綠色建築照明功率密度與節能控制探討

建築學會建築電氣分會2017年年會論文

優秀論文一等獎

在綠色建築的照明設計中有一個誤區，好像只要功率密度值滿足規範規定的目標值就是綠色照明了，在實際設計、審圖工作中大家也是從這個方面嚴格要求的，我們應該了解照明能耗產生的因素除了安裝功率外，還有運行的因素。在照明設計中應將規範標準中有關照明控制的條文落實到實處，使得照明合理運行。

01

照明功率密度值按規範名詞解釋：「單位面積上的照明安裝功率（包括光源、鎮流器或變壓器），單位為瓦特每平方米（W /

2）」，照明功率密度值概念的引入應該是提倡高效光源的應用，在達到同樣照度值的情況下減少照明裝機容量，從而減少照明運行電能的消耗，達到節能的目的。

但是照明功率密度值的要求也給出了照明設計的諸多限制，照明功率密度值規定是「單位面積上的照明安裝功率」，要注意的是安裝功率，這裡就有一個問題：如果照明場所要達到規定的照度值勢必需要全部打開所有「單位面積上的照明安裝功率」，也就是說照明場所只能有一種照明場景，這就限制了某些功能業態對照明多場景需求。

02

照明節能是個複雜的綜合問題，從高效光源的選用、燈具的結構形式（配光曲線形式、反射罩的反射比）、配電線路損耗的減少到自然光的利用等都是照明的節能措施，這些方面在規範標準中都有相關條文進行規範要求。從節能的角度來看，這些措施可以看作是綠色照明的「被動」節能措施。

一定時間內燈具發光消耗的電能形成照明能耗，上文提及的「被動」節能措施都是在「燈具發光消耗電能」方面做文章。那麼「一定時間」是不是可以採取一定的措施進行縮短，也就是減少燈具的點亮時間。比如同樣的場所照明3 kW點亮8 h與3. 5 kW點亮6 h，哪個能耗更低這是一目了然的。對照明進行控制，減少照明的工作時間可以看作是照明的「主動」節能措施。

圖1 某高層建築核心筒部分的照明平面

圖1是一個典型的高層辦公建築標準層公共區域的照明布置圖（示例），共布置燈具53套，其中應急照明燈11套（圖中 ①）；第一種普通照明16套（圖中 ②）；第二種普通照明26套（圖中 ③）。為分析方便，以工作時間段分析，並假設每套燈具功率為20 W，電費為1元 / kWh，該建築標準層為20層；按照8 h上班以及上班前後各1 h開燈時間計算。

此核心筒公共部位照明總共有3種照明燈具，並分迴路各自配電（其中 ① 為應急照明參與平時的照明），通過對3個配電迴路供電的控制，分別開啟 ①，②，③，①、②，②、③，①、③，①、②、③共7種開燈模式。按照上面假定的條件，我們首先看看不採取節能控制措施，全時段採用「開燈 ①、②、③」模式時，一層樓一天的用電為53 × 0. 02 × 10 × 1 = 10. 6元，所有標準層公共部位一年電費10. 6 × 20 × 30 × 12 = 76 320元；如果採用節能控制模式，在上下班前後1 h按「開燈①、②、③」模式開燈、在上班后1 h至下班前1 h以「開燈③」的節能模式對公共區域的照明進行控制，則一層樓一天的用電為53 × 0. 02 × 4 × 1 + 26 × 0. 02 × 6 × 1 = 7. 36元，標準層共20層，所有標準層公共部位一年電費7. 36 × 20 × 30 × 12 = 52 992元。不難看出對照明採取節能控制措施後節省能源還是很可觀的，採用節能模式後節電費用76 320 - 52 992 = 23 328元。

以上分析可知，只在每層公共部位照明增加一個3迴路開關量的燈光控制模塊就可以輕鬆實現節能控制。如果再引入智能感應延時等措施，節電效果會有進一步的提高。但要注意的是，不單是加設智能控制系統就能實現節能控制的，更重要的前提是照明配電設計迴路分配、間隔設置照明燈具，這樣，在關閉部分照明時，還能保證照明區域一定的照度均勻度，為今後運行中的節能提供可能。

本文有刪減，全文載於《建築電氣》2017年第5期，詳文請見雜誌。

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作者：顏宏勇，男，啟迪設計集團股份有限公司，高級工程師，電氣總工程師。

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