摘要：本文從節(jié)能的角度分析探討了工業(yè)廠房的照明設(shè)計(jì)特點(diǎn)、高效照明設(shè)備的節(jié)能產(chǎn)品選擇和電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性和價(jià)值性，供參考。
關(guān)鍵字：節(jié)能；工業(yè)廠房；照明設(shè)計(jì)；特色；優(yōu)化設(shè)計(jì)；
引言
在工業(yè)領(lǐng)域，照明對(duì)企業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。合理的照明設(shè)計(jì)與提高工廠生產(chǎn)率密切相關(guān)，提高照明質(zhì)量可以降低生產(chǎn)過(guò)程中的潛在出錯(cuò)率。目前，我國(guó)照明耗電量約占總耗電量的1/6，工業(yè)照明占比相當(dāng)大。提高工業(yè)照明能效，不僅會(huì)大大降低能耗，還會(huì)為有效緩解供電緊張局面做出貢獻(xiàn)，同時(shí)也會(huì)大大降低企業(yè)用電成本。因此，工業(yè)照明設(shè)計(jì)不僅要滿足工業(yè)照明質(zhì)量的需要，還要采取措施來(lái)節(jié)約能源。
一照明節(jié)能設(shè)計(jì)特點(diǎn)
照明節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)該從提高整個(gè)照明系統(tǒng)的效率來(lái)考慮。從照明光源發(fā)出光，到進(jìn)入人眼引起光的感覺(jué)，是一個(gè)復(fù)雜的物理、生理和心理過(guò)程。照明系統(tǒng)的效率是物理過(guò)程中各種客觀因素的效率積累*后，通過(guò)人的主觀生理心理表達(dá)來(lái)體現(xiàn)。在工業(yè)領(lǐng)域，照明的目的是實(shí)現(xiàn)照明的節(jié)能目標(biāo)，以提高生產(chǎn)效率，提高安全性，增加工作環(huán)境的舒適性。從構(gòu)成物理過(guò)程的各種因素出發(fā)，提出具體的節(jié)能技術(shù)措施，以滿足建筑照明的心理效率優(yōu)化。
二高效照明設(shè)備節(jié)能產(chǎn)品選擇
在GB50073-2001中，我國(guó)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定了無(wú)照明窗戶潔凈區(qū)工作面的照度值*低要求值。無(wú)照明窗戶潔凈區(qū)混合照明中的一般照明，其照度值應(yīng)按每個(gè)視覺(jué)等級(jí)相應(yīng)混合照度值的10%~15%確定，不得低于200lx。工作區(qū)域內(nèi)一般照明的均勻性不得小于0.7，工作區(qū)域附近周圍照明的均勻性不得小于0.5。
但是，高照度值不等于高能耗，照明功率密度值(LPD)引入是衡量各功能區(qū)域照明節(jié)能評(píng)價(jià)的指標(biāo)。根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)的不同區(qū)域的照明功率密度值應(yīng)符合GB50034-2004第6章表6.1.工業(yè)建筑照明功率密度7規(guī)定(LPD)*高限度指標(biāo)值，是強(qiáng)制性規(guī)定。有效的措施是選擇高效照明設(shè)備的節(jié)能產(chǎn)品。熟悉高效照明產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)車間照明質(zhì)量要求從以下幾個(gè)方面入手:
1選擇高效光源
熒光燈是工業(yè)電子廠房用量大的氣體放電光源，是節(jié)能光源。T5和T8作為光源的燈具在工業(yè)電子廠房中應(yīng)用廣泛。合理區(qū)分和選擇對(duì)于節(jié)能和照明質(zhì)量的控制尤為重要。
稀土三基色熒光燈各方面的技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于傳統(tǒng)的鹵粉熒光燈，并符合我國(guó)長(zhǎng)期室內(nèi)工作場(chǎng)所Ra照明標(biāo)準(zhǔn)?！?0的要求。直管鹵粉熒光燈的光通量衰減和頻閃也較低頻率啟動(dòng)有明顯改善。光通衰減較好地體現(xiàn)了稀土三基色熒光燈的高能效益。T5和T8作為節(jié)能光源的合理選擇，首先要明確T5和T8光源的良好工作溫度，其差異會(huì)影響不同燈具的發(fā)光能力。當(dāng)溫度為25℃和35℃時(shí)，T5和T8的表現(xiàn)差異在于光通量輸出率的10%。所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到燈具的熱輻射和設(shè)置的環(huán)境溫度對(duì)光源的影響。關(guān)閉燈具中的光源溫度較高，T5光源的效率可能高于T8光源；T8光源的效率會(huì)高于T5光源，因?yàn)殚_(kāi)放式燈具或室內(nèi)環(huán)境溫度恒定。比如潔凈車間，空調(diào)系統(tǒng)保持室內(nèi)溫度恒定在23±2℃左右，在此溫度下，T8光源的光效接近*佳光效。此外，T5光源系列的亮度高于T8光源。在選擇使用T5光源作為直接照明時(shí)，我們應(yīng)該更加注意燈具的形式和懸掛高度，否則更容易造成眩光。例如開(kāi)放式直接T5燈具，懸掛高度*最好不要低于3m。色溫與照度也有一定的關(guān)系，低色溫的暖光在低照度下很容易被接受，高色溫下的冷光在較高的照度水平上更受歡迎。現(xiàn)在市場(chǎng)上的光源基本上分為三檔。＜3300K、3300~5300K、＞5300K。在這些天氣中，4000K~5000K是從上午9點(diǎn)到10點(diǎn)，下午3點(diǎn)到4點(diǎn)的自然光，給人一種清新、愉悅、自然、明亮的光環(huán)境。采用4000K~5000K色溫的三基色熒光燈，更適合人們?cè)跓艄庀麻L(zhǎng)時(shí)間工作，有利于提高工作效率。顯色指數(shù)與光源性能密切相關(guān)，顯色性好的光源與顯色性差的光源相比，在相同的條件下，可以有較低的照度。并不是說(shuō)顯色性可以代替一部分照度，而是人在感覺(jué)上要清晰一些，這樣才能達(dá)到節(jié)能的效果。GB50034-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中4.4.2條規(guī)定長(zhǎng)期工作的場(chǎng)所光源顯色指數(shù)(Ra)不宜小于80。
2選擇高效光源附件
鎮(zhèn)流器的選擇對(duì)照明設(shè)計(jì)也極其重要。規(guī)范直管熒光燈應(yīng)采用電子鎮(zhèn)流器(相當(dāng)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)的A2和A3級(jí)產(chǎn)品)或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器(相當(dāng)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)的B1和B2級(jí)產(chǎn)品)，電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)熒光管，實(shí)際熒光管功率低于額定值。例如，36WT8在高頻時(shí)實(shí)際功率為32W，電子鎮(zhèn)流器本身功耗較低。因此，整體光效提高了10%左右。
3選擇高效節(jié)能燈具選擇
燈具的效率表明燈具對(duì)光源光通量的利用程度，其效率總是小于1。在滿足使用要求的前提下，燈具的效率越高越好。
三工業(yè)廠房電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)
1合理的照明方法
應(yīng)優(yōu)先考慮混合照明，根據(jù)工藝布局和環(huán)境視覺(jué)要求，使用局部照明來(lái)提高工作面的照度，從而節(jié)約能源。備用照明應(yīng)滿足所需場(chǎng)所或部位進(jìn)行各種活動(dòng)和工作所需的*低照度值。一般場(chǎng)所備用照明的照度不應(yīng)低于正常照明照度標(biāo)準(zhǔn)的10%，控制室、配電室等重要場(chǎng)所備用照明的照度不應(yīng)低于正常照明的照度值。備用照明應(yīng)作為正常照明的一部分，以減少燈具的重復(fù)設(shè)置和節(jié)約投資。維護(hù)照明是為了維護(hù)潔凈區(qū)吊頂以上凈化設(shè)備的照明，應(yīng)根據(jù)維護(hù)通道進(jìn)行維護(hù)。
2照明配電
電源的質(zhì)量對(duì)照明電器的性能有影響。照明器件的端電壓不宜過(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。如果采用熒光燈，端電壓為額定電壓的90%，則熒光燈的實(shí)際光通量?jī)H為原光通量的78%。；當(dāng)燈具端電壓為額定電壓的110%時(shí)，實(shí)際使用壽命將縮短到原值的80%。因此，在設(shè)計(jì)中，正常的照明電源應(yīng)盡最大努力使變壓器與沖擊電力負(fù)荷和工藝負(fù)荷相結(jié)合，以有效控制照明電器的端電壓波動(dòng)，并專門測(cè)量照明負(fù)荷。照明配電系統(tǒng)的接地類型應(yīng)與建筑供電系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，一般采用TN。-S；三相配電干線各負(fù)荷應(yīng)平衡分配，*大相負(fù)荷不得超過(guò)三相負(fù)荷平均值的105%，*小相負(fù)荷不得低于平均值的95%。特殊情況下，如照明和安裝空間高、維護(hù)麻煩的燈具，采用安全特低電壓供電，可適當(dāng)降低端電壓，延長(zhǎng)光源壽命。為了減少線路電能損耗，照明配電分支線應(yīng)采用銅芯，分支線截面不得小于1.5mm2。
四安科瑞智能照明控制系統(tǒng)
1概述
ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)具有獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型項(xiàng)目；模塊化設(shè)計(jì)，可隨意拼接擴(kuò)展，同時(shí)預(yù)留I/O口和Modbus接口，還可滿足與AcrelEMS企業(yè)微網(wǎng)管理云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的需要。
2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車站等大型公共建設(shè)項(xiàng)目的照明控制要求。
3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4系統(tǒng)功能
（1）對(duì)每個(gè)模塊的在線狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)受控電路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行反饋，監(jiān)控界面根據(jù)每個(gè)樓層分區(qū)的布局和電路列表進(jìn)行瀏覽。
（2）當(dāng)模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備斷線或狀態(tài)反饋和控制命令不一致時(shí)，會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并在界面中記錄和顯示故障報(bào)警信息。
（3）單個(gè)照明電路可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊和樓層都有相應(yīng)的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)模塊或整個(gè)樓層的開(kāi)關(guān)控制。
（4）開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負(fù)載(燈具)的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可以有效減少電磁干擾和對(duì)電網(wǎng)的影響，延長(zhǎng)燈具和控制裝置的使用壽命。
（5）可以預(yù)設(shè)每個(gè)照明電路的斷電狀態(tài)。當(dāng)照明電源斷電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的斷電狀態(tài)；確保燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)在重新上電時(shí)得到確定和控制。
（6）拖動(dòng)調(diào)光控件，調(diào)光設(shè)備從0%到100%，單個(gè)照明電路可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制。調(diào)光控制可以調(diào)節(jié)一個(gè)模塊的照明電路，也可以調(diào)節(jié)多個(gè)照明電路的照明控制，通過(guò)圖標(biāo)的照明狀態(tài)反饋現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。
（7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或關(guān)閉相應(yīng)的場(chǎng)景設(shè)置。不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能顯示在軟件界面上，相應(yīng)的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉通過(guò)圖標(biāo)的照明顯示。
（8）設(shè)定時(shí)間，確定時(shí)間點(diǎn)后，設(shè)定事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作，設(shè)定燈在設(shè)定時(shí)間點(diǎn)亮或熄滅。
（9）系統(tǒng)可以通過(guò)預(yù)設(shè)當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息自動(dòng)計(jì)算日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。
（10）所有定時(shí)控制計(jì)劃都可以分發(fā)并保存到驅(qū)動(dòng)模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊可以在不影響日常照明控制效果的情況下，利用自己的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行。
（11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)中的所有組件都可以獨(dú)立工作，而不依賴其他組件；系統(tǒng)中的所有組件都可以通過(guò)設(shè)置程序來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。
（12）預(yù)留BA或第三方集成平臺(tái)接口，使用modbus、opc等方法。
5設(shè)備選型
五結(jié)束語(yǔ)
優(yōu)秀的照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案是高效節(jié)能產(chǎn)品與優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案的結(jié)合。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，照明產(chǎn)品本身在節(jié)能性能上日新月異，因此設(shè)計(jì)師需要跟上科學(xué)技術(shù)的步伐，正確掌握節(jié)能技術(shù)，借助不斷完善的輔助設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)工廠的功能和生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)出更經(jīng)濟(jì)合理的照明節(jié)能系統(tǒng)，不斷改善人們生產(chǎn)生活的光環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1]北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)編．照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[K]．第 2 版．
[2]GB50034-2004 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]．
[3]GB50073-2001 潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．
[4] 董洪鐘.基于節(jié)能視角的工業(yè)廠房照明設(shè)計(jì)分析.
[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
