提倡節能 實施建筑照明設計新標準
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1、 關于《建筑照明設計標準》的編制概況
1.1 標準的由來
原國家標準《民用建筑照明設計標準》(GBJ133-90)和《工業企業照明設計標準》(GB50034-92)實施已十多年,隨著國民經濟發展,這兩項國家標準已經不能適應當前工程建設的要求,建設部于2002年夏下達任務,對兩項國標進行修訂,并決定合并為一項標準,由中國建筑科學研究院主編,中國航空工業規劃設計研究院等單位參編,標準名為《建筑照明設計標準》。
與此同時,國家經貿委所屬(現國家發改委所屬)中國綠色照明工程項目辦公室下達編制《建筑照明節能標準》,由同一主編單位負責編制。
在編制過程中,考慮到以上兩項標準更好的統一,更便于設計中實施,經兩個主管部門同意,合并為一項標準。
經編制組近兩年的工作,于2004年4月通過審查,5月報批,2004年6月18日經建設部批準發布,標準號為GB50034-2004,2004年12月1日實施。該標準批準如此之快,是因為兩主管部門跟蹤了解了編制的主要過程,也說明了需要盡早實施該標準的重要意義。
1.2 標準編制的原則
(1)反映近十多年我國國民經濟發展和科技進步的狀況;
(2)適應二十一世紀全面建設小康社會的目標的需要;
(3)全面實施綠色照明工程,貫徹節約能源、保護環境的重大方針。
1.3 主要依據
(1)對我國各類建筑照明狀況的普查和重點調查實測;
(2)對我國原標準,國際照明委員會(CIE)新標準,美、德、俄、日等有關標準及其他資料的分析,吸取有益部分,有條件時,盡量采用或參考應用CIE新標準;
(3)考慮我國現在的照明器材(光源、燈具、鎮流器等)的實際狀況及未來幾年的發展趨勢;
(4)廣泛聽取設計、科研及其他有關單位的意見。
1.4 新標準的特點和主要變化
(1)照度水平有較大幅度提高,適應了當前生產、工作、學習和生活的需要;
(2)照明質量有新的更高的要求,有利于改善視覺條件;
(3)反映照明科技進步,有利于優質、高效照明器材的發展和推廣應用;
(4)突出了節能,抓住了源頭,運用強制性條文,限制照明功率密度,促進了照明系統能效的提高;
(5)增加了照明管理與監督的內容,有利于設計方案的優化,標準的實施。
1.5 實施新標準與綠色照明的關系
新的《建筑照明設計標準》內容比較全面、系統,規定了工業與民用建筑的照度水平、照明質量和常用場所的照明功率密度限值;而綠色照明工程并不只是照明節能,而是在有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量,保護身心健康的基礎上達到節約能源,保護環境的目的,是一個全面、系統的工程。是從行政的、立法的、技術的、經濟的多方面采取措施,包括宣傳、教育、培訓、組織推廣應用等工作,而新標準則是從設計上的技術立法。兩者的目標是相同的,內容是完全統一的。
2、 照度標準
GB50034-2004和原來標準(GB50034-92、GBJ133-90)相比,有以下主要變化。
(1)照度標準有較大提高。如一般辦公室,GBJ133-90規定的中值為150Lx,新標準為300Lx。
(2)原標準對每個房間或場所的照度標準值規定了高、中、低三個值,而新標準只規定一個值。而這個值大體上相當于原標準三個值的中值;至于高值與低值的應用,在新標準的第4.1.3條和第4.1.4條明確規定了提高一級和降低一級的條件。
(3)對工業場所,原GB50034-92對較高照度要求的場所規定了混合照明照度標準值(包括了局部照明提供的照度,同時規定其中的一般照明照度值取混合照明照度值的5%~15%),有的還同時規定了單用一般照明照度標準值,而新標準則只規定一般照明的照度標準值,需要局部照度的,還要另外按一般照明照度的1~3倍增加。
(4)新標準所規定的照度標準值,是指作業面照度要求;對作業面以外0.5m范圍的鄰近區域的照度允許適當降低:作業面照度為300~750lx時,可降低一級;照度為200lx及以下時,則不應再降低。這個規定符合實際需要,有利節能。
(5)一部分相同用途的房間或場所按不同要求規定了兩檔,甚至3檔、4檔照度標準,如辦公室分一般和高檔,照度為300和500lx;商店營業廳也分一般和高檔規定;試驗室、檢驗等分一般和精細規定兩檔照度等。這是考慮到不同地區、不同行業、不同規模等條件,設計時按需要選取。
(6)新標準規定,照明設計計算的照度值和照度標準值比較,可以有-10%到+10%的偏差,也就是說,實際計算照度,不應小于標準值太多,也不應大得太多。但對于燈數很少(如燈具數少于10個)的較小房間,允許超過這個偏差值。
(7)鑒于我國地域遼闊,城鄉差別、東西部差距大,大中小城市不同條件,建筑標準高低相差甚大,所以新標準規定了當建筑等級和功能要求高或較低時,規定的照度標準值還可以提高或降低一級,以適應不同要求和需要。
3 、照明質量
3.1 眩光限制
新標準除對直接型燈具按光源平均亮度大小規定了最小遮光角外,更主要的是引用了CIE關于眩光評價方法。對公共建筑和工業建筑經常有人工作的房間或場所采用統一眩光值(UGR)評價不舒適眩光。按不同要求規定各類房間的UGR最高限值,分別不應大于16、19、22、25、28等數值。而UGR值的計算給出了一個公式,包含背景亮度(Lb)、觀察者方向每個燈具的亮度(La)等四個參數,這些參數與燈具產品的技術參數有關,也與房間尺寸和燈具位置等諸多因數有關。這個評價方法比較科學,但設計中計算比較繁雜,一般應由計算機完成。
另外,對室外體育場所則按CIE文件,用眩光值(GR)評價不舒適眩光,規定了GR的最大允許值不超過50,同樣給出了GR的計算式。
3.2 照明光源的色表
(1)光源色表分組:按光源的相關色溫(Tcp)分為三組:暖色(<3300K),中間色(3300~5300K),冷色(>5300K)。
(2)光源色表的選用:一般說,應根據建筑光環境所要形成的氣氛選擇光源的色表。熒光燈、金鹵燈等在室內使用最多的光源,都有多種色溫的產品可供選擇。通常,暖色光源適用于較低照度(如200~300lx以下)的場所或寒冷地區,如住宅、旅館客房、病房、咖啡廳、酒吧、餐廳等;冷色光源適用于高照度(如750lx及以上)場所或熱帶地區,如體育場館等;中色溫光源適用于中等照度(如300~1000lx左右)場所,這類照度要求的場所很普遍,應用最廣,如辦公室、設計室、閱覽室、教室、診室、檢驗、控制室、機加工、儀表裝配等。
(3)設計應用中存在的問題:據了解,有些照明設計不重視光源色溫的選用:有的設計圖紙沒有規定光源色溫,任由工程承包或施工單位購買,甚至是隨意采購;有的規定了光源色溫,但選用冷色者為多。有些設計者,承包或施工方誤認為色溫高的燈管亮,效率高,導致選用的熒光燈(包括直管和緊湊型)多數為6200~6500K的高色溫燈管,一方面是氣氛并不相宜,另一方面是導致燈管光效下降。一般說,熒光燈的色溫高的,光效要低一些,特別是鹵磷酸鹽熒光粉直管燈更為明顯。對大多數場所,照度在200~750lx范圍,適宜選用中色溫熒光燈。
[NT:PAGE]3.3 顯色性
(1)意義:光源顯色性良好,能更好更真實地顯現建筑裝飾的藝術色彩和被視物件的顏色,能更好地體現人的氣色和良好的精神面貌。所以對于建筑裝飾,對于要求清晰辨別顏色的生產、工作,對于美術品展示、購物商業營業場所等,良好的光源顯色性是很重要的。對一般工作場所,獲得同樣視覺效果,用顯色性不好的光源比顯色性好的光源需要更高一些的照度。
(2)顯色性標準:用一般顯色指數(Ra)表示顯色性能,新標準按CIE新標準,刪去了IA、IB、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等五個類別,但仍規定五個等級的Ra值,即不小于90、80、60、40、20。
新標準規定:長期工作或停留的房間或場所,光源的Ra值不宜小于80。也就是說以不小于80為基色要求,對于不連續工作的場所可以降低Ra值;對于燈具安裝高度大于6m的工業場所,Ra也可低于80。
這個規定考慮了生產、工作和人們生活的需要,也考慮了更好的視覺效果和節能,同時也顧及了當前和未來幾年光源的可能條件,如應用廣泛的、光效很高的三基色熒光燈和陶瓷金鹵燈,Ra都達到80以上。
3.4 照度均勻度
新標準規定的照度均勻度是規定表面上的最小照度與平均照度之比。要求比值不小于0.7。這里是指作業區域內的一般照明均勻度,而不一定要求整個房間或場所的均勻度,這樣有利于降低照明功率密度值。新標準規定作業面鄰近周圍的均勻度可降低到0.5;還規定房間或場所內的通道和其他非作業區域的一般照明照度值可以降低,不低于作業區照度的1/3即可。
4、 照明器材的選擇
正確、合理選用照明器材是關系到建筑照明系統的使用安全可靠、技術先進、運行經濟、高效節能和創造良好的照明環境的重要因素。設計中應按這些原則選取。照明器材主要包括光源、燈具和鎮流器、控制器等。我國生產(包括合資、外商獨資生產)的光源等器材,具有多種類型、品種,不乏高效產品,可供照明工程應用。下面敘述如何適應場所需要合理選擇。
4.1 照明光源選擇
(1)選用原則:
1)發光效率高;
2)顯色性好,即顯色指數高;
3)使用壽命長;
4)啟點可靠、方便、快捷;
5)性能價格比高。
(2)具體選用意見:按照新標準要求和上述原則,建議按以下意見選用光源。
1)燈具安裝高度較低的場所用熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈(CFL),都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優點;但前者比后者光效更高,壽命更長,光通維持率高,性價比更優。因此,除有裝飾性要求場所外,一般情況下(如辦公、教室、閱覽室、生產車間等)都應選用直管熒光燈。進一步要求下面再分析。
2)燈具安裝高度較高的場所適宜用金鹵燈,也可用中顯色高壓鈉燈;對于顯色性要求高的場所,可以用陶瓷金鹵燈(Ra>80);對于沒有顯色性要求的工業場所,可以用光效更高、壽命更長的高壓鈉燈(Ra>20)。
3)安裝高度高,且不易維護的場所(如高廳堂、煙囪障礙燈、航標燈、橋的懸索燈等),宜選用高頻無極熒光燈。其主要特點是使用壽命長(達5~6萬小時)。同時,光效高(60~70lm/W),顯色性好(Ra達80),起點快捷、可靠。
4)不應選用熒光高壓汞燈:金鹵燈是在汞燈基礎上發展的,其光效比汞燈約提高60%(400W為例),顯色指數高,壽命更長,所以,新設計中不應再選用熒光高壓汞燈,更不應選用光效更低的自鎮流熒光高壓汞燈。
5)限制熱輻射光源(普通照明用白熾燈、鹵鎢燈)的應用:其優點是顯色性好,起點快速,便于調光;但由于光效低,壽命不長,所以要限制使用。除要求調光(熒光燈也可調光)、開關頻繁和暫短工作以及特殊裝飾要求等場外,不應采用。
(3)直管熒光燈的應用
直管熒光燈是除鈉燈外光效最高、性價比最優的光源,應用最廣泛;同時在近二十多年發展很快,燈管的類型、品種、規格多,實際應用中也存在不少問題,影響了照明質量和能效的提高,有必要特別說明其應用。
1)二十多年的發展和進步,主要有三個方面:
① 管徑變小:傳統的T12燈管直徑38mm,到上世紀70年代末推出T8管,直徑26mm,光效提高10%,壽命更長;到90年代又研制了更細管徑的T5管,直徑16mm。管徑小,節省了汞和熒光燈用量,有利于環保;同時也節省了制燈材料,縮小了尺寸,有利于節能;小管徑有利于提高燈具效率。鑒于此,新標準明確規定應選用管徑26mm及以下燈管。
② 上世紀80年代成功研制了稀土三基色熒光粉,比使用了幾十年的鹵磷酸鹽熒光粉有重大進步:使燈管的顯色指數從57~75左右提高到85;光效有較大幅度提高(約高15%~30%),壽命延長(提高約50%),這對于貫徹新標準,實施綠色照明工程,提高照明能效具有極其重大意義。可惜對其優異性還不大了解,或者是認為其價格太貴,而不愿選用。經論證:盡管其價高,但因其優質高效的性能,最終是省錢的。
③ 電子技術的應用:如熒光燈使用高頻點燈,配套電子鎮流器,研制新型的高頻無極熒光燈,電磁感應熒光燈,微波硫燈等,都對提高光效,提高使用壽命帶來新的發展。
2)直管熒光燈的技術經濟性能比較
選取四種T8直管熒光燈,兩種鹵粉管(比較不同色溫)和兩種三基色管(比較不同功率)比較其技術性能和經濟性,計算結果列于表1。
按表1的分析,提出對T8直管熒光燈的選用意見:
① 選用三基色燈管,具有明顯優勢,除顯色性好(Ra>80)外,同是36W管,年運行費低,而且初建費也低,雖其價貴,但由于光效高,少用了燈具、鎮流器,節省錢足以彌補燈管多花的錢。
② 選用中間色溫(4000K左右)燈管比冷色溫管光效高,鹵粉燈管更為明顯,所以降低了初建費,也節省了電費。
③ 同樣三基色燈管,用36W比18W的初建費和年運行費都更低,因小功率燈管光效比較低。因此,使用T8燈管,對于辦公室、教室、生產車間等,在滿足照度均勻度條件下,應選用36W燈管,不應選用再小功率管,既節能,又降低初建費。
表1四種T8直管熒光燈的主要參數和經濟技術比較
燈管主要技術參數 |
同房間、同照度 時設計 的燈管數 |
初建費用(元)(不含配電部分) |
年運行維護費(元) | |||||||||||
類型 |
功率 (W) |
相關色溫 (K) |
Ra |
光通量 (lm) |
平均壽命 (h) |
燈管費用 |
燈具(含鎮流器)費用 |
合計 |
比較 (%) |
電費 |
燈管 更換費 |
合計 |
比較 (%) | |
鹵粉燈管 |
36 |
6200 |
72 |
2500 |
8000 |
100 |
800 |
15000 |
15800 |
100 |
8640 |
400 |
9040 |
100 |
同上 |
36 |
4100 |
63 |
2850 |
8000 |
88 |
704 |
13200 |
13904 |
88 |
7603 |
352 |
7955 |
88 |
三基色燈管 |
36 |
4000 |
85 |
3350 |
12000 |
75 |
1350 |
11400 |
12750 |
80.7 |
6480 |
450 |
6930 |
76.7 |
同上 |
18 |
4000 |
85 |
1350 |
12000 |
185 |
2405 |
18600 |
21005 |
132.9 |
8436 |
806 |
9242 |
102.2 |
本表編制條件(參考值):
a.燈管價:鹵粉管每支8元,36W三基色管18元,18W三基色管13元。
b.按雙管燈具,含電子鎮流器及安裝費,每套300元,218W的每套200元。
c.電價(含基本電費):0.6元/kWh。
d.年利用小時數:4000h。
e.燈管加電子鎮流器功率:36W管按36W,18W管按19W。
[NT:PAGE](4)選用光源的經濟技術評價
一般說優質高效的光源往往價格較貴,甚至貴很多,設計者或使用單位看價貴而不敢選用,障礙了高效節能光源的推廣應用,不利于提高能效。因此,需要引入經濟評價方法,敘述如下。
1)在相同條件(同樣房間、相同照度)下,選用不同光源時,計算其初建費和運行費作比較,如表1所列。此法較簡易,但兩種費用不能簡單相加,因初建費是一次性的,運行費是每年的,況且初建費是建設時投入的,運行費是使用期間逐年逐月支付的,并不等價。
2)全壽命期綜合費用法:國際上常使用TOC法(Total Owning Cost),是綜合計算了初建費和運行費,并且將在全壽命期內逐年發生的運行費經貼現到初建時的等值費用,而后和初建費相加,所得總費用高低來評價其經濟性。TOC法被IEC 287-3-2∶1995《電力電纜截面的經濟最佳化》標準所應用;美國用TOC法評價變壓器的經濟效益,并制定了工業標準。
4.2 燈具選擇
(1)選用燈具的原則:
1)使用安全:防觸電和防火、防爆以及其他環境條件引起的危險;
2)限制眩光;
3)提高能效:選用燈具效率高、燈具配光和場所條件適應,以及光通維持率高的燈具;
4)合理考慮功能性(良好的照明效果)、裝飾性(美觀、協調)、經濟性(性價比高)和能源效益的結合。
(2)重視視具防觸電的新要求
國標《燈具一般安全要求與試驗》(GB7000.1-2002)系等同采用IEC60598-1∶1999。標準對燈具的防觸電保護分類,共有四類,即O類、Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類。其防觸電的主要特征簡要描述如下:
O類:僅依靠基本絕緣。
Ⅰ類:不僅依靠基本絕緣,還有附加安全措施,即外露導電部分聯結到保護地線。
Ⅱ類:不僅依靠基本絕緣,還有附加安全措施,例如雙層絕緣和加強絕緣。
Ⅲ類:電源電壓為安全超低電壓(SELV),不會產生高于SELV的電壓。
可見,Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類燈具安全比較有保證,而O類燈具僅有基本絕緣,一旦基本絕緣失效,就只能依賴環境條件,容易導致觸電。
IEC新標準IEC60598-1∶2003已經刪除了O類燈具,只有Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類燈具,這是從更好保證安全出發的重要修改。為此,我國也立即修訂了GB7000.1國家標準,并已報批,預計將于2005年出版,2006年或2007年實施。當前,我國燈具產品中O類燈具占有很大比重,燈具生產企業面臨燈具改型的重任,而照明設計者和使用者面臨如何選用燈具類型,及如何實施保證防觸電的安全措施(后面再敘述)。
(3)重視提高燈具效率和利用系數
圖1 照明能量轉換示意圖
要提高照明系統能效,除選用高效光源外,燈具也是不可忽視的一環。從照明能量轉換示意圖(見圖1)看,人工照明從電能轉換為作業面接受的有效光,經過光源、燈具兩個環節,決定能效轉換效率有三個因素:一是光源光效,二是燈具效率,三是從到有效光通量,由與房間室形指數,室內各表面反射比以及燈具配光有關的系數。后兩者綜合起來就是利用系數UF(UF=)。
要提高利用系數UF,就要選用燈具效率(ηL)高、配光適合房間室形條件的產品。一般說,房間的室形指數(RI)大,即大而低矮的房間,應選用寬配光燈具;而RI小,即小而高的房間,應選用窄配光燈具。
4.3 鎮流器選擇
鎮流器是一個耗能器件,同時對照明質量和電能質量有很大影響,因此,應給予關注。
(1)選用要求:
1)運行可靠,使用壽命長;
2)自身功能低;
3)頻閃小,噪聲低;
4)諧波含量小,電磁兼容性符合要求;
5)性價比高。
(2)鎮流器的類型:幾十年來氣體放電燈多配用電感鎮流器,性能較好,但功耗大。為了降低功能,近二十多年研制了兩種類型的鎮流器:一是高效節能型電感鎮流器,是對原產品材料、工藝的改進;另一種是用半導體電路制成的電子鎮流器。兩者都有節能的優點,但仍有很多其他性能的差異。
(3)直管熒光燈鎮流器的選用
以T8型36W為例,將傳統電感型、節能電感型和電子型(又分H級、L級)的主要性能比較列于表2。
按新國標,不應選用傳統電感鎮流器,應按不同條件選用電子或節能電感型,兩者各有其優點,但從發展看,電子鎮流器以更好的能效、無頻閃、無噪聲、功率因數高等優勢而獲得更廣的應用。選用電子鎮流器,宜用諧波含量低的L級產品,并且應對諧波含量,特別是三次諧波含量提出具體限值。
表2 直管熒光燈(T8、36W為例)幾類鎮流器性能比較
鎮流器 類型 |
鎮流器功耗(W) |
燈管光效比(%) |
系統能耗比(%) |
重量比(%) |
諧波含量比(%) |
功率 因數 |
頻閃 |
噪聲 |
調光 |
使用壽命 (年) |
價格 |
傳統電感型 |
9 |
100 |
100 |
100 |
<10 |
0.5 |
有 |
有 |
不可 |
15~20 |
低 |
節能電感型 |
4.5~5.5 |
100 |
92 |
150 |
<10 |
0.5 |
有 |
小 |
不可 |
15~20 |
中 |
電子式(H級) |
3.5~4 |
110 |
80 |
30~40 |
<40 |
>0.9 |
無 |
無 |
可 |
4~5 |
中 |
電子式(L級) |
3.5~4 |
110 |
80 |
40~50 |
<30 |
>0.95 |
無 |
無 |
可 |
8~10 |
高 |
(4)自鎮流熒光燈(緊湊型)鎮流器選用:這種燈系自帶鎮流器,小功率(<25W)燈居多。目前我國產品絕大多數配套的是電子鎮流器,幾乎沒有選擇余地。但應注意,由于GB17625.1-2003標準對25W以下產品的諧波限值很寬(規定3次諧波不超86%),選用時務必注意。果真達到這么大的3次諧波,使用量大時,必將對中性線產生很大危害。
(5)金鹵燈和高壓鈉燈鎮流器選用:這兩種燈同樣開發了節能電感型和電子鎮流器,其性能比較,和前述直管熒光燈鎮流器比較差不多,不過有些金鹵燈電子鎮流器并不是高頻電流,有的僅幾百赫茲頻率,仍存在頻閃。
這兩類燈一般功率較大,電子鎮流器制造難度大,還要有一個穩定提高過程,需要在試用中總結經驗,目前還以應用節能電感鎮流器為主。
5、 照明配電及控制
這部分是大家熟知的,僅簡述以下三個問題。
5.1 關于燈具的接地
關于燈具的接地要求,設計規范缺乏明確規定,有的規范規定燈具離地面高度小于2.4m時應接地。實際上絕大多數燈具都沒有接地。
燈具的接地要求,應按燈具產品防觸電分類來確定。本文4.2節引述了國標GB7000.1-2002的分類,和IEC60598-1∶2003最新標準取消O類燈具后,只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類燈具的新規定,其接地要求如下:
(1)Ⅰ類燈具的外露導電部分應接地:這是Ⅰ類燈具的附加安全措施要求所決定的;如果不作接地,就等于退回到O類燈具,安全無有效保證。
(2)Ⅱ類燈具不需要接地:因為他的附加安全措施不是靠接地,而是靠雙層絕緣或加強絕緣來保證。
(3)Ⅲ類燈具不允許接地:因為他是用安全超低電壓(SELV),低電壓應使用隔離變壓器與高電壓隔離,并不應接地。
在新修訂的國標GB7000.1-200X實施后,從立法上取消了O類燈具;而實際應用的燈具,大多數是Ⅰ類,所以應作接地。對設計說是一個很大的變化。
[NT:PAGE]5.2 關于照明配電線路的中性線
現在絕大多數使用氣體放電燈,存在諧波電流,尤其是配用電子鎮流器,諧波含量可能會比較大。特別是3次諧波和3的奇次倍數諧波電流,在中性線上疊加,使其電流增加很多。應按國標GB16895.15-2002的附錄規定的方法計算和選擇導體截面。
5.3 關于照明控制
為了方便使用,為了節能,應重視照明控制設計。不單是注重自動化系統、自動控制一類的大課題,而且要注重那些很小的開關,那些最常見的、幾乎應用到每個房間的開關。應該按以下要求設計照明自動控制和手動開關:
(1)有利于利用天然光:如辦公室、教室、生產車間等接近窗和遠離窗分組開關;走廊、樓梯間、廁所等按天然光有無或強弱分組就地開關或遠控。
(2)有利于無人時自動關燈:如旅館客房、住宅樓梯間等,有條件時,延伸到個人辦公室。
(3)便于管理,集中或自動定時開關燈:如侯機、侯車、商場、體育場館、劇場、展廳等公共建筑,辦公樓、旅館的公用場所。
(4)大房間應便于部分人或區段工作時能分組開關燈。
(5)有利于按工作需要合理分組開關燈:如報告廳、多功能廳、電化教室等應滿足靠近講臺暗光或關燈的要求。
6 、嚴格限制照明功率密度(LPD)值,提高照明能效
6.1 意義
新標準規定了七類建筑的最常用、量大面廣的房間或場所的LPD最大限值,并作為強制性條文(不包括住宅的LPD值)發布,對建筑照明領域內提高能效、節約能源有很重大的意義。
我國能源不足,電力供應緊張,節能是一個重要方針,必須堅決貫徹。過幾年,電力供應也許會寬松一些,乃至富余,那時仍然需要節能,因為這是長遠方針,關系到降低有害物質的排放、保護環境的大事。
有人提出規定LPD限值,給設計增加難度,有些場所難以達到。這個規定要求限制能耗,肯定要增加一些困難,但是只要積極采取措施,優化方案,完全可以達到規定的要求。就是某些場所難以達到,也應從技術上想辦法,調整裝飾要求,以服從節能的大局。
6.2 LPD值的計算
LPD限值是規定一個房間或場所的照明功率密度最大允許值,設計中實際計算的LPD值不應超過標準規定值。計算式如下:
W/m2(1)
式中,P 單個光源的輸入功率(含配套鎮流器或變壓器功耗),W;
PL 單個光源的額定功率,W;
PB 光源配套鎮流器(或變壓器)的功耗,W;
S 房間或場所的面積,m2。
6.3 設計程序和應用
照明設計時,應逐個房間或場所按使用條件確定照度標準,初選光源、燈具、鎮流器的類型、規格,計算平均照度,使之符合規定的照度標準值,并使計算照度偏差不超過-10%或+10%;再按式(1)計算LPD值,和規定的LPD值(現行值)對比,不超過規定即符合要求。如果超過規定,應調整方案,至達到規定為止。
有人要把以上程序倒過來,即不作照度計算,將規定的LPD限值當作單位面積安裝功率,倒推算出光源數量,這是不對的。這樣設計的結果是,雖符合LPD限值標準,但卻不知道照度是多少?有兩種極端的狀態:一種是選用的光源等器材效率低,照度達不到標準,甚至相差甚遠;另一種是選用了很高效的光源等器材,計算照度可能超過標準值很多,甚至可以超過50%~60%,這樣就大大浪費了能源。
6.4 設計中降低LPD值的措施
引用平均照度Eav的計算式如下:
(2)
式中,N 光源個數;
Ф 單個光源的額定光通量,lm;
UF 利用系數;
K 維護系數;
S 房間或場所的面積,m2。
光源的光效ηs(含鎮流器)為
(3)
將式(1)和式(3)代入式(2),
(4)
從式(4)可以清楚地看出,要降低LPD值應采取以下措施:
(1)首要的是提高光源的光效ηs,包括降低鎮流器功耗。
(2)另一個重要的措施是提高利用系數UF,就是要選用效率高的燈具,以及和房間室形相適應的燈具配光,并注意合理提高房間頂棚、墻壁的反射比。
(3)合理確定照度標準值,設計中,計算照度盡量控制在標準值,不要超過110%。
只要精心設計,優化設計方案,定能實現規定的LPD指標,為節能做出成績。
來源:中國燈飾商貿網
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