为光能。LED电光源能发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流的大小有关。

与传统电光源比较，LED使用低压电源，供电电压在6~24V之间，比工作在220V电压的电源更安全，特别适用于公共场所，其发光稳定，效能高，消耗能量较同光效的白炽灯减少80%，对环境无污染，其使用寿命长，LED的单管寿命约10万小时，光源寿命在2万小时以上，且维护费用低。

同时LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像，是最佳的建筑装饰电光源。LED光源的环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，属于典型的绿色照明光源。

近年来LED的产品开发的种类越来越多，市场份额也在增长。但是，由于大功率的LED的技术还没有成熟和白光LED的成本不能有效的降下来，LED在照明领域还有待拓展。

其次，采用光纤照明

光纤照明是近几年新兴的照明方式，应用在室内装饰照明、局部效果照明、广告牌照明、建筑物室外照明、水下照明及建筑物立面照明之中，并已经取得良好的照明效果。

光纤照明系统是利用卤素灯泡或全卤灯泡发出的光线，经过发生器内特殊设计的反射罩连接的导光光纤，把不带电的冷光传达送至水晶件，产生安全、美观的照明效果。

光纤照明系统是一种绿色照明系统，其耗电量小，具有节能的特征，光源功率在50~300W之间，耗电量低。光纤照明系统可以十分安全地用在高湿度、高温度场所，也可用于火险、爆炸性气体的场所，是一个安全的电光源。其使用寿命也比较长，除了灯泡需要定期更换外，其他部件无需维修，其保养也十分方便。

再次，天然光的合理利用

天然光是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源。绿色照明的目标之一就是充分利用天然采光，减少人工照明用电。在建筑物照明中更多的使用天然光有益于改善室内环境，增强人体健康等。

目前，光导照明系统已经开始在应用于工业厂房、地下空间、体育场馆等建筑。光导照明系统是一种利用太阳能进行室内照明的装置，其原理是室外的自然光线透过采光罩聚集入系统内，再经特殊制作的光导管高效传输到系统的漫射装置，并由漫射装置均匀的照射到室内需要光线的地方。光导照明系统的优点是节能、安全和环保。发展太阳能采光与照明对节约用电，减少污染，保护环境都具有重要的社会和技术经济意义。

2． 灯具的合理选择

随着照明技术的不断发展以及国家对节能和环保要求的不断提高，灯具的选择无疑也占据了比较重要的地位。灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。首先，选择灯具时，应考虑环境光分布和限制眩目的要求，所选择的灯具应该与电光源相匹配，其外观各方面应满足应用场所的需要。其次，所选择的灯具应该考虑其散热的问题，主要是热与空气的自然对流。最后，还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。

3． 照明系统的节能设计

在公共建筑中照明能耗约占25%，在设计和使用中采取节能措施有很大的节能潜力。

首先，公共照明的分区设计。

不同的工作场所应有不同的照度，应执行«建筑照明设计标准»。停车场等区域可采用较低的照度，设计室应充分考虑。公共建筑的公共照明场所应分区设计、集中控制，防止开的灯多于需要的，并尽可能与天然采光条件相结合。目前，公共建筑普遍存在公共照明回路设计过少的现象。

其次，办公区照明设计

大开间办公室应安装效率高的灯具和光源。照明应有足够的分区回路，分区的每个照明开关所控光源数不能太多，使在现场能单个控制照明光源。必要时在大开间办公室安装无人传感器控制照明，目的在于克服无人或下班后不及时关灯的陋习。在靠窗一侧，可安装照度传感器，使室外光线充足时自动关灯以节约能源。

最后，景观照明及其他场所的照明节能

景观照明应尽可能选择能耗低的灯具，设计的照度不能太亮。目前公共建筑景观照明普遍存在照度过亮的缺点。同时，可考虑采用LED或光纤的高效安全节能光源。在间隙使用的区域，如厕所和会议室等地方，最好使用无人传感器。

4． 其他措施

除了以上的照明节能措施外，还可以采用节能照明控制设备，就是在现有照明系统上加装节能控制设备。最常见的是自耦降压式照明调控装置，它是通过自耦变压器，将电网的电压降至5至20伏，从而达到降压节电的目的。同时，照明系统尽可能采用三相四线制供电，加强照明用电管理，也能达到照明节电的目的。

四、结束语

绿色照明是当今建筑节能的重要组成部分，我们应该从安全性、可靠性、经济性及节能等方面进行考虑，选择合理的建筑节能方案。在选择建筑节能的措施上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术上、经济上进行比较，选择低能耗的方案，以达到真正的节能的目的。

参考文献：1. JGJ16-2008民用建筑电气设计规范

2.王珂. 建筑智能化与节能设计. 智能建筑电气技术2011

3.中国建筑节能简明读本. 中国建筑工业出版社