提倡節(jié)能 實(shí)施建筑照明設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)
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1、 關(guān)于《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的編制概況
1.1 標(biāo)準(zhǔn)的由來(lái)
原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ133-90)和《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-92)實(shí)施已十多年,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,這兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前工程建設(shè)的要求,建設(shè)部于2002年夏下達(dá)任務(wù),對(duì)兩項(xiàng)國(guó)標(biāo)進(jìn)行修訂,并決定合并為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),由中國(guó)建筑科學(xué)研究院主編,中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等單位參編,標(biāo)準(zhǔn)名為《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。
與此同時(shí),國(guó)家經(jīng)貿(mào)委所屬(現(xiàn)國(guó)家發(fā)改委所屬)中國(guó)綠色照明工程項(xiàng)目辦公室下達(dá)編制《建筑照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》,由同一主編單位負(fù)責(zé)編制。
在編制過(guò)程中,考慮到以上兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)更好的統(tǒng)一,更便于設(shè)計(jì)中實(shí)施,經(jīng)兩個(gè)主管部門(mén)同意,合并為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)編制組近兩年的工作,于2004年4月通過(guò)審查,5月報(bào)批,2004年6月18日經(jīng)建設(shè)部批準(zhǔn)發(fā)布,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB50034-2004,2004年12月1日實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)如此之快,是因?yàn)閮芍鞴懿块T(mén)跟蹤了解了編制的主要過(guò)程,也說(shuō)明了需要盡早實(shí)施該標(biāo)準(zhǔn)的重要意義。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)編制的原則
(1)反映近十多年我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的狀況;
(2)適應(yīng)二十一世紀(jì)全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)的需要;
(3)全面實(shí)施綠色照明工程,貫徹節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的重大方針。
1.3 主要依據(jù)
(1)對(duì)我國(guó)各類(lèi)建筑照明狀況的普查和重點(diǎn)調(diào)查實(shí)測(cè);
(2)對(duì)我國(guó)原標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)新標(biāo)準(zhǔn),美、德、俄、日等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其他資料的分析,吸取有益部分,有條件時(shí),盡量采用或參考應(yīng)用CIE新標(biāo)準(zhǔn);
(3)考慮我國(guó)現(xiàn)在的照明器材(光源、燈具、鎮(zhèn)流器等)的實(shí)際狀況及未來(lái)幾年的發(fā)展趨勢(shì);
(4)廣泛聽(tīng)取設(shè)計(jì)、科研及其他有關(guān)單位的意見(jiàn)。
1.4 新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)和主要變化
(1)照度水平有較大幅度提高,適應(yīng)了當(dāng)前生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活的需要;
(2)照明質(zhì)量有新的更高的要求,有利于改善視覺(jué)條件;
(3)反映照明科技進(jìn)步,有利于優(yōu)質(zhì)、高效照明器材的發(fā)展和推廣應(yīng)用;
(4)突出了節(jié)能,抓住了源頭,運(yùn)用強(qiáng)制性條文,限制照明功率密度,促進(jìn)了照明系統(tǒng)能效的提高;
(5)增加了照明管理與監(jiān)督的內(nèi)容,有利于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化,標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。
1.5 實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)與綠色照明的關(guān)系
新的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容比較全面、系統(tǒng),規(guī)定了工業(yè)與民用建筑的照度水平、照明質(zhì)量和常用場(chǎng)所的照明功率密度限值;而綠色照明工程并不只是照明節(jié)能,而是在有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率和生活質(zhì)量,保護(hù)身心健康的基礎(chǔ)上達(dá)到節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境的目的,是一個(gè)全面、系統(tǒng)的工程。是從行政的、立法的、技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的多方面采取措施,包括宣傳、教育、培訓(xùn)、組織推廣應(yīng)用等工作,而新標(biāo)準(zhǔn)則是從設(shè)計(jì)上的技術(shù)立法。兩者的目標(biāo)是相同的,內(nèi)容是完全統(tǒng)一的。
2、 照度標(biāo)準(zhǔn)
GB50034-2004和原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)(GB50034-92、GBJ133-90)相比,有以下主要變化。
(1)照度標(biāo)準(zhǔn)有較大提高。如一般辦公室,GBJ133-90規(guī)定的中值為150Lx,新標(biāo)準(zhǔn)為300Lx。
(2)原標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)房間或場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定了高、中、低三個(gè)值,而新標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定一個(gè)值。而這個(gè)值大體上相當(dāng)于原標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)值的中值;至于高值與低值的應(yīng)用,在新標(biāo)準(zhǔn)的第4.1.3條和第4.1.4條明確規(guī)定了提高一級(jí)和降低一級(jí)的條件。
(3)對(duì)工業(yè)場(chǎng)所,原GB50034-92對(duì)較高照度要求的場(chǎng)所規(guī)定了混合照明照度標(biāo)準(zhǔn)值(包括了局部照明提供的照度,同時(shí)規(guī)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(shí)規(guī)定了單用一般照明照度標(biāo)準(zhǔn)值,而新標(biāo)準(zhǔn)則只規(guī)定一般照明的照度標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值,是指作業(yè)面照度要求;對(duì)作業(yè)面以外0.5m范圍的鄰近區(qū)域的照度允許適當(dāng)降低:作業(yè)面照度為300~750lx時(shí),可降低一級(jí);照度為200lx及以下時(shí),則不應(yīng)再降低。這個(gè)規(guī)定符合實(shí)際需要,有利節(jié)能。
(5)一部分相同用途的房間或場(chǎng)所按不同要求規(guī)定了兩檔,甚至3檔、4檔照度標(biāo)準(zhǔn),如辦公室分一般和高檔,照度為300和500lx;商店?duì)I業(yè)廳也分一般和高檔規(guī)定;試驗(yàn)室、檢驗(yàn)等分一般和精細(xì)規(guī)定兩檔照度等。這是考慮到不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同規(guī)模等條件,設(shè)計(jì)時(shí)按需要選取。
(6)新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,照明設(shè)計(jì)計(jì)算的照度值和照度標(biāo)準(zhǔn)值比較,可以有-10%到+10%的偏差,也就是說(shuō),實(shí)際計(jì)算照度,不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)值太多,也不應(yīng)大得太多。但對(duì)于燈數(shù)很少(如燈具數(shù)少于10個(gè))的較小房間,允許超過(guò)這個(gè)偏差值。
(7)鑒于我國(guó)地域遼闊,城鄉(xiāng)差別、東西部差距大,大中小城市不同條件,建筑標(biāo)準(zhǔn)高低相差甚大,所以新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了當(dāng)建筑等級(jí)和功能要求高或較低時(shí),規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值還可以提高或降低一級(jí),以適應(yīng)不同要求和需要。
3 、照明質(zhì)量
3.1 眩光限制
新標(biāo)準(zhǔn)除對(duì)直接型燈具按光源平均亮度大小規(guī)定了最小遮光角外,更主要的是引用了CIE關(guān)于眩光評(píng)價(jià)方法。對(duì)公共建筑和工業(yè)建筑經(jīng)常有人工作的房間或場(chǎng)所采用統(tǒng)一眩光值(UGR)評(píng)價(jià)不舒適眩光。按不同要求規(guī)定各類(lèi)房間的UGR最高限值,分別不應(yīng)大于16、19、22、25、28等數(shù)值。而UGR值的計(jì)算給出了一個(gè)公式,包含背景亮度(Lb)、觀察者方向每個(gè)燈具的亮度(La)等四個(gè)參數(shù),這些參數(shù)與燈具產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)有關(guān),也與房間尺寸和燈具位置等諸多因數(shù)有關(guān)。這個(gè)評(píng)價(jià)方法比較科學(xué),但設(shè)計(jì)中計(jì)算比較繁雜,一般應(yīng)由計(jì)算機(jī)完成。
另外,對(duì)室外體育場(chǎng)所則按CIE文件,用眩光值(GR)評(píng)價(jià)不舒適眩光,規(guī)定了GR的最大允許值不超過(guò)50,同樣給出了GR的計(jì)算式。
3.2 照明光源的色表
(1)光源色表分組:按光源的相關(guān)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(shuō),應(yīng)根據(jù)建筑光環(huán)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(nèi)使用最多的光源,都有多種色溫的產(chǎn)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(chǎng)所或寒冷地區(qū),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(chǎng)所或熱帶地區(qū),如體育場(chǎng)館等;中色溫光源適用于中等照度(如300~1000lx左右)場(chǎng)所,這類(lèi)照度要求的場(chǎng)所很普遍,應(yīng)用最廣,如辦公室、設(shè)計(jì)室、閱覽室、教室、診室、檢驗(yàn)、控制室、機(jī)加工、儀表裝配等。
(3)設(shè)計(jì)應(yīng)用中存在的問(wèn)題:據(jù)了解,有些照明設(shè)計(jì)不重視光源色溫的選用:有的設(shè)計(jì)圖紙沒(méi)有規(guī)定光源色溫,任由工程承包或施工單位購(gòu)買(mǎi),甚至是隨意采購(gòu);有的規(guī)定了光源色溫,但選用冷色者為多。有些設(shè)計(jì)者,承包或施工方誤認(rèn)為色溫高的燈管亮,效率高,導(dǎo)致選用的熒光燈(包括直管和緊湊型)多數(shù)為6200~6500K的高色溫?zé)艄埽环矫媸菤夥詹⒉幌嘁耍硪环矫媸菍?dǎo)致燈管光效下降。一般說(shuō),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(duì)大多數(shù)場(chǎng)所,照度在200~750lx范圍,適宜選用中色溫?zé)晒鉄簟?/P>
[NT:PAGE]3.3 顯色性
(1)意義:光源顯色性良好,能更好更真實(shí)地顯現(xiàn)建筑裝飾的藝術(shù)色彩和被視物件的顏色,能更好地體現(xiàn)人的氣色和良好的精神面貌。所以對(duì)于建筑裝飾,對(duì)于要求清晰辨別顏色的生產(chǎn)、工作,對(duì)于美術(shù)品展示、購(gòu)物商業(yè)營(yíng)業(yè)場(chǎng)所等,良好的光源顯色性是很重要的。對(duì)一般工作場(chǎng)所,獲得同樣視覺(jué)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(biāo)準(zhǔn):用一般顯色指數(shù)(Ra)表示顯色性能,新標(biāo)準(zhǔn)按CIE新標(biāo)準(zhǔn),刪去了IA、IB、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等五個(gè)類(lèi)別,但仍規(guī)定五個(gè)等級(jí)的Ra值,即不小于90、80、60、40、20。
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:長(zhǎng)期工作或停留的房間或場(chǎng)所,光源的Ra值不宜小于80。也就是說(shuō)以不小于80為基色要求,對(duì)于不連續(xù)工作的場(chǎng)所可以降低Ra值;對(duì)于燈具安裝高度大于6m的工業(yè)場(chǎng)所,Ra也可低于80。
這個(gè)規(guī)定考慮了生產(chǎn)、工作和人們生活的需要,也考慮了更好的視覺(jué)效果和節(jié)能,同時(shí)也顧及了當(dāng)前和未來(lái)幾年光源的可能條件,如應(yīng)用廣泛的、光效很高的三基色熒光燈和陶瓷金鹵燈,Ra都達(dá)到80以上。
3.4 照度均勻度
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的照度均勻度是規(guī)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(yè)區(qū)域內(nèi)的一般照明均勻度,而不一定要求整個(gè)房間或場(chǎng)所的均勻度,這樣有利于降低照明功率密度值。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定作業(yè)面鄰近周?chē)木鶆蚨瓤山档偷?.5;還規(guī)定房間或場(chǎng)所內(nèi)的通道和其他非作業(yè)區(qū)域的一般照明照度值可以降低,不低于作業(yè)區(qū)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(guān)系到建筑照明系統(tǒng)的使用安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、高效節(jié)能和創(chuàng)造良好的照明環(huán)境的重要因素。設(shè)計(jì)中應(yīng)按這些原則選取。照明器材主要包括光源、燈具和鎮(zhèn)流器、控制器等。我國(guó)生產(chǎn)(包括合資、外商獨(dú)資生產(chǎn))的光源等器材,具有多種類(lèi)型、品種,不乏高效產(chǎn)品,可供照明工程應(yīng)用。下面敘述如何適應(yīng)場(chǎng)所需要合理選擇。
4.1 照明光源選擇
(1)選用原則:
1)發(fā)光效率高;
2)顯色性好,即顯色指數(shù)高;
3)使用壽命長(zhǎng);
4)啟點(diǎn)可靠、方便、快捷;
5)性能價(jià)格比高。
(2)具體選用意見(jiàn):按照新標(biāo)準(zhǔn)要求和上述原則,建議按以下意見(jiàn)選用光源。
1)燈具安裝高度較低的場(chǎng)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(zhǎng)、顯色性較好等優(yōu)點(diǎn);但前者比后者光效更高,壽命更長(zhǎng),光通維持率高,性?xún)r(jià)比更優(yōu)。因此,除有裝飾性要求場(chǎng)所外,一般情況下(如辦公、教室、閱覽室、生產(chǎn)車(chē)間等)都應(yīng)選用直管熒光燈。進(jìn)一步要求下面再分析。
2)燈具安裝高度較高的場(chǎng)所適宜用金鹵燈,也可用中顯色高壓鈉燈;對(duì)于顯色性要求高的場(chǎng)所,可以用陶瓷金鹵燈(Ra>80);對(duì)于沒(méi)有顯色性要求的工業(yè)場(chǎng)所,可以用光效更高、壽命更長(zhǎng)的高壓鈉燈(Ra>20)。
3)安裝高度高,且不易維護(hù)的場(chǎng)所(如高廳堂、煙囪障礙燈、航標(biāo)燈、橋的懸索燈等),宜選用高頻無(wú)極熒光燈。其主要特點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)(達(dá)5~6萬(wàn)小時(shí))。同時(shí),光效高(60~70lm/W),顯色性好(Ra達(dá)80),起點(diǎn)快捷、可靠。
4)不應(yīng)選用熒光高壓汞燈:金鹵燈是在汞燈基礎(chǔ)上發(fā)展的,其光效比汞燈約提高60%(400W為例),顯色指數(shù)高,壽命更長(zhǎng),所以,新設(shè)計(jì)中不應(yīng)再選用熒光高壓汞燈,更不應(yīng)選用光效更低的自鎮(zhèn)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(yīng)用:其優(yōu)點(diǎn)是顯色性好,起點(diǎn)快速,便于調(diào)光;但由于光效低,壽命不長(zhǎng),所以要限制使用。除要求調(diào)光(熒光燈也可調(diào)光)、開(kāi)關(guān)頻繁和暫短工作以及特殊裝飾要求等場(chǎng)外,不應(yīng)采用。
(3)直管熒光燈的應(yīng)用
直管熒光燈是除鈉燈外光效最高、性?xún)r(jià)比最優(yōu)的光源,應(yīng)用最廣泛;同時(shí)在近二十多年發(fā)展很快,燈管的類(lèi)型、品種、規(guī)格多,實(shí)際應(yīng)用中也存在不少問(wèn)題,影響了照明質(zhì)量和能效的提高,有必要特別說(shuō)明其應(yīng)用。
1)二十多年的發(fā)展和進(jìn)步,主要有三個(gè)方面:
① 管徑變小:傳統(tǒng)的T12燈管直徑38mm,到上世紀(jì)70年代末推出T8管,直徑26mm,光效提高10%,壽命更長(zhǎng);到90年代又研制了更細(xì)管徑的T5管,直徑16mm。管徑小,節(jié)省了汞和熒光燈用量,有利于環(huán)保;同時(shí)也節(jié)省了制燈材料,縮小了尺寸,有利于節(jié)能;小管徑有利于提高燈具效率。鑒于此,新標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定應(yīng)選用管徑26mm及以下燈管。
② 上世紀(jì)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(jìn)步:使燈管的顯色指數(shù)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(zhǎng)(提高約50%),這對(duì)于貫徹新標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施綠色照明工程,提高照明能效具有極其重大意義。可惜對(duì)其優(yōu)異性還不大了解,或者是認(rèn)為其價(jià)格太貴,而不愿選用。經(jīng)論證:盡管其價(jià)高,但因其優(yōu)質(zhì)高效的性能,最終是省錢(qián)的。
③ 電子技術(shù)的應(yīng)用:如熒光燈使用高頻點(diǎn)燈,配套電子鎮(zhèn)流器,研制新型的高頻無(wú)極熒光燈,電磁感應(yīng)熒光燈,微波硫燈等,都對(duì)提高光效,提高使用壽命帶來(lái)新的發(fā)展。
2)直管熒光燈的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性,計(jì)算結(jié)果列于表1。
按表1的分析,提出對(duì)T8直管熒光燈的選用意見(jiàn):
① 選用三基色燈管,具有明顯優(yōu)勢(shì),除顯色性好(Ra>80)外,同是36W管,年運(yùn)行費(fèi)低,而且初建費(fèi)也低,雖其價(jià)貴,但由于光效高,少用了燈具、鎮(zhèn)流器,節(jié)省錢(qián)足以彌補(bǔ)燈管多花的錢(qián)。
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(fèi),也節(jié)省了電費(fèi)。
③ 同樣三基色燈管,用36W比18W的初建費(fèi)和年運(yùn)行費(fèi)都更低,因小功率燈管光效比較低。因此,使用T8燈管,對(duì)于辦公室、教室、生產(chǎn)車(chē)間等,在滿足照度均勻度條件下,應(yīng)選用36W燈管,不應(yīng)選用再小功率管,既節(jié)能,又降低初建費(fèi)。
表1四種T8直管熒光燈的主要參數(shù)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較
燈管主要技術(shù)參數(shù) |
同房間、同照度 時(shí)設(shè)計(jì) 的燈管數(shù) |
初建費(fèi)用(元)(不含配電部分) |
年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)(元) | |||||||||||
類(lèi)型 |
功率 (W) |
相關(guān)色溫 (K) |
Ra |
光通量 (lm) |
平均壽命 (h) |
燈管費(fèi)用 |
燈具(含鎮(zhèn)流器)費(fèi)用 |
合計(jì) |
比較 (%) |
電費(fèi) |
燈管 更換費(fèi) |
合計(jì) |
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(jià):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(zhèn)流器及安裝費(fèi),每套300元,218W的每套200元。
c.電價(jià)(含基本電費(fèi)):0.6元/kWh。
d.年利用小時(shí)數(shù):4000h。
e.燈管加電子鎮(zhèn)流器功率:36W管按36W,18W管按19W。
[NT:PAGE](4)選用光源的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)
一般說(shuō)優(yōu)質(zhì)高效的光源往往價(jià)格較貴,甚至貴很多,設(shè)計(jì)者或使用單位看價(jià)貴而不敢選用,障礙了高效節(jié)能光源的推廣應(yīng)用,不利于提高能效。因此,需要引入經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)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(shí),計(jì)算其初建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)作比較,如表1所列。此法較簡(jiǎn)易,但兩種費(fèi)用不能簡(jiǎn)單相加,因初建費(fèi)是一次性的,運(yùn)行費(fèi)是每年的,況且初建費(fèi)是建設(shè)時(shí)投入的,運(yùn)行費(fèi)是使用期間逐年逐月支付的,并不等價(jià)。
2)全壽命期綜合費(fèi)用法:國(guó)際上常使用TOC法(Total Owning Cost),是綜合計(jì)算了初建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi),并且將在全壽命期內(nèi)逐年發(fā)生的運(yùn)行費(fèi)經(jīng)貼現(xiàn)到初建時(shí)的等值費(fèi)用,而后和初建費(fèi)相加,所得總費(fèi)用高低來(lái)評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)性。TOC法被IEC 287-3-2∶1995《電力電纜截面的經(jīng)濟(jì)最佳化》標(biāo)準(zhǔn)所應(yīng)用;美國(guó)用TOC法評(píng)價(jià)變壓器的經(jīng)濟(jì)效益,并制定了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
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(huán)境條件引起的危險(xiǎn);
2)限制眩光;
3)提高能效:選用燈具效率高、燈具配光和場(chǎng)所條件適應(yīng),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(xié)調(diào))、經(jīng)濟(jì)性(性?xún)r(jià)比高)和能源效益的結(jié)合。
(2)重視視具防觸電的新要求
國(guó)標(biāo)《燈具一般安全要求與試驗(yàn)》(GB7000.1-2002)系等同采用IEC60598-1∶1999。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燈具的防觸電保護(hù)分類(lèi),共有四類(lèi),即O類(lèi)、Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)。其防觸電的主要特征簡(jiǎn)要描述如下:
O類(lèi):僅依靠基本絕緣。
Ⅰ類(lèi):不僅依靠基本絕緣,還有附加安全措施,即外露導(dǎo)電部分聯(lián)結(jié)到保護(hù)地線。
Ⅱ類(lèi):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(qiáng)絕緣。
Ⅲ類(lèi):電源電壓為安全超低電壓(SELV),不會(huì)產(chǎn)生高于SELV的電壓。
可見(jiàn),Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)燈具安全比較有保證,而O類(lèi)燈具僅有基本絕緣,一旦基本絕緣失效,就只能依賴(lài)環(huán)境條件,容易導(dǎo)致觸電。
IEC新標(biāo)準(zhǔn)IEC60598-1∶2003已經(jīng)刪除了O類(lèi)燈具,只有Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)燈具,這是從更好保證安全出發(fā)的重要修改。為此,我國(guó)也立即修訂了GB7000.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并已報(bào)批,預(yù)計(jì)將于2005年出版,2006年或2007年實(shí)施。當(dāng)前,我國(guó)燈具產(chǎn)品中O類(lèi)燈具占有很大比重,燈具生產(chǎn)企業(yè)面臨燈具改型的重任,而照明設(shè)計(jì)者和使用者面臨如何選用燈具類(lèi)型,及如何實(shí)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(shù)
圖1 照明能量轉(zhuǎn)換示意圖
要提高照明系統(tǒng)能效,除選用高效光源外,燈具也是不可忽視的一環(huán)。從照明能量轉(zhuǎn)換示意圖(見(jiàn)圖1)看,人工照明從電能轉(zhuǎn)換為作業(yè)面接受的有效光,經(jīng)過(guò)光源、燈具兩個(gè)環(huán)節(jié),決定能效轉(zhuǎn)換效率有三個(gè)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(shù),室內(nèi)各表面反射比以及燈具配光有關(guān)的系數(shù)。后兩者綜合起來(lái)就是利用系數(shù)UF(UF=)。
要提高利用系數(shù)UF,就要選用燈具效率(ηL)高、配光適合房間室形條件的產(chǎn)品。一般說(shuō),房間的室形指數(shù)(RI)大,即大而低矮的房間,應(yīng)選用寬配光燈具;而RI小,即小而高的房間,應(yīng)選用窄配光燈具。
4.3 鎮(zhèn)流器選擇
鎮(zhèn)流器是一個(gè)耗能器件,同時(shí)對(duì)照明質(zhì)量和電能質(zhì)量有很大影響,因此,應(yīng)給予關(guān)注。
(1)選用要求:
1)運(yùn)行可靠,使用壽命長(zhǎng);
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?xún)r(jià)比高。
(2)鎮(zhèn)流器的類(lèi)型:幾十年來(lái)氣體放電燈多配用電感鎮(zhèn)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(lèi)型的鎮(zhèn)流器:一是高效節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器,是對(duì)原產(chǎn)品材料、工藝的改進(jìn);另一種是用半導(dǎo)體電路制成的電子鎮(zhèn)流器。兩者都有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),但仍有很多其他性能的差異。
(3)直管熒光燈鎮(zhèn)流器的選用
以T8型36W為例,將傳統(tǒng)電感型、節(jié)能電感型和電子型(又分H級(jí)、L級(jí))的主要性能比較列于表2。
按新國(guó)標(biāo),不應(yīng)選用傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器,應(yīng)按不同條件選用電子或節(jié)能電感型,兩者各有其優(yōu)點(diǎn),但從發(fā)展看,電子鎮(zhèn)流器以更好的能效、無(wú)頻閃、無(wú)噪聲、功率因數(shù)高等優(yōu)勢(shì)而獲得更廣的應(yīng)用。選用電子鎮(zhèn)流器,宜用諧波含量低的L級(jí)產(chǎn)品,并且應(yīng)對(duì)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(lèi)鎮(zhèn)流器性能比較
鎮(zhèn)流器 類(lèi)型 |
鎮(zhèn)流器功耗(W) |
燈管光效比(%) |
系統(tǒng)能耗比(%) |
重量比(%) |
諧波含量比(%) |
功率 因數(shù) |
頻閃 |
噪聲 |
調(diào)光 |
使用壽命 (年) |
價(jià)格 |
傳統(tǒng)電感型 |
9 |
100 |
100 |
100 |
<10 |
0.5 |
有 |
有 |
不可 |
15~20 |
低 |
節(jié)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(jí)) |
3.5~4 |
110 |
80 |
30~40 |
<40 |
>0.9 |
無(wú) |
無(wú) |
可 |
4~5 |
中 |
電子式(L級(jí)) |
3.5~4 |
110 |
80 |
40~50 |
<30 |
>0.95 |
無(wú) |
無(wú) |
可 |
8~10 |
高 |
(4)自鎮(zhèn)流熒光燈(緊湊型)鎮(zhèn)流器選用:這種燈系自帶鎮(zhèn)流器,小功率(<25W)燈居多。目前我國(guó)產(chǎn)品絕大多數(shù)配套的是電子鎮(zhèn)流器,幾乎沒(méi)有選擇余地。但應(yīng)注意,由于GB17625.1-2003標(biāo)準(zhǔn)對(duì)25W以下產(chǎn)品的諧波限值很寬(規(guī)定3次諧波不超86%),選用時(shí)務(wù)必注意。果真達(dá)到這么大的3次諧波,使用量大時(shí),必將對(duì)中性線產(chǎn)生很大危害。
(5)金鹵燈和高壓鈉燈鎮(zhèn)流器選用:這兩種燈同樣開(kāi)發(fā)了節(jié)能電感型和電子鎮(zhèn)流器,其性能比較,和前述直管熒光燈鎮(zhèn)流器比較差不多,不過(guò)有些金鹵燈電子鎮(zhèn)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(lèi)燈一般功率較大,電子鎮(zhèn)流器制造難度大,還要有一個(gè)穩(wěn)定提高過(guò)程,需要在試用中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),目前還以應(yīng)用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器為主。
5、 照明配電及控制
這部分是大家熟知的,僅簡(jiǎn)述以下三個(gè)問(wèn)題。
5.1 關(guān)于燈具的接地
關(guān)于燈具的接地要求,設(shè)計(jì)規(guī)范缺乏明確規(guī)定,有的規(guī)范規(guī)定燈具離地面高度小于2.4m時(shí)應(yīng)接地。實(shí)際上絕大多數(shù)燈具都沒(méi)有接地。
燈具的接地要求,應(yīng)按燈具產(chǎn)品防觸電分類(lèi)來(lái)確定。本文4.2節(jié)引述了國(guó)標(biāo)GB7000.1-2002的分類(lèi),和IEC60598-1∶2003最新標(biāo)準(zhǔn)取消O類(lèi)燈具后,只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(lèi)燈具的新規(guī)定,其接地要求如下:
(1)Ⅰ類(lèi)燈具的外露導(dǎo)電部分應(yīng)接地:這是Ⅰ類(lèi)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(lèi)燈具,安全無(wú)有效保證。
(2)Ⅱ類(lèi)燈具不需要接地:因?yàn)樗母郊影踩胧┎皇强拷拥兀强侩p層絕緣或加強(qiáng)絕緣來(lái)保證。
(3)Ⅲ類(lèi)燈具不允許接地:因?yàn)樗怯冒踩碗妷海⊿ELV),低電壓應(yīng)使用隔離變壓器與高電壓隔離,并不應(yīng)接地。
在新修訂的國(guó)標(biāo)GB7000.1-200X實(shí)施后,從立法上取消了O類(lèi)燈具;而實(shí)際應(yīng)用的燈具,大多數(shù)是Ⅰ類(lèi),所以應(yīng)作接地。對(duì)設(shè)計(jì)說(shuō)是一個(gè)很大的變化。
[NT:PAGE]5.2 關(guān)于照明配電線路的中性線
現(xiàn)在絕大多數(shù)使用氣體放電燈,存在諧波電流,尤其是配用電子鎮(zhèn)流器,諧波含量可能會(huì)比較大。特別是3次諧波和3的奇次倍數(shù)諧波電流,在中性線上疊加,使其電流增加很多。應(yīng)按國(guó)標(biāo)GB16895.15-2002的附錄規(guī)定的方法計(jì)算和選擇導(dǎo)體截面。
5.3 關(guān)于照明控制
為了方便使用,為了節(jié)能,應(yīng)重視照明控制設(shè)計(jì)。不單是注重自動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)控制一類(lèi)的大課題,而且要注重那些很小的開(kāi)關(guān),那些最常見(jiàn)的、幾乎應(yīng)用到每個(gè)房間的開(kāi)關(guān)。應(yīng)該按以下要求設(shè)計(jì)照明自動(dòng)控制和手動(dòng)開(kāi)關(guān):
(1)有利于利用天然光:如辦公室、教室、生產(chǎn)車(chē)間等接近窗和遠(yuǎn)離窗分組開(kāi)關(guān);走廊、樓梯間、廁所等按天然光有無(wú)或強(qiáng)弱分組就地開(kāi)關(guān)或遠(yuǎn)控。
(2)有利于無(wú)人時(shí)自動(dòng)關(guān)燈:如旅館客房、住宅樓梯間等,有條件時(shí),延伸到個(gè)人辦公室。
(3)便于管理,集中或自動(dòng)定時(shí)開(kāi)關(guān)燈:如侯機(jī)、侯車(chē)、商場(chǎng)、體育場(chǎng)館、劇場(chǎng)、展廳等公共建筑,辦公樓、旅館的公用場(chǎng)所。
(4)大房間應(yīng)便于部分人或區(qū)段工作時(shí)能分組開(kāi)關(guān)燈。
(5)有利于按工作需要合理分組開(kāi)關(guān)燈:如報(bào)告廳、多功能廳、電化教室等應(yīng)滿足靠近講臺(tái)暗光或關(guān)燈的要求。
6 、嚴(yán)格限制照明功率密度(LPD)值,提高照明能效
6.1 意義
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了七類(lèi)建筑的最常用、量大面廣的房間或場(chǎng)所的LPD最大限值,并作為強(qiáng)制性條文(不包括住宅的LPD值)發(fā)布,對(duì)建筑照明領(lǐng)域內(nèi)提高能效、節(jié)約能源有很重大的意義。
我國(guó)能源不足,電力供應(yīng)緊張,節(jié)能是一個(gè)重要方針,必須堅(jiān)決貫徹。過(guò)幾年,電力供應(yīng)也許會(huì)寬松一些,乃至富余,那時(shí)仍然需要節(jié)能,因?yàn)檫@是長(zhǎng)遠(yuǎn)方針,關(guān)系到降低有害物質(zhì)的排放、保護(hù)環(huán)境的大事。
有人提出規(guī)定LPD限值,給設(shè)計(jì)增加難度,有些場(chǎng)所難以達(dá)到。這個(gè)規(guī)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(yōu)化方案,完全可以達(dá)到規(guī)定的要求。就是某些場(chǎng)所難以達(dá)到,也應(yīng)從技術(shù)上想辦法,調(diào)整裝飾要求,以服從節(jié)能的大局。
6.2 LPD值的計(jì)算
LPD限值是規(guī)定一個(gè)房間或場(chǎng)所的照明功率密度最大允許值,設(shè)計(jì)中實(shí)際計(jì)算的LPD值不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。計(jì)算式如下:
W/m2(1)
式中,P 單個(gè)光源的輸入功率(含配套鎮(zhèn)流器或變壓器功耗),W;
PL 單個(gè)光源的額定功率,W;
PB 光源配套鎮(zhèn)流器(或變壓器)的功耗,W;
S 房間或場(chǎng)所的面積,m2。
6.3 設(shè)計(jì)程序和應(yīng)用
照明設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)逐個(gè)房間或場(chǎng)所按使用條件確定照度標(biāo)準(zhǔn),初選光源、燈具、鎮(zhèn)流器的類(lèi)型、規(guī)格,計(jì)算平均照度,使之符合規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值,并使計(jì)算照度偏差不超過(guò)-10%或+10%;再按式(1)計(jì)算LPD值,和規(guī)定的LPD值(現(xiàn)行值)對(duì)比,不超過(guò)規(guī)定即符合要求。如果超過(guò)規(guī)定,應(yīng)調(diào)整方案,至達(dá)到規(guī)定為止。
有人要把以上程序倒過(guò)來(lái),即不作照度計(jì)算,將規(guī)定的LPD限值當(dāng)作單位面積安裝功率,倒推算出光源數(shù)量,這是不對(duì)的。這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果是,雖符合LPD限值標(biāo)準(zhǔn),但卻不知道照度是多少?有兩種極端的狀態(tài):一種是選用的光源等器材效率低,照度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),甚至相差甚遠(yuǎn);另一種是選用了很高效的光源等器材,計(jì)算照度可能超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值很多,甚至可以超過(guò)50%~60%,這樣就大大浪費(fèi)了能源。
6.4 設(shè)計(jì)中降低LPD值的措施
引用平均照度Eav的計(jì)算式如下:
(2)
式中,N 光源個(gè)數(shù);
Ф 單個(gè)光源的額定光通量,lm;
UF 利用系數(shù);
K 維護(hù)系數(shù);
S 房間或場(chǎng)所的面積,m2。
光源的光效ηs(含鎮(zhèn)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(yīng)采取以下措施:
(1)首要的是提高光源的光效ηs,包括降低鎮(zhèn)流器功耗。
(2)另一個(gè)重要的措施是提高利用系數(shù)UF,就是要選用效率高的燈具,以及和房間室形相適應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計(jì)中,計(jì)算照度盡量控制在標(biāo)準(zhǔn)值,不要超過(guò)110%。
只要精心設(shè)計(jì),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,定能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的LPD指標(biāo),為節(jié)能做出成績(jī)。
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