韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：本文基于節能視角對工業(yè)廠(chǎng)房的照明設計特點(diǎn)、高效照明裝置節能產(chǎn)品選用及電氣優(yōu)化設計進(jìn)行了分析探討，具有較強的指導性和價(jià)值性，供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：節能；工業(yè)廠(chǎng)房；照明設計；特點(diǎn)；優(yōu)化設計

0引 言

在工業(yè)領(lǐng)域，照明對企業(yè)的發(fā)展間接起到十分重要的作用。合理的照明設計與提高工廠(chǎng)生產(chǎn)率息息相關(guān)，提高照明質(zhì)量可以降低潛在的生產(chǎn)過(guò)程中出錯率。目前，我國照明耗電量約占電力總消耗的1/6，而工業(yè)照明在其中又占相當大的比重。提高工業(yè)照明能效，不僅將較大幅度降低能源消耗，為有效緩解電力供應緊張局面出一份力，同時(shí)也會(huì )大幅度降低企業(yè)用電的支出成本。因此，工業(yè)照明設計不僅要滿(mǎn)足工業(yè)照明質(zhì)量的需求，同時(shí)還要能夠有效的實(shí)施節能措施。

1照明節能設計特點(diǎn)

照明節能是一項系統工程，要從提高整個(gè)照明系統的效率來(lái)考慮。從照明光源發(fā)出光，到進(jìn)入人的眼睛引起光的感覺(jué)，這是復雜的物理、生理和心理過(guò)程。照明系統的效率，是物理過(guò)程的各個(gè)客觀(guān)因素的效率累加*后通過(guò)人主觀(guān)的生理心理表現形式來(lái)反映，在工業(yè)領(lǐng)域照明目的為提高生產(chǎn)效率、提高安全度和增加工作環(huán)境的舒適度，而要實(shí)現照明的節能目的，從組成物理過(guò)程的各個(gè)因素加以著(zhù)手提出具體的節能技術(shù)措施以滿(mǎn)足心理效率的*優(yōu)化。照明節能的實(shí)施，實(shí)際上是通過(guò)高效照明裝置節能產(chǎn)品選用與建筑電氣優(yōu)化設計兩個(gè)重要環(huán)節來(lái)完成。

2高效照明裝置節能產(chǎn)品選用

我國《潔凈廠(chǎng)房設計規范》GB50073-2001中明確規定了無(wú)采光窗潔凈區工作面的照度值*低要求值。無(wú)采光窗潔凈區混合照明中的一般照明，其照度值應該按各視覺(jué)等級相應混合照度值的10%~15%確定，并不得低于200lx。作業(yè)區內一般照明的均勻度不應小于0.7，作業(yè)區域近臨近周?chē)恼彰骶鶆蚨炔粦∮?.5。

然而高照度值并不等同于高能耗，照明功率密度值(LPD)引入即為衡量各功能區域照明節能評價(jià)的指標，不同區域根據功能需求設計的照明功率密度值應滿(mǎn)足《建筑照明設計標準》GB50034-2004中第6章表6.1.7規定的工業(yè)建筑照明功率密度(LPD)*高限定指標值，并且為強制性條文。而行之有效的措施首先就是選用高效照明裝置節能產(chǎn)品。熟悉高效照明產(chǎn)品要結合廠(chǎng)房照明質(zhì)量要求從以下方面出發(fā)：

2．1高效光源選擇

熒光燈是工業(yè)電子廠(chǎng)房用量*大的氣體放電光源，是節能光源。T5和T8作光源的燈具在工業(yè)電子廠(chǎng)房里使用量*大，合理的區分和選用對節能和照明質(zhì)量控制尤為重要。

稀土三基色熒光燈各方面技術(shù)指標均優(yōu)于傳統的鹵粉熒光燈，并滿(mǎn)足我國照明標準對室內長(cháng)時(shí)間工作場(chǎng)所Ra≥80的要求。光通量衰減及頻閃也較低頻啟動(dòng)的直管鹵粉熒光燈有顯著(zhù)提高。光通量衰減比較很好的體現了稀土三基色熒光燈的高能源效益。在合理選用T5和T8做節能光源時(shí)，應首先明確T5和T8光源的*佳工作溫度，其差別會(huì )影響在不同燈具中的發(fā)光能力。在溫度為25℃和35℃時(shí)，T5和T8的表現差別在于10%光通量輸出比率。因此，在設計當中要考慮到燈具的熱輻射及所設置的場(chǎng)所的環(huán)境溫度對光源的影響。在封閉燈具里的光源的溫度較高，T5光源的效率可能會(huì )高于T8光源；在開(kāi)放式的燈具或恒定的室內環(huán)境溫度下會(huì )使T8光源的效率高于T5光源。例如潔凈車(chē)間，空調系統保持室內溫度恒定于23±2℃左右，在這個(gè)溫度下，T8光源的光效接近*佳光效。另外T5光源系列表明亮度要高于T8光源，在選擇使用T5光源作為直接照明，需更加注意燈具形式及懸掛高度，不然會(huì )更容易引起眩光。如敞開(kāi)式直接型的T5燈具，懸掛高度*好不要低于3m。色溫與照度也有一定關(guān)系，低色溫的暖光在低照度下容易被人接受，高色溫下的冷光在較高的照度水平更受人歡迎。目前市場(chǎng)的光源基本分為三檔＜3300K、3300~5300K、＞5300K。其中，4000K~5000K為晴朗天氣上午9點(diǎn)至10點(diǎn)、下午3時(shí)至4時(shí)的自然光色，給人一種清爽愉悅、自然亮麗的光環(huán)境。采4000K~5000K色溫的三基色熒光燈更適宜人們長(cháng)期在燈光下工作，有益于提高工作效率。顯色指數與光源性能有著(zhù)密切的關(guān)系，顯色性好的光源相比于顯色性差的，在同樣的條件下，可以有較低的照度。這并非是說(shuō)顯色性可以替代一部分照度，而是人在感覺(jué)上要清晰一些，因而也可以達到節能效果?！督ㄖ彰髟O計標準》GB50034-2004中4.4.2條中規定長(cháng)期工作的場(chǎng)所光源顯色指數(Ra)不宜小于80。

2．2高效光源附件選擇

鎮流器選用對于照明設計也極為重要。規范規定直管熒光燈應采用電子鎮流器(相當于歐標的A2和A3級產(chǎn)品)或節能型電感鎮流器(相當于歐標的B1和B2級產(chǎn)品)，采用電子鎮流器驅動(dòng)熒光管，實(shí)際熒光管自身功率也低于額定值，如36WT8在高頻時(shí)實(shí)際功率為32W，并且電子鎮流器自身功耗也低。因此總體光效提升約10%。

2．3高效率節能燈具選擇

燈具的效率說(shuō)明燈具對光源光通量的利用程度，其效率總是小于1。燈具的效率在滿(mǎn)足使用要求的前提下，越高越好。

3工業(yè)廠(chǎng)房電氣優(yōu)化設計

3．1合理照明方式

應優(yōu)先采用混合照明方式，根據工藝布置及環(huán)境視覺(jué)要求用局部照明來(lái)提高作業(yè)面的照度，以節約能源。備用照明應滿(mǎn)足所需場(chǎng)所或部位進(jìn)行各項活動(dòng)和工作需要的*低照度值。一般場(chǎng)所備用照明的照度不應低于正常照明照度標準的10%，控制室、變配電室等重要場(chǎng)所備用照明的照度不宜低于正常照明的照度值，為減少燈具重復設置，節約投資，備用照明應作為正常照明的一部分。檢修照明是用來(lái)維護潔凈區吊頂以上凈化設備的照明，應根據檢修通道的形式來(lái)合理布置以節約投資，并考慮維護。

3．2照明配電

供電電源的質(zhì)量影響到照明電器的性能。照明電器的端電壓不宜過(guò)高或過(guò)低，電壓過(guò)高，會(huì )縮短光源壽命，電壓低于額定值，會(huì )使光通量下降。如采用熒光燈，端電壓為額定電壓的90%，則熒光燈的實(shí)際光通量?jì)H為原光通量的78%；而當燈具端電壓為額定電壓的110%時(shí)，實(shí)際壽命將縮短為原值的80%。因而，正常照明電源在設計中盡力做到不與沖擊性電力負荷及工藝負荷合用變壓器，以有效的控制照明電器的端電壓波動(dòng)，并應對照明負荷進(jìn)行專(zhuān)項計量；照明配電系統接地型式應與建筑物供電系統統一考慮，一般采用TN-S；三相配電干線(xiàn)的各項負荷宜分配平衡，*大相負荷不宜超過(guò)三相負荷平均值的105%，*小相不小于平均值的95%。在特殊情況下，如應急照明和用安全特低電壓供電的照明及安裝空間高、維護麻煩的燈具，可適當降低端電壓以延長(cháng)光源壽命。照明配電分支線(xiàn)應采用銅芯，分支線(xiàn)截面不應小于1.5mm2以降低線(xiàn)路電能損耗。

4.安科瑞智能照明控制系統

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

4.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

（1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

（2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

（3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

（4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

（5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

（6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到95%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

（7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

（8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

（9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

（10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

（11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

（12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結束語(yǔ)

優(yōu)秀的照明節能設計方案，是高效節能產(chǎn)品和優(yōu)秀設計方案的結合。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，照明產(chǎn)品本身在節能性能上的日新月異，因而更加要求設計人員需緊跟科技的步伐，正確地掌握節能技術(shù)，以及借助不斷完善的輔助設計軟件，配合廠(chǎng)房的功能及生產(chǎn)需求設計出更經(jīng)濟合理的照明節能系統，不斷提高人們生產(chǎn)、生活的光環(huán)境。

參考文獻

[1]北京照明學(xué)會(huì )照明設計專(zhuān)業(yè)委員會(huì )編．照明設計手冊[K]．第 2 版． 

[2]GB50034-2004 建筑照明設計標準[S]． 

[3]GB50073-2001 潔凈廠(chǎng)房設計規范[S]．

[4] 董洪鐘.基于節能視角的工業(yè)廠(chǎng)房照明設計分析.

[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.

作者簡(jiǎn)介：

韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司