實(shí)施綠色照明技術(shù)措施

《綠色照明技術(shù)》課程教案實(shí)施綠色照明的技術(shù)措施GreenLights主講：林堯林2014年章節(jié)內(nèi)容光源照明器具照明標(biāo)準(zhǔn)和照明方式照明質(zhì)量和光環(huán)境照明配電課程概述照明控制光照效率光污染有害物治理和回收利用維護(hù)和管理照明的照度標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)視覺工作的需要規(guī)定的各類環(huán)境中必需的照度標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50034-2004)》系在原國家標(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)》GB50034-一92的基礎(chǔ)上，總結(jié)了居住、公共和工業(yè)建筑照明經(jīng)驗(yàn)，通過普查和重點(diǎn)實(shí)測調(diào)查，并參考了國內(nèi)外建筑照明標(biāo)準(zhǔn)和照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)修訂、合并而成。其中照明節(jié)能部分是由國家發(fā)展和改革委員會環(huán)境和資源綜合利用司組織主編單位完成的?！督ㄖ彰髟O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50034-2004)》由總則、術(shù)語、一般規(guī)定、照明數(shù)量和質(zhì)量、照明標(biāo)準(zhǔn)值、照明節(jié)能、照明配電及控制、照明管理與監(jiān)督共八章和二個(gè)附錄組成。主要規(guī)定了居住、公共和工業(yè)建筑的照明標(biāo)準(zhǔn)值、照明質(zhì)量和照明功率密度。照明方式一般照明分區(qū)照明局部照明混合照明照明方式選擇當(dāng)照明場所要求高照度，應(yīng)選混合照明方式當(dāng)工作位置密集時(shí)，可采用單獨(dú)的一般照明方式，但照度不宜太高（<500lx）工作位置密度不同，可采用分區(qū)一般照明方式。工作區(qū)與非工作區(qū)照度比不宜大于3:1高達(dá)廠房照明，在高處通常采用一般照明方式，在墻體或柱子上裝燈間接照明或發(fā)光頂棚不節(jié)能亮度分布亮度差別太大會導(dǎo)致視覺疲勞被觀察對象亮度高于其臨近環(huán)境亮度3倍時(shí)，視覺舒適被觀察物體與鄰近環(huán)境反射比0.3-0.5；頂棚0.2-0.4；墻面0.5-0.7；地面0.2-0.4眩光直接眩光放射眩光室內(nèi)控制措施透光材料遮光角光色光線必須從一個(gè)方向照射來體現(xiàn)物體的立體感當(dāng)物體的明亮部分同最暗部分的亮度比為2：1以下時(shí)，形成呆板的感覺，形成10：1的亮度比時(shí)，則視覺對比過于強(qiáng)烈，最理想的是3：1的亮度比色溫及顯色指數(shù)2.5提供安全穩(wěn)定的照明配電

2.5.1電壓質(zhì)量各類電源的電壓偏移，不宜高于其額定電壓的105%；不宜低于額定電壓的90%~95%電力系統(tǒng)10kV以下電壓波動(dòng)允許值不大于2.5%電閃變允許值（等效10Hz）不大于0.6%，對要求較高的白熾燈不大于0.4%電壓波動(dòng)值達(dá)到4%時(shí)，波動(dòng)次數(shù)每小時(shí)不宜超過10次提高電壓質(zhì)量從配電系統(tǒng)采取的措施照明負(fù)荷大、視覺要求高的場所，宜采用照明專用配電變壓器照明不應(yīng)與大功率沖擊性負(fù)荷共用變壓器與電力合用配電變壓器時(shí)，照明應(yīng)由獨(dú)立的饋電線供電當(dāng)高壓側(cè)電壓偏移較大、照明視覺要求較高時(shí)，配電變壓器宜采用自動(dòng)有載調(diào)壓變壓器提高電壓質(zhì)量從配電系統(tǒng)采取的措施視覺要求高的場所，可在照明電線路裝設(shè)自動(dòng)穩(wěn)壓和調(diào)壓裝置配電線路功率因數(shù)不宜小于0.9降低配電干線和分支線阻抗，采用銅芯導(dǎo)線或電纜，適當(dāng)加大導(dǎo)體截面積氣體放電燈照明系統(tǒng)熒光燈宜采用電子鎮(zhèn)流器，其功率因數(shù)不宜低于0.97高強(qiáng)度氣體放電燈采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器時(shí)，可選用恒功率型鎮(zhèn)流器采用電感鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)有補(bǔ)償功率因數(shù)措施，宜單燈裝設(shè)電容器，使功率因數(shù)不低于0.9照明配電系統(tǒng)國標(biāo)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》適當(dāng)加大導(dǎo)體截面合理選擇導(dǎo)體材料和截面室內(nèi)照明導(dǎo)體選用銅材質(zhì)功率因素補(bǔ)償氣體放電燈的功率因數(shù)相對較低，在0.4-0.55,大量的無功功率增大了照明線路電流和變壓器容量補(bǔ)償方式單燈補(bǔ)償集中裝設(shè)電容器組諧波污染非線性的照明系統(tǒng)及照明設(shè)備均會產(chǎn)生諧波，各種氣體放電燈及鎮(zhèn)流器也是照明系統(tǒng)諧波的主要來源補(bǔ)償電容放大諧波電流采用電子鎮(zhèn)流器諧波含量增大照明調(diào)光設(shè)備、控制設(shè)備也會產(chǎn)生諧波諧波的危害諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。22電流諧波總值太大使燈的壽命縮短。以電容鎮(zhèn)流為例：23電流波形因子與燈壽命的關(guān)系

24電流諧波總值太大使燈的功率因子無法用電容補(bǔ)償。燈電壓是基波（50Hz),燈電流包括基波和高次諧波，高次諧波與基波的乘積的平均值為零，所以高次諧波電流不作有用功。此高次電流無法用電容補(bǔ)償。諧波的治理常用的諧波治理的方法無外乎有二種，無源濾波和有源濾波無源濾波器的主要結(jié)構(gòu)是用電抗器與電容器串聯(lián)起來，組成LC串聯(lián)回路，并聯(lián)于系統(tǒng)中，LC回路的諧振頻率設(shè)定在需要濾除的諧波頻率上，例如5次、7次、11次諧振點(diǎn)上，達(dá)到濾除這3次諧波的目的。其成本低，但濾波效果不太好，如果諧振頻率設(shè)定得不好，會與系統(tǒng)產(chǎn)生諧振。有源諧波有源諧波濾除裝置是在無源濾波的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的濾波效果好，在其額定的無功功率范圍內(nèi)，濾波效果是百分之百的。它主要是由電力電子元件組成電路，使之產(chǎn)生一個(gè)和系統(tǒng)的諧波同頻率、同幅度，但相位相反的諧波電流與系統(tǒng)中的諧波電流抵消。但由于受到電力電子元件耐壓，額定電流的發(fā)展限制，成本極高，其制作也較之無源濾波裝置復(fù)雜得多，成本也就高得多了。濾波器照明設(shè)備選擇（考慮諧波）氣體放電燈采用電感鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)選節(jié)能型，其總諧波含量應(yīng)不大于10%采用電子鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)選用低諧波的L級產(chǎn)品，其總諧波含量不宜大于15%采用照明調(diào)光、控制設(shè)備的，應(yīng)有良好的濾波措施，滿足諧波含量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定三相負(fù)荷平衡度不宜超過10%三次諧波含量過大時(shí)，裝設(shè)三次諧波濾波器照明控制開關(guān)控制調(diào)光控制智能照明控制系統(tǒng)自然光被動(dòng)式天然采光側(cè)窗采光被動(dòng)式天然采光頂部采光主動(dòng)式自然采光鏡面反射或擱板采光法導(dǎo)光管采光法光纖導(dǎo)光采光法利用光纖將陽光傳送到建筑室內(nèi)需要采光部位的方法導(dǎo)光棱鏡采光法利用棱鏡的作用改變?nèi)肷涔獾姆较?，使太陽光照射到房間深處光伏效應(yīng)間接采光照明法利用太陽能電池天然采光的基本原則辦公室、學(xué)校、教室、醫(yī)院診室的窗地面積比應(yīng)不小于1/5住宅起居室和臥室、醫(yī)院的病房應(yīng)直接采光，其采光窗的窗地面積比不應(yīng)小于1/7商業(yè)建筑大廳在有條件時(shí)，宜采用頂部采光窗采光工業(yè)建筑宜采用平天窗采光供電不方便的場合，宜采用太陽能光伏電源光氣侯：光氣侯：指室外光線的變化和影響它變化的一些氣象因素。天然光的組成：直接光：太陽光穿過大氣層式，一部分透過大氣層達(dá)到地面，稱為直接光。它形成的照度高，并具有一定的方向，在物體背后出現(xiàn)明顯的陰影。天空擴(kuò)散光：太陽光中一部分碰到大氣層中空氣分子、灰塵、水蒸氣等微粒，產(chǎn)生多次反射，形成天空擴(kuò)散光。它使天空具有一定亮度，這部分光形成的照度較低，沒有一定方向，不能形成陰影。晴天晴天：指天空無云或很少云（云量占整個(gè)天空面積的30%以下）的天氣。地面照度由太陽直射光和天空散射光組成。全云天：指天空全部為云所遮蓋，看不見太陽。室外天然光全部為擴(kuò)散光，物體后面無陰影。全云天從影響室外地面照度的主要因素來看：我國地域遼闊，同一時(shí)刻南北方的太陽高度角相差很大；從日照率看，由北、西北往東南方向逐漸減少，而以四川盆地一帶為最低；從云量看，大致時(shí)自北向南逐漸增多，新疆南部最少，華北、東北少，長江中下游較多，華南最多，四川盆地特多；以云狀看，南方以低云為主，向北逐漸以高、中云為主。這些特點(diǎn)說明，天然光照度中，南方以天空擴(kuò)散光照度較大，北方和西北以太陽直射為主。我國光氣侯概況采光標(biāo)準(zhǔn)：

采光系數(shù)：室內(nèi)某一點(diǎn)的天然光照度（）和同一時(shí)間的室外全云天水平面天然光照度（）的比值。

采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值：

經(jīng)過對已建成建筑采光現(xiàn)狀進(jìn)行的現(xiàn)場調(diào)查，采光口的經(jīng)濟(jì)分析以及我國光氣侯特征和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的分析，將視覺工作分為5級，提出了各級視覺工作要求的天然光照度最低值為、、、

、。

把室內(nèi)天然光照度等于采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值時(shí)的室外照度稱為“臨界照度”，也就是需要采用人工照明的室外照度極限值。采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定臨界照度值為，四川、貴州等地適當(dāng)降為。

確定臨界照度標(biāo)準(zhǔn)值后就可將天然光照度最低值換算成采光系數(shù)最低值，如表14-1?？梢酝ㄟ^采光口調(diào)整采光系數(shù)采光口一、側(cè)窗（一）單側(cè)窗（二）雙側(cè)窗二、天窗（一）矩形天窗（二）鋸齒形天窗（三）平天窗（四）橫向天窗（五）井式天窗

采光口：為取得天然光，在房屋的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻、屋頂）上開了各種形式的洞口，裝上各種透明材料，如玻璃、有機(jī)玻璃等窗扇，以防護(hù)自然界的各種侵襲（如風(fēng)、雨、雪等）。這些窗扇的透明孔洞統(tǒng)稱為“采光口”。按采光口位置，可分為側(cè)窗和天窗；有的同時(shí)采用側(cè)窗和天窗，稱為混合采光。一、側(cè)窗：側(cè)窗：在房間的一側(cè)或兩側(cè)墻上開的窗，是最常見的一種采光形式。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，布置方便，造價(jià)低廉，光線具有強(qiáng)烈的方向性，有利于形成陰影，因此對觀看立體物件特別適宜，并可直接看到外界景物，擴(kuò)大視野，被普遍使用。應(yīng)用：進(jìn)深不大，僅有一面外墻的房間，普遍利用單側(cè)窗采光。主要優(yōu)點(diǎn)：光線自一側(cè)投射，有顯著的方向性，使人側(cè)容貌和立體物件形成良好的光影造型。當(dāng)工作位置與有窗的外墻向垂直布置時(shí)，能幽香避免光幕反射和不舒適的眩光。如圖。（一）單側(cè)窗：影響側(cè)窗采光效果的因素：室內(nèi)一定獲得天空直射光數(shù)量是由該點(diǎn)透過窗子看到的天空面積大小決定的，離窗子愈遠(yuǎn)，看到的天空面積愈??；全陰天時(shí)，天頂要比地平線附近的天空亮得多；由窗子投射來的光線與受光面的夾角越大，照度越高，投射角越小，照度越?。皇彝饩拔飳μ炜找曈虻恼趽酢＿@些因素都造成側(cè)窗采光房間的晝光照度隨離開窗子的距離而迅速降低，照度分布很不均勻。為由較好的采光均勻度，單側(cè)采光房間的進(jìn)深一般不超過窗上沿高度的2—5倍為宜。幾種常用的側(cè)窗形式：在相對兩面?zhèn)葔﹂_窗能將采光進(jìn)深加倍，同時(shí)緩和實(shí)墻與窗洞間的亮度對比。相鄰兩面墻上都開側(cè)窗，在緩和墻與窗的對比上效果更顯著，但采光進(jìn)深增加有限。（二）雙側(cè)窗：天窗：天窗是在屋頂上開窗。天窗一般可分為矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗、橫向天窗和井式天窗。（一）矩形天窗：應(yīng)用于單層工業(yè)廠房。如圖。特點(diǎn)：采光效率最低，但眩光小，便于組織自然通風(fēng)。（二）鋸齒形天窗：特點(diǎn)：屋頂傾斜，可以充分利用頂棚的反射光，采光效率比矩形天窗約高。當(dāng)窗口朝北布置時(shí)，完全接受北向天空漫射光，光線穩(wěn)定，直射日光不會照進(jìn)室內(nèi)，因此減小了室內(nèi)溫濕度的波動(dòng)及眩光。為減小多跨大面積鋸齒形天窗單方向進(jìn)光的方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，應(yīng)盡量提高頂棚反射率并選擇正確的布置方式。（三）平天窗：平天窗施工方便，造價(jià)低，僅為矩形天窗的。平天窗在水平面的投影面積較同樣面積的垂直窗的投影面積大，如圖14-6。平天窗布置靈活，照度易于達(dá)到均勻。如圖14-7。平天窗有多種做法，可用于多種屋面。如圖14-8。考慮到采光和通風(fēng)，通風(fēng)孔和采光口綜合考慮，有的作成通風(fēng)采光合用窗，如圖。平天窗的污染情況。平天窗易產(chǎn)生眩光和過熱現(xiàn)象需采取措施避免。平天窗在北方寒冷地區(qū)要有防凝水措施。（四）橫向天窗：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖14-11。（五）井式天窗：井式天窗為通風(fēng)上的要求，只在屋架的局部作成開口，使進(jìn)口較小，起抽風(fēng)作用。主要用于熱車間。14-3采光設(shè)計(jì)一、了解設(shè)計(jì)對象的采光等要求（資料收集）（一）采光要求（二）其它要求二、選擇采光口的形式三、確定采光口位置四、估計(jì)采光口尺寸一、了解設(shè)計(jì)對象的采光等要求（資料收集）（一）采光要求：1。車間的工作特點(diǎn)和精密度。

不同的工作特點(diǎn)和所要求的精密度對室內(nèi)照度的要求也不相同，應(yīng)根據(jù)這兩個(gè)因素確定室內(nèi)照度和窗地比。我國對視覺工作分級及窗地比的規(guī)定見表14-2、14-3、14-4、14-5。2。工作面的位置。工作面有水平、垂直和傾斜之分，窗的形式和位置的選擇應(yīng)與之適應(yīng)。不同的工作面位置，采光系數(shù)的計(jì)算方法也不同。3。工作對象的表面狀況。工作對象表面是平面的還是立體的，是光滑的還是粗糙的，都影響窗形狀和窗位置的確定。4。工作中是否允許直射陽光進(jìn)入。直射陽光可能會引起眩光或過熱，應(yīng)在窗口的選型、朝向和材料等方面考慮。5。工作區(qū)域。要考慮各工作區(qū)對采光的不同要求。1。通風(fēng)要求。采光與通風(fēng)，誰是主要矛盾，應(yīng)依照房屋的性質(zhì)而定。2。絕熱要求。應(yīng)適當(dāng)控制窗口面積，避免盲目開大窗。3。瀉爆要求。易引起爆炸危險(xiǎn)的建筑，應(yīng)設(shè)置大面積瀉爆窗，從窗的面積和構(gòu)造處理上解決減壓問題，以減低爆炸壓力，保證結(jié)構(gòu)安全。4。立面要求。窗的形式與尺度直接關(guān)系到建筑的立面造型。5。經(jīng)濟(jì)要求。不同形式的窗，其造價(jià)不相同，增大面積必增加造價(jià)。因此，應(yīng)考慮適當(dāng)限制窗面積。（二）其它要求：二、選擇采光口的形式基本原則：以設(shè)置側(cè)窗為主，天窗給予補(bǔ)充。三、確定采光口位置對于側(cè)窗：往往將其設(shè)置在南北向的側(cè)墻上，即窗口對南或北。對于天窗：應(yīng)根據(jù)車間的形式與相鄰車間的關(guān)系確定天窗的位置及大致尺寸。四、估算采光口尺寸根據(jù)車間視覺工作分級和擬定的采光口形式和位置，即可進(jìn)行采光口面積的估算工作。即根據(jù)窗地比來確定。采光計(jì)算一、確定采光計(jì)算中需要的數(shù)據(jù)二、計(jì)算步驟及方法采光計(jì)算的目的：驗(yàn)證本設(shè)計(jì)是否符合采光標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)。采光計(jì)算的方法：利用公式計(jì)算，利用特別制定的圖表計(jì)算。國家采光標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法：利用圖表，按房間的窗地比直接查出采光系數(shù)最低值；也可按采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的采光系數(shù)值，求出需要的窗地比。一、確定采光計(jì)算中需要的數(shù)據(jù)采光計(jì)算中需要的數(shù)據(jù)主要有：車間尺寸；采光口材料及厚度；承重結(jié)構(gòu)形式及材料；表面污染程度；室內(nèi)表面反光程度。二、計(jì)算步驟及方法（一）側(cè)窗采光計(jì)算：按采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，側(cè)窗的采光系數(shù)最低值設(shè)計(jì)值為：帶形窗洞的采光系數(shù)最低值；考慮窗間墻擋光影響的窗寬系數(shù)；窗的總透光系數(shù)；室內(nèi)反射光增量系數(shù)；室外遮擋物遮擋系數(shù)。帶形窗洞的采光系數(shù)最低值考慮在全云天空時(shí)帶形側(cè)窗窗洞的采光系數(shù)。如圖14-14。圖14-15計(jì)算圖例。圖中P點(diǎn)為采光系數(shù)最低值的計(jì)算，它由不同剖面形式所決定。由于圖14-14所給的值是按窗下沿和工作面處于同一水平時(shí)的情況作出的，若窗下沿高于工作面時(shí)（如圖14-15（c）中的高側(cè)窗），應(yīng)按查出值，然后按查出值，此時(shí)高窗所形成的若窗外設(shè)有較大的水平挑檐或遮陽板，如圖14-15（a），這時(shí)的實(shí)際應(yīng)按挑檐外沿至點(diǎn)連線以下的高度計(jì)算。2。窗寬系數(shù)實(shí)驗(yàn)得知：它是該墻面上得總窗寬和墻面總長度的比值，即3。室內(nèi)反射光增量系數(shù)由于室內(nèi)各表面的反光系數(shù)不同，一般用反光系數(shù)平均值代表整個(gè)房間的反光程度，求法如下：分別為天棚、墻面、地面及窗口的反光系數(shù)。其中可取計(jì)算。為天棚、墻面、地面及窗口的表面積。實(shí)驗(yàn)表明，值與、房間尺度（即房間進(jìn)深和窗高之比）、有否內(nèi)墻存在等因素有關(guān)，具體值見表14-6。不同材料窗框的斷面大小不同，窗玻璃的層數(shù)、品種、環(huán)境的污染也不一樣。綜合考慮這些影響因素，的值為4。窗的總透光系數(shù)為玻璃透光系數(shù)，查表13-2。為窗結(jié)構(gòu)透光系數(shù)，它考慮窗框材料和窗框?qū)訑?shù)等對采光的影響，其值可由表14-7查出。為玻璃污染系數(shù)，它考慮室內(nèi)外環(huán)境對窗玻璃的污染影響，現(xiàn)按每年打掃1-2次考慮，具體數(shù)值見表14-8。5。室外遮擋系數(shù)根據(jù)試驗(yàn)，遮擋程度與對面遮擋物的平均高度（從計(jì)算工作面算起）、遮擋物至窗口的距離、窗高以及計(jì)算點(diǎn)以及計(jì)算點(diǎn)至窗口的距離等尺寸有關(guān)，具體值見表14-9。（二）天窗采光計(jì)算：按采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，天窗的采光系數(shù)最低值為：帶形窗洞的采光系數(shù)最低值；高跨比修正系數(shù)；窗的總透光系數(shù)；室內(nèi)反射光增量系數(shù)；1。窗洞采光系數(shù)具體值查圖14-16。是實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，利用