系统的节能效果

5．6　系统的节能效果

1）建筑照明节能的途径

节能是当今人类在面临生存与可持续发展重大问题的大环境下世界建筑发展的基本趋向。建筑能耗中照明节能是技术进步的一个重大标志，也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。在我国，照明用电量大约占发电量的10%，并且主要以低效照明为主，因此，照明终端节能具有很大的潜力。建筑照明节能工作主要从以下几个方面着手:

（1）采用新型高效节能光源

用紧凑性节能灯替代白炽灯，能节约电能80%，并且寿命长达10 000h，可以降低维护和替换费用。研究开发使用发光二极管（LED）光源等半导体照明，是21世纪最具发展前景的高技术领域之一，它具有高效、节能、安全、环保、寿命长、易维护等显著特点，被认为是最有可能进入普通照明领域的一种新型第4代“绿色”光源。

（2）重视利用太阳能

随着科学技术发展，特别是节能要求的迫切，人们对自然光的利用进行了大量研究，并初步提出一套设计方法。国际照明委员会天然采光技术委员会专门组织各国专家对近年取得的采光设计经验和科学成果进行了总结，编写了《国际采光指南》，为设计、科研、教学等有关人员提供了设计依据和标准。利用晴天采光计算方法设计采光，约可减小15%的开窗面积，具有重要的节能和经济意义。

（3）采用智能照明控制技术

智能照明控制是智能控制技术与照明的结合，其目的是在大幅度提高照明质量的前提下，使建筑照明的时间与数量更加准确、节能效果更佳。

原来进行照明计算时，对于建筑物内照明设备的计算负荷是按照明设备的安装容量乘以需要系数得到的，即

式中:P———计算负荷（W）；

　p_c———照明设备的安装容量，包括光源、辅助电气设备的额定消耗功率、电压降（W）；

　k———计算系数，表示不同性质的建筑物对照明负荷需要的程度，可查表5．7得到。

表5．7　各种建筑物的照明负荷系数

采用智能照明控制系统后，建筑物内照明设备的计算负荷就等于其安装容量，即

建筑物内某一时段的用电量为:

式中:W———照明设备用电量（kW·h，即“度”）；

　P———照明设备的计算负荷（W）；

　t_i———照明设备工作的时段（h）。

若照明设备需调光，则用电量还要乘以节电百分数。建筑物总的用电量为全天各时段用电量之和。

2）建筑照明节能的效果

以某大楼采用智能照明控制系统设计前后的电能消耗数据对比，说明智能照明控制系统的节能效果。

（1）设计功能

每天早晨、傍晚和上班高峰时段，走廊筒灯和灯槽灯带自动按软件预先设定时间全部开启，其他时间段只开启灯槽灯带或筒灯，这样可以最大限度地减少不必要的灯具开启，延长灯具寿命，降低维护成本，节约能源。

电梯厅日常只开启灯槽灯带，其他装饰性照明灯具如射灯、Pa灯只开启到30%状态，待有人进入到电梯厅，通过红外感应触发，将装饰性照明灯具亮度渐渐调节到100%状态，给人以一种欢迎的感觉。待人员离开后，灯具再渐渐恢复至30%状态。这样做的好处在于:

①能营造出欢迎的灯光氛围，人性化控制，提升档次。

②通过调节灯光亮度，最大限度地节约能源，延长灯具使用寿命，降低维护成本。

③通过调节亮度，减少灯光紫外线对展品及装饰品的伤害，降低运营成本（调光控制需要选择可调光灯具）。

（2）设备配置

在每层的配电箱中安装5个功率扩展器，每隔3层在配电柜门板上掏孔安装控制器，在每层的电梯厅安装2个红外线吸顶探测器。

（3）照明设计及能耗计算

大厦每层的负荷功率计算结果如表5．8所示。大厦每天的公共区域灯光的使用时段如图5．44所示。

表5．8　大厦每层的负荷功率计算

图5．44　公共区域灯光的使用时段（使用系统前）

大厦未使用智能照明控制系统时，每天06:00至20:00期间，灯光打开（根据作息习惯）；20:00至次日06:00属于办公楼清洁或维护时间段，楼内人员基本走完，此期间段灯光关闭50%。

此状况下每一天使用的电量为:

在大厦内电梯厅和公共走廊安装智能照明控制系统用于节约能源，其节能策略如下。在控制器中编辑每天固定的时间表，用以不同的时间段，如工作时间、清洁时间、休息时间或巡更时间等，在人员流动比较小的时间段尽量关闭一些回路的负载。使用PIR被动式红外线传感器自动检测人体移动来增强走廊的照度。使用现场控制面板现场控制灯光。详细控制策略如图5．45所示。

图5．45　公共区域灯光的使用时段（使用系统后）

第一时间段:06:00～08:00，由于此时段为上班前，相对人员流动比较小，此时段通过智能照明控制系统的时间控制功能自动打开10%的灯光用于照明，其他灯光可由红外线传感器控制，当有人经过时，打开一部分灯光以增强走廊的照度，此时段传感器动作将消耗10%的电能。与原来同期相比，使用智能照明控制系统和控制策略后，节省80%的电量。本时段使用电量为:

式中:η———打开灯光的比例（%）。

第二时间段:08:00～12:00，属于办公时间，灯光全部打开。本时段使用电量为:

第三时间段:12:00～14:00，属于午餐及午休时间，关闭70%的灯光，由于此时段出入的人员会比较多，故此时段传感器动作将消耗40%的电能。与原来同期相比，使用智能照明控制系统和控制策略后，节省30%的电量。本时段使用电量为:

第四时间段:14:00～18:00，属于办公时间，灯光全部打开。本时段使用电量为:

第五时间段:18:00～20:00，大部分人员下班离开，但仍然有部分人员加班、办公，故关闭50%的灯光，而传感器动作消耗20%的电能。与原来同期相比，使用智能照明控制系统和控制策略后，节省30%的电量。本时段使用电量为:

第六时间段:20:00～22:00，为清洁时段，只开启20%的灯光，同时配合使用红外线传感器以提高电梯厅及公共走道的照度，此时段传感器动作将消耗30%的电能。与原来同期相比，使用智能照明控制系统和控制策略后，节省50%的电量。本时段使用电量为:

第七时间段:22:00～24:00，出入人员非常少，开启10%的灯光，且传感器消耗10%的电能。与原来同期相比，使用智能照明控制系统和控制策略后，节省80%的电量。本时段使用电量为:

第八时间段:00:00～06:00，无人出入大厦，只有保安按时进行巡更工作，此时段打开5%的灯光，传感器消耗5%的电能。与原来同期相比，使用智能照明控制系统和控制策略后，节省90%的电量。本时段使用电量为:

最后，可得到大厦公共区域使用智能照明控制系统后的所有时段的智能照明策略，并计算出各个时段所使用的电量。通过这些数据计算出大厦一层一天使用的电量为:

至此，大厦每层公共区域内的灯光每天节省电能:56．0kW·h－38．7kW·h＝17．3kW·h，则节能比例为: