【摘要】作为生活、工作中不可缺少的电气照明，实现节能降耗就显得更为重要。所以在进行电气照明设计时，遵循现行国家规范的同时，既要保证不降低照明质量，又要减少照明电路中能量的损失，并要兼顾满足人的审美要求和建筑的装饰效果，从而达到能量利用的最大化，达到节能的目的。本文介绍了电气照明系统中的节能设计措施，并结合实例予以说明。
【关键词】建筑电气；照明系统；节能设计；措施
一、电气照明系统中的节能设计措施
1、充分利用自然光
房屋建筑设计时应尽可能增加采光面积，如将临近室外门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗等，以充分利用自然光这一值得珍惜的能源。有些建筑顶部有大量玻璃，白天自然光透过玻璃可以获得充足的照度而无需人工照明。
2、合理选择灯具
光源必须配备各种灯具，才能真正体现其实用价值。灯具选择不当，将使能量损失高达30%-40%，反之，灯具效率高，可使单位面积耗电量下降，降低投资和运行费用。在进行照明设计时，应针对不同面积和高度的房间，计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具，再由天花板、墙面以及地面的反射系数，求出灯具的利用系数，这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70%的灯具，采用非对称光分布灯具，它具有减弱工作区反射眩光的特点，能大大改善视觉条件。
3、合理选择照明装置配件
镇流器也是照明耗能的一部分，而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时，应重视高次谐波对供配电系统的影响，并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加，对供配电系统造成危害。因此，我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品；采用带有△接线变压器，减少3次及其倍数的谐波对电源的干扰；对谐波源设置隔离变压器；采用无源和有源电力滤波器；适当增加导体截面等措施。镇流器的选择最重要的是应根据灯具的类型选择不同形式的节能型镇流器，以达到良好的节能效果。其有以下选择原则：（1）自镇流荧光灯应配用电子镇流器。（2）高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器。（3）直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器。（4）在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器。（5）功率较小者可配用电子镇流器。
4、灯具布置及控制方式
照明设计时首先要确定合理的照度。照明灯具布置时应选择合理的照明方式，按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部（或重点）照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。选择控制方式时应尽量做到人性化控制。要注意每个开关所控光源不宜太多，所控灯列与窗平行（即利用自然光），楼梯走道采用节能延时开关，在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统，保证方便使用的同时，为节约用电创造条件。
（1）自然采光良好的场所，要充分利用自然光。灯具布置应根据照明使用的特点和时段采取分区布置，相应适当增加照明开关数量以便采取分区分时控制方式。（2）公共建筑中的走廊、门厅、楼梯间等公共场所，均宜采用集中控制，或按建筑使用条件和特殊要求采取分区、分组控制。体育馆、剧院、候车厅等公共场所也应采取集中控制方式，并相应采取调光或降低照度的控制措施。这样在夜间人员稀少或有自然采光时，可以适当地关闭或降低一部分照明，有利于节约能源。（3）旅馆、客房的房间应设节电钥匙开关，当人离开房间后可延时切断除冰箱和电脑外的其他电源，达到节能效果。（4）居住建筑楼梯间、疏散走廊的照明，除应急照明外，均宜采用节能自熄开关。
5、提高系统功率因数
建筑照明系统中的部分用电设备，如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件，会产生无功功率，影响电能的有效利用。无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低，荧光灯应采用电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器；变压器低压侧采用集中电容器补偿。目前的民用建筑电气设计中，许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数。
二、照明节能设计工程实例
1、工程概况
该工程为某大学新校区公共教学楼，为4幢单体构成的建筑，建筑面积约5.1万m2，建筑高度为39.7m。
2、照明计算及设备选型
现取其中一间典型教室做照度计算。教室基本参数：长9m，宽6m，高3.6m，黑板宽4.0m，高1.2m。
根据平均照度的计算公式：
E=ФNUK/A （1）
式中Ф――光源的光通量
N――灯具数
U――灯具的利用系数
K――维护系数
A――教室面积
由式（1）得
N=EA/（ФUK）
根据GB50034―― 2004《建筑照明设计规范》，教室平均照度取300lx。墙面、地面的反射比分别为0.7、0.5、0.3，粉具安装高度距课桌面1.8m。查《照明设计手册》并计算，灯具的利用系数为0.73，维护系数为0.7。若选择T8（36W）三基色荧光灯管，配电子镇流器，蝙幅翼式灯具，每个光源的光通量为3250lm，N=9.7（N取12）。若选择T8（36W）普通灯管，配电子镇流器，蝙幅翼式灯具，每个光源的光通量为2560lm，则利用式（1），得N=9.7（N取15）。另外，黑板照明选择T8（36W）三基色蝠翼式荧光灯6套，黑板照明选用专用的非对称光强分布特性的双管专用灯具3套。
3、经济效益分析
（1）光源经济效益比较
若选用三基色荧光灯，照明总功率为
W=Wn+WH+Wz=36×12+36×6+2×21=690W
若选用普通荧光灯，照明总功率为
W=Wn+WH+Wz=36×15+36×6+2×21=798W
由于是大学教学楼，结合假期综合考虑，每天按工作时间7h计算，一间教室一年省下的用电量是275.9kWh，近期电价按0.9元/kWh计算，年可节约电费支出248元。同时，目前市场上正规企业生产的产品，三基色荧光灯平均每只价格17.8元/只，普通荧光灯平均每只价格7.3元，基本上半年就可收回成本。
（2）镇流器经济效益比较
36W荧光灯所配电子镇流器自身用电损耗约5W，若配套电感镇流器，其自身用电损耗约15W。因此每盏灯采用电子镇流器后可降低损耗10W。仅电子镇流器自身用电损耗节能约66%。按同样的考虑条件，一间教室一年省下的用电量是572.3kWh。近期电价按0.9元/kWh计算，1年可节约电费支出515元。目前市场上正规企业生产的产品，电感镇流器平均每只价格20元，电子镇流器平均每只价格60元，两种产品价格相差40元。基本上2年就可收回成本。
加大照明节能力度，首先应进行科学的照明设计，采用光效高、寿命长、安全稳定的照明电器产品，并积极主动采取有效的照明节电措施。把购买成本、使用寿命和节能效益三者紧密结合起来，真正实现照明领域的节电又省钱，最终做到高效、舒适、安全、有利于环境保护，有益于身心健康，并体现现代文明的照明系统。
【关键词】建筑电气；照明系统；节能设计；措施
一、电气照明系统中的节能设计措施
1、充分利用自然光
房屋建筑设计时应尽可能增加采光面积，如将临近室外门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗等，以充分利用自然光这一值得珍惜的能源。有些建筑顶部有大量玻璃，白天自然光透过玻璃可以获得充足的照度而无需人工照明。
2、合理选择灯具
光源必须配备各种灯具，才能真正体现其实用价值。灯具选择不当，将使能量损失高达30%-40%，反之，灯具效率高，可使单位面积耗电量下降，降低投资和运行费用。在进行照明设计时，应针对不同面积和高度的房间，计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具，再由天花板、墙面以及地面的反射系数，求出灯具的利用系数，这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70%的灯具，采用非对称光分布灯具，它具有减弱工作区反射眩光的特点，能大大改善视觉条件。
3、合理选择照明装置配件
镇流器也是照明耗能的一部分，而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时，应重视高次谐波对供配电系统的影响，并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加，对供配电系统造成危害。因此，我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。具体措施有：选用符合国家电磁兼容标准的产品；采用带有△接线变压器，减少3次及其倍数的谐波对电源的干扰；对谐波源设置隔离变压器；采用无源和有源电力滤波器；适当增加导体截面等措施。镇流器的选择最重要的是应根据灯具的类型选择不同形式的节能型镇流器，以达到良好的节能效果。其有以下选择原则：（1）自镇流荧光灯应配用电子镇流器。（2）高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器。（3）直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器。（4）在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器。（5）功率较小者可配用电子镇流器。
4、灯具布置及控制方式
照明设计时首先要确定合理的照度。照明灯具布置时应选择合理的照明方式，按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部（或重点）照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。选择控制方式时应尽量做到人性化控制。要注意每个开关所控光源不宜太多，所控灯列与窗平行（即利用自然光），楼梯走道采用节能延时开关，在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统，保证方便使用的同时，为节约用电创造条件。
（1）自然采光良好的场所，要充分利用自然光。灯具布置应根据照明使用的特点和时段采取分区布置，相应适当增加照明开关数量以便采取分区分时控制方式。（2）公共建筑中的走廊、门厅、楼梯间等公共场所，均宜采用集中控制，或按建筑使用条件和特殊要求采取分区、分组控制。体育馆、剧院、候车厅等公共场所也应采取集中控制方式，并相应采取调光或降低照度的控制措施。这样在夜间人员稀少或有自然采光时，可以适当地关闭或降低一部分照明，有利于节约能源。（3）旅馆、客房的房间应设节电钥匙开关，当人离开房间后可延时切断除冰箱和电脑外的其他电源，达到节能效果。（4）居住建筑楼梯间、疏散走廊的照明，除应急照明外，均宜采用节能自熄开关。
5、提高系统功率因数
建筑照明系统中的部分用电设备，如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件，会产生无功功率，影响电能的有效利用。无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低，荧光灯应采用电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器；变压器低压侧采用集中电容器补偿。目前的民用建筑电气设计中，许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数。
二、照明节能设计工程实例
1、工程概况
该工程为某大学新校区公共教学楼，为4幢单体构成的建筑，建筑面积约5.1万m2，建筑高度为39.7m。
2、照明计算及设备选型
现取其中一间典型教室做照度计算。教室基本参数：长9m，宽6m，高3.6m，黑板宽4.0m，高1.2m。
根据平均照度的计算公式：
E=ФNUK/A （1）
式中Ф――光源的光通量
N――灯具数
U――灯具的利用系数
K――维护系数
A――教室面积
由式（1）得
N=EA/（ФUK）
根据GB50034―― 2004《建筑照明设计规范》，教室平均照度取300lx。墙面、地面的反射比分别为0.7、0.5、0.3，粉具安装高度距课桌面1.8m。查《照明设计手册》并计算，灯具的利用系数为0.73，维护系数为0.7。若选择T8（36W）三基色荧光灯管，配电子镇流器，蝙幅翼式灯具，每个光源的光通量为3250lm，N=9.7（N取12）。若选择T8（36W）普通灯管，配电子镇流器，蝙幅翼式灯具，每个光源的光通量为2560lm，则利用式（1），得N=9.7（N取15）。另外，黑板照明选择T8（36W）三基色蝠翼式荧光灯6套，黑板照明选用专用的非对称光强分布特性的双管专用灯具3套。
3、经济效益分析
（1）光源经济效益比较
若选用三基色荧光灯，照明总功率为
W=Wn+WH+Wz=36×12+36×6+2×21=690W
若选用普通荧光灯，照明总功率为
W=Wn+WH+Wz=36×15+36×6+2×21=798W
由于是大学教学楼，结合假期综合考虑，每天按工作时间7h计算，一间教室一年省下的用电量是275.9kWh，近期电价按0.9元/kWh计算，年可节约电费支出248元。同时，目前市场上正规企业生产的产品，三基色荧光灯平均每只价格17.8元/只，普通荧光灯平均每只价格7.3元，基本上半年就可收回成本。
（2）镇流器经济效益比较
36W荧光灯所配电子镇流器自身用电损耗约5W，若配套电感镇流器，其自身用电损耗约15W。因此每盏灯采用电子镇流器后可降低损耗10W。仅电子镇流器自身用电损耗节能约66%。按同样的考虑条件，一间教室一年省下的用电量是572.3kWh。近期电价按0.9元/kWh计算，1年可节约电费支出515元。目前市场上正规企业生产的产品，电感镇流器平均每只价格20元，电子镇流器平均每只价格60元，两种产品价格相差40元。基本上2年就可收回成本。
加大照明节能力度，首先应进行科学的照明设计，采用光效高、寿命长、安全稳定的照明电器产品，并积极主动采取有效的照明节电措施。把购买成本、使用寿命和节能效益三者紧密结合起来，真正实现照明领域的节电又省钱，最终做到高效、舒适、安全、有利于环境保护，有益于身心健康，并体现现代文明的照明系统。