分析室内电气照明系统的节能措施

1 前言

　　在《辞海》中“照明”的解释是利用各种光源照亮工作和生活场所或个别物体的措施。其中利用太阳和天空光的称“天然采光”，而利用人工光源的称“人工照明”。充分了解和应用各种照明措施是实践节能、环保、低碳等生活理念的基本途径，也是缓解电力供需矛盾，实践可持续发展、创建和谐社会的基本要求。随着人们节能环保认识的提高，以及国家对新能源产业重视程度的加大，具有环保节能特性的新产品新技术尤如雨后春笋般相继问世，特别是近年来我国先后启动了中国绿色照明工程、半导体照明工程，在十大重点节能工程、高技术产业化示范工程、企业技术升级和结构调整专项、８６３计划新材料领域中先后支持节能照明新技术的研发和产业化项目，使得室内照明节能成为节能减排的重要因素。

2　天然光源

　　白天尽可能地利用天然光源，直接或间接地将太阳光引至建筑物内部，这样既能大大节约照明能耗，也有助于提高室内温度，营造人工照明所无法比拟的照明环境；还可以将采光和照明有机地结合起来，使建筑物内获得稳定的光照条件。充分利用天然光源对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。

　　目前应用的方法主要有：

　　（１）导光管法。即用导光管将太阳集光器收集到的光线传送到室内需要采光的地方。

　　（２）采光搁板。从某种意义上说，采光搁板是水平放置的导光管，它主要是为解决大进深房间内部的采光而设计的。采光搁板能在一年中的大多数时间内提供充足而均匀的光照。

　　（３）反射高 窗。它是在窗的顶部安装一组镜面反射装置，阳光照射到反射面上经过一次反射，到达房间内部的天花板，再利用天花板的漫反射作用，反射到房间内部，使整个房间内部均匀受光。

　　（４）棱镜窗。即将玻璃窗做成棱镜，利用棱镜的折射作用改变入射光的方向，使阳光能射到房间深处。

3　ＬＥＤ照明

　　利用高效的产品进行节能放在照明行业来说非常合适。

　　在光源方面，传统照明的灯具有 白炽灯、 卤钨灯、荧光灯、节能灯、金卤灯等。近年来走进我们生活的各种节能型灯具则主要是以半导体发光二极管（ＬＥＤ）为主要光源。ＬＥＤ节能灯是采用高亮度白色发光二极管，是新一代固体 冷光源，光色柔和、艳丽、丰富多彩、光效高、低损耗、低能耗、易控制、免维护、绿色环保，适用家庭、商场、银行、医院、宾馆、饭店等各种公共场所长时间照明。ＬＥＤ照明与生俱来的优势是其它节能型的灯具所无法比拟的。ＬＥＤ照明行业发展迅速，２０１０年ＬＥＤ照明开始高速发展，与２００９年相比市场需求量大增，做ＬＥＤ封装、ＬＥＤ显示屏的企业也纷纷进入ＬＥＤ照明领域。目前，中国市场上只做ＬＥＤ封装的企业数量已经很少，大部分做封装的企业已经开始研发和生产ＬＥＤ照明产品。ＬＥＤ应用领域的企业界限已越来越模糊，各企业ＬＥＤ产品线越拉越长。ＬＥＤ企业开始提高研发投入，向高技术、高附加值、智能化产品方向发展。在封装和应用端，个别企业的部分产品已经可以和国际ＬＥＤ厂商同台竞技。即便如此，ＬＥＤ芯片企业整体利润低的问题。ＬＥＤ芯片企业目前在整体上投入很大，但２００９年ＬＥＤ芯片行业销售额仅２０多亿元人民币，并且大部分ＬＥＤ芯片企业为负利润或没有利润。ＬＥＤ芯片企业２００９年底达６２个，随着ＬＥＤ芯片企业也存在大规模投入和台湾地区等地的技术引进，预计未来几年中国ＬＥＤ芯片将会有非常大的发展。

　　在相关技术的带动下，ＬＥＤ照明光源发展前景也随之明朗。２００８年北京奥运会在ＬＥＤ照明上的成功应用，是对ＬＥＤ照明性能的一次肯定。２０１０年的上海世博会上，ＬＥＤ又以其巨大的视觉冲击力创造了震撼世界的场景。这些实例证明了ＬＥＤ照明节能、环保、低碳等优势已被世界所认可。高效的照明产品节省能源同样能为“低碳”做出应有贡献。但是目前ＬＥＤ主要市场在各种背光照明，如彩电背光照明、手机背光照明等。大量应用于大屏幕显示，少量用于庭院照明、街道照明等。另有少量道路照明试点在应用大功率ＬＥＤ照明光源。造成这种局面除了有其自身的原因外，还有主要在于其原材料提纯和量子效率提升方面有技术难点，提高光通量，发光效率的成本较高。在芯片设计和器件封装、灯具设计方面的散热技术和光色稳定性提升方面有技术瓶颈，其价格也相对较高，是普通节能灯的几倍到十几倍，严重影响其在照明领域的普及。因此，ＬＥＤ照明应用于室内照明等相关消费市场还有一段过程。如何发挥其长处，克服其短处，开发应用高光效、高光通、性能稳定的性价比高的ＬＥＤ产品是人们亟待解决的问题。

　　总体来看，ＬＥＤ在室内照明领域在技术和应用上还处于探索阶段，其对社会效益、经济效益的影响有待进一步的观察。室内照明无疑是个巨大市场，其前景毋庸置疑，相信在不久的将来会在家居照明中占有一席之地。

4 智能照明

　　近年来，房地产发展掀起智能照明节能领域新热潮。智能化照明是随计算机、传感器、通讯、网络与自动控制技术而发展起来的综合技术，智能照明控制技术的发展可以使照明更加节能、省电，更具人性化，使用更便捷，在需要的时间给需要的地方和最需要的人以最舒适和高效的照明。

　　采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，以实现节能。这种自动调节照度的方式，充分利用了室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达３０％以上。智能照明技术在人与资源之间起到相互对话、相互监督、相互影响的作用。它在使用资源的过程当中合理节约能源，能避免人们在日常的工作和生活中由于各种各样的疏忽所造成对能源的直接浪费。如果说发明新的节能型光源是节能的首要措施，那么发展智能照明则是目前最行之有效的措施，它在研发和成本上相比发明新光源时的诸多技术难题、太阳能光伏技术的高成本而言，几乎没有什么障碍。只需要有好的设计构思，就可以起到较好的节能效果。2010年2月份，在奥运科技前景论坛上，智能照明被提上议程，国家建设部要求２０１０年在全国大中城市中，６０％的住宅实现智能化，上海市有关部门决定，2010年夏季用电高峰时，市中心主要景观道路上的路灯要安装节能的智能照明系统。

　　采用无线网络技术的智能灯光控制系统产品最近也相继出现在消费者面前。某公司推出的ＭＣＯ智能情景照明控制系统近日进入我国市场。其产品的智能化特点主要表现在以下几个方面：实现了根据场景对组合灯光进行调节和控制的功能；实现了个性化设定；可以设定“看电视”、“会客”、“晚餐”、“离家”等灯光情景，开关方式可选择电脑、遥控器、轻触式按键开关、红外线自动 感应开关等方式对照明情景进行一对一、一对多、多对一的灵活控制；具有系统灯具的无级亮度调节和自动延时功能，停电状态的功能和开关状态的锁定功能，使系统使用更加安全可靠。

　　目前，智能照明的价格相对较高，是其难以进入家居照明的重要因素。据了解目前最贵的家用智能照明为国外品牌，约１０００元/路，一般三室一厅的住宅，需要２０路，即一套智能照明系统需要约２万元。

　　智能照明还只是处于发育阶段，规模效益难以形成。当市场形成一定规模以后，其价格还有很大的空间可以压缩。可以肯定，照明新光源和智能控制技术将在未来的低碳生活中起到决定性的作用。

5　太阳能光伏照明

　　太阳能被认为是21世纪最重要的能源，它具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点。太阳能光伏技术的发展使人们合理有效地利用太阳能资源成为可能，并且已较成熟地应用于建筑楼道照明、城市亮化照明、太阳能热水供应及采暖等系统当中，逐步成为替代不可再生能源的新能源之一。

　　２００６年，“蔚来城”被国家建设部、财政部列入了第一批可再生能源示范工程，成为了“国家级可再生能源建筑应用示范工程”。蔚来城位于山东省德州市河东新城，最大限度地利用了太阳能光照，充分利用太阳能技术，采用了世界上先进的地源热泵空调系统、太阳能加地源热泵空调系统、太阳能游泳池系统、太阳能热水系统、太阳能光电光伏系统、自然通风系统、生态污水处理系统等十大人居科技，使所有住户均能得到智能化的居住环境，达到节能、节材、最优资源利用的目的。太阳能将提供生活热水和对游泳池水加热，节能率为７０％以上，太阳能和地热能将提供小区会所的空调制冷能耗的６５％，光伏发电系统的发电量将达到１２０ｋＷ，节能效果显著。

6　简约与集成

　　如马克思主义所说，矛盾是对立统一的，只要矛盾双方处于平衡、协调、合作的情况下，事物就会展现出和谐状态。照明应用也是如此，只有当效果与节能达到一个恰当的平衡点，才能做到真正的美观与环保的和谐统一。这就要重视照明设计的作用。

　　恰当的照明设计能让项目体现出美好的效果。室内照明的设计按照功能性、美观性、经济性、安全性等原则，根据不同的空间、不同的场合、不同的对象选择不同的照明方式和灯具，并保证恰当的照度和亮度，同时达到避免“光”浪费的节能目的。

　　在未来ＬＥＤ应用中，与计算机相结合，充分利用调光的特性进行全色温调节，建设智能化照明系统，而且住宅电气的节能不仅仅局限于照明上的节能，住宅内部的家用电器、采暖、通风等应该与照明一起综合考虑，在建设智能化照明系统的同时，加入其它影响能耗的因素，对其进行适当干预，使智能照明技术与新能源、新光源及周围环境有机结合，达到 智能家居生活的最高要求，并且使社会发展与社会效益和环境效益相互促进，相互协调，实现节能、环保、可持续发展的目的。

　　日月坛?“微排”大厦是２０１０年第四届世界太阳城大会的主会场，集展示、科研、办公、会议、培训、宾馆、娱乐于一体，总建筑面积７．５万平方米，整个建筑突破了普通建筑常规能源消耗巨大的瓶颈，综合运用了太阳能热水供应、采暖、制冷、光伏发电等技术，充分实现了太阳能与建筑的完美结合，是当之无愧的太阳能综合利用技术与建筑节能技术结合的典范工程。

7　节能的关键

　　现在，人们已经不满足于仅仅把光理解成一种功能照明来使用，更希望能通过它改善自己的生活、工作环境。具体而言，一方面要满足人们基本的生活、工作需要，即光环境满足一定的照度、亮度分布及色彩显示等必要的条件；另一方面人们也要求创造更加简单、舒适、美观、自然与个性的生活空间。

　　雅斯酒店（Ｙａｓ　Ｈｏｔｅｌ）是２００９年底在阿联酋阿布扎比竣工的世界上最大的ＬＥＤ工程，酒店由纽约渐近线建筑事务所（ａｓｙｍｐｔｏｔｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）设计，而照明则是由奥亚纳工程顾问有限公司（ＡＲＵＰ）设计，酒店闪闪发光的外壳由布满５０００多个ＬＥＤ装置的５３００多个钻石形嵌板拼接而成。这个由流线型灯场可依序变换灯光的颜色，甚至可显示低清晰度的三维视频。在赞叹它使用ＬＥＤ开创性的设计的同时，不禁觉得这样奢华做法并不推得推崇。虽然ＬＥＤ是人们最喜爱的一种节能灯，但是用它们覆盖整个建筑并非聪明之举，因为这样只会把它变成一座过度浪费的纪念碑式的“灯塔”。

　　由此可知，所谓节能不仅仅是发明新的光源、新的节能技术、利用新能源等，还需要人们转变对照明的观念和理解，在平时的工作和生活当中，养成合理节约，避免浪费的习惯，使节能意识深入人心、代代相传。

8　结束语

　　本文主要讨论了建筑电气照明系统节能的主要方法。综合利用“天然采光”和“人工照明”，应用现有技术实现两者的统一，在现代建筑的室内外环境艺术中扮演着重要的角色。无论是商场、酒店、体育场馆、舞台或其它公共场所，从室内到室外，从商铺、餐馆、家居到园林街景，灿烂辉煌、五彩缤纷的灯光照明到处都在展示着它迷人的魅力，为我们的生活创建了如诗如画般的意境，同时也给我们实现照明节能提出了更艰巨的课题。节能是一项长远而艰巨的任务，照明节能作为其中的先行者，其相关节能措施对未来建筑电气的发展具有一定的指导意义。