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对大空间办公室照明节能的思考
作者:山西勘察设计协会 文章来源:未知 点击数: 更新时间:2015-06-01 09:30

对大空间办公室照明节能的思考

山西省建筑设计研究院  王晓红

 

    摘要:通过对大空间办公室两种照明设计方案的比较,阐述了照明设计在节能方面的重要性以及高科技产品在节能方面所发挥的作用。

    Abstract: through the comparison of two kinds of office space lighting design scheme, expounds the importance of energy conservation in lighting design and high-tech products can play in the role of energy saving.

    关键词:照明设计照明节能照明功率密度值照度

    Keywords:  lighting design, Lighting energy saving, lighting power density, illuminance

当今,我国大力倡导建设节约型社会,人们普遍重视绿色节能,照明节能成为照明设计中必须认真考虑的问题。《建筑照明设计标准》将照明功率密度值作为照明节能的评价指标,规定了照明功率密度值的现行值和目标值,现行值是必须满足的标准,而目标值是经过努力可以达到的标准(在满足照度要求的前提下,我们应力求照明功率密度值最小)。照明设计不能是简单的布置灯具,方案的合理与否直接关系到建筑物使用中的照明能耗。有些照明设计看似非常合理,但在实际应用中会发现有些不尽人意,甚至是过于浪费,特别在大空间办公场所尤其明显。

图一

图一是某办公室的照明平面图,照明灯具选用嵌入式格栅灯具配电子整流器,光源选用T8型荧光灯管;设多组翘板开关控制灯具,所控灯具与侧窗平行,照明设计计算照度338Lx,功率密度值10.8瓦/每平米,小于《建筑照明设计标准》中现行值11瓦/每平米,符合建筑照明设计标准的节能要求,是一个符合标准的设计。但结合实际使用仔细分析此方案,存在一些问题:一是照明没有针对性,灯具就天花板均匀布置,没有与办公桌对应,导致整体功率密度值偏高;二是控制范围偏大,每个回路控制的灯具跨越三个工作区,控制区域偏大,不易根据需要灵活控制,容易造成不必要的能源消耗。在满足照度和舒适度的前提下,考虑办公室布局及办公性质,照明设计方案再做改进,就能进一步降低功率密度值,节约能源避免不必要的浪费。

图一所示的办公室实际用作建筑设计室,容纳五十多名设计师办公。设计师工作时间面对电脑屏幕,对周围光线变化不太敏感,即使自然光线已非常充足也不会产生主动关灯的意识。每天早晨七点半到八点之间,设计师进入办公室,室内光线较为昏暗,他们会主动开灯,借助人工照明满足照度要求。随着时间推移,太阳光慢慢增强,室内光线会越来越好,正常到上午九点半左右,自然光完全能够满足工作需要的照度要求。可是,此时大家处于非常投入的工作状态,不太注意室内光线的变化而主动去关灯,灯具一直处于点亮状态,并不发挥什么作用而白白耗能。这样的时间平均一天大约有七个小时(每天都会不同,冬季、夏季差别更大)。图一中办公室共有36盏灯具,每盏灯具功率为80W,若一年的法定工作日按250天,每天浪费七个小时计算。这个办公室一年总共浪费掉的电能等于36x80x7x250=5040000wh=5040kwh。非居民电价按0.8元/kwh计算,那么,这个办公室一年需多支付电费5040x0.8=4032元。生活中,类似这样的办公室很多,粗估一下便知电能和资金的浪费是惊人的。

如果我们将上述办公室根据具体的使用情况进行照明专项设计,结果就会不同。

图二

首先仔细研究一下该办公室的平面图,该办公室有以下两个特点:第一,办公室南北两侧的净深都是六米,最靠里的一排办公桌距离窗户不到四米,采光窗都是四米宽两米高的大窗,在这样的距离内,室外自然光投射到每一点的光强差别不大;第二,办公桌分组集中布置,而不是均匀分散布置。这样看来,图一中灯具的布置与控制方式都不太合适。首先,根据办公桌的摆放特点划分出若干办公区,每个办公区布置两盏三管荧光灯,将灯具的安装位置与办公桌对应起来,在满足办公区照度值的同时,适当降低走道处(图中阴影部分)的照度,这样既可以减少灯具的安装数量,降低灯具总安装功率,又不影响照明质量。第二,办公区域的灯具控制选用先进的智能感应器控制,这种智能感应器兼容了被动红外感应技术和高频雷达感应技术,同时具有光敏感应技术和时间设置功能。两种感应技术的应用使得感应器的可靠性、灵敏度更高,以确保人来亮灯、人走关灯。光敏感应技术是对环境中紫外光进行探测,并与设定值作比较,当环境紫外光值低于设定值时就自动打开所控制的灯具,当环境光照度满足工作需求时就自动关闭所控制的灯具。时间设置是一个在十秒~十五分钟的一个延时功能,可以避免灯具的频繁开关。如图所示,考虑到投资问题以及该办公室的具体情况,我们将整个办公室划分为六个探测感应控制区域,每个控制区域安装一只感应器,将感应器的探测面积调整为相应控制区域的面积,做到无死角全方位覆盖,达到工作区内有人时亮灯、无人时灭灯、当自然光满足工作需求时自动灭灯、当自然光低于工作需求时自动开灯的效果,彻底解决大区域办公室因无人主动关灯而造成的电能浪费。第三,针对改图区设置局部照明,由专用的翘板开关控制,需要时开灯,不需要时随手关灯。图二是我们改进后的照明设计方案,光源选用三基色T5型荧光灯管(比普通T8管更高效节能,可以降低功率密度值),新的设计方案中照明功率密度值为7.1瓦/每平米,远小于《建筑照明设计标准》中规定的目标值9瓦/每平米,而办公区的照度值却达到了340lx,同时还最大限度的利用了自然光。

图二与图一方案相比,首先是灯具的总安装功率减少了720W,相同的照明时间内就可以节约四分之一电能。再加上采用了智能感应器自动控制灯具点亮,比人为控制更容易做到舒适节能。

目前,在建筑照明设计中,由于大家对照明节能认识不充分,导致了很多如图一所示的办公室照明方案。有的是因为业主提条件不够具体,导致设计方案脱离实际情况;有的是因为设计师责任心不强,设计中仅仅追求满足设计标准要求、不违反强制性条文即可,而不愿在节能方面认真思考并进行方案优化;还有的是建设方片面追求低成本,而没有综合评价长期投资与受益关系,缺乏社会整体效益眼光。目前高品质的智能感应器多是进口产品,价格比较高,恰恰是价格问题导致好多节能方案止步。事实上,只要经过认真分析,充分考虑初始投资与节电的关系,制定出合理的方案,价格就不是问题。如图二所示,我们没有选择理论上最节能的一个感应器控制一盏灯的方案,而是充分分析了办公室的尺寸特征、桌椅摆放特点、办公性质等诸多因素,分区分组设置感应器,每个感应器控制一组灯具,大大减少了初次投资,而在节电方面又有很大的成效。经过照明专项设计后,虽然增加了一些初始投资,但带来的却是很大的节能回报,大概两年多的时间就可以收回投资,是一个性价比可观的方案。

常言道:细节决定成败,在照明节能方面也是如此。长期以来,由于电气照明在建筑物的建设总投资中所占比例非常小,照明设计不被重视,照明节能更是被忽视。在旧建筑的节能改造中也是如此,大家首先要做的就是增加保温层、减少热传导,而于照明方面仅仅是更换灯具而已,很少有人想到进行照明专项设计。但是有资料显示,公共建筑物投入使用后,照明能耗占建筑物总能耗的百分之二十到三十,所占比例是相当可观的。所以,照明节能不容忽视,尤其是可控性差的大空间办公室。建议设计师在进行大空间办公室的照明设计时,一定要按照业主提供的办公室布局精心考虑,如果没有具体布局,则仅预留合理的配电箱容量及出线回路即可,待业主确定了使用性质及办公室布局后,再进行照明专项设计。在照明设计时,还要根据需要科学使用先进的高科技节能产品,既可以避免因二次改造而带来的浪费,又可以因地制宜的做出完美的节能方案。