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工業(yè)電子廠房照明節(jié)能設(shè)計措施

文檔作者：王玉玨文檔來源：深圳奧意建筑工程設(shè)計有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月27日
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10年3月第7卷第1 VO L．7NO．
工業(yè)電子廠房照明節(jié)能設(shè)計措施
王玉玨
(深圳奧意建筑工程設(shè)計有限公司)
I摘要l從電子行業(yè)建筑布局及生產(chǎn)特點出發(fā)，結(jié)合筆者多年大型電子廠房照明設(shè)計經(jīng)驗，從高效節(jié)能產(chǎn)
品和優(yōu)化的照明系統(tǒng)兩方面探討工業(yè)電子廠房照明節(jié)能設(shè)計技術(shù)措施。
【關(guān)鍵詞l照明節(jié)能裝置光源熒光燈鎮(zhèn)流器燈具照明方式配電
1概述
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(shè)計與提高工廠生產(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(dāng)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(yīng)緊張局面出一份力，同時也會大幅度降
低企業(yè)用電的支出成本。
因此，工業(yè)照明設(shè)計不僅要滿足工業(yè)照明質(zhì)量
的需求，同時還要能夠有效的實施節(jié)能措施。
2照明節(jié)能設(shè)計特點
照明節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，要從提高整個照明
系統(tǒng)的效率來考慮。從照明光源發(fā)出光，到進入人
的眼睛引起光的感覺，這是復(fù)雜的物理、生理和心
理過程，該照明過程與效率如圖1所示。由圖1可
知，照明系統(tǒng)的效率，是物理過程的各個客觀因素
的效率累加最后通過人主觀的生理心理表現(xiàn)形式
來反映，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，而要實現(xiàn)照明
的節(jié)能目的，必須從組成物理過程的各個因素加以
著手提出具體的節(jié)能技術(shù)措施以滿足心理效率的
最優(yōu)化。
閨1 照明過程與效率
照明節(jié)能的實施，實際上是通過高效照明裝置 喪，降低勞動生產(chǎn)率。我國《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》
節(jié)能產(chǎn)品選用與建筑電氣優(yōu)化設(shè)計兩個重要環(huán)節(jié) GB50073．2001中明確規(guī)定了無采光窗潔凈區(qū)工
來完成。 作面的照度值不得低于表1要求值。無采光窗潔
3高效照明裝置節(jié)能產(chǎn)品選用 凈區(qū)混合照明中的一般照明，其照度值應(yīng)該按各
大型的電子廠房多為多層廠房，其主要建筑分 視覺等級相應(yīng)混合照度值的10％-15％確定，并
隔為具有大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)、大跨度空間、無自然采光的 不得低于2001x。作業(yè)區(qū)內(nèi)一般照明的均勻度不應(yīng)
密閉生產(chǎn)區(qū)，多有不同等級的潔凈要求。在這種工 小于0．7，作業(yè)區(qū)域近臨近周圍的照明均勻度不應(yīng)
作區(qū)域長時間工作，較低的照度容易使人情緒沮 小于0．5。
王玉玨，深圳市奧意建筑工程設(shè)計有限公司
地址：深圳市福田區(qū)華發(fā)北路30號
本文原載《深圳市土木建筑學(xué)會建筑電氣與智能建筑專業(yè)委
員會2010年年會論文集》
6
在筆者設(shè)計的一些廣東沿海的外資背景的電
子廠房，由于生產(chǎn)線需連續(xù)24小時運轉(zhuǎn)，且工人
每班運轉(zhuǎn)8小時及以上，均會建議業(yè)主提高照度標(biāo)
準(zhǔn)，潔凈區(qū)一般照度都達(dá)N5OOlx及以上，而一般
的非潔凈生產(chǎn)區(qū)，照度也達(dá)~JJ3OOlx及以上。因為
2010年3月第7卷第1期 策圳土木與建筑 V0 L_7 N0．1 MAR2010
表1 無采光窗潔凈區(qū)工作面上的最低照度值
識別對象的對最小 視覺=I=作分類 照度(f )
亮度對比
尺寸d(mm)及場所 等級 混合照明 一般照明
田 大 2500 500
d 0．15 I
乙 小 1500 300
田 大 1OOO 300
0．15 d S 0 3 II
乙 小 750 200
田 大 750 200
O3S d 0．6 III
乙 小 750 20O
d>0．6 Iv 750 20O
通道、休息室 100
暗房工作室 30
高照度值是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成品率的必要條
件，其經(jīng)濟意義十分顯著。
然而高照度值并不等同于高能耗，照明功率密
度倩(LPD)引入即為衡量各功能區(qū)域照明節(jié)能評價
的指標(biāo)，不同區(qū)域根據(jù)功能需求設(shè)計的照明功率密
度值應(yīng)滿足《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034—2004中
第6章表6?1 7規(guī)定的：【業(yè)建筑照明功率密度(LPD)
最高限定指標(biāo)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(jié)能產(chǎn)品。
熟悉高效照明產(chǎn)品要結(jié)合廠房照明質(zhì)量要求
從以下方面出發(fā)：
① 高效光源選擇
鍪； ： 幻
在合理選用T5和T8做節(jié)能光源時，應(yīng)首先明
確T5和T8光源的最佳工作溫度，其差別會影響在
不同燈具中的發(fā)光能力。在溫度為25。c~u35。C時，
TS和T8的表現(xiàn)差別在于10％光通量輸出比率，如
．j ／ l 1、
湊科 0| ／L一|。 易 一 薹籬 一·一T5
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’ 卻 奄￡
因此，在設(shè)計當(dāng)中要考慮到燈具的熱輻射及所
設(shè)置的場所的環(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光源的效率可能會高于
T8光源；在開放式的燈具或恒定的室內(nèi)環(huán)境溫度下
會使T8光源的效率高于T5光源。例如潔凈車間，
空調(diào)系統(tǒng)保持室內(nèi)溫度恒定于23±2。C左右，在這
個溫度下，T8光源的光效接近最佳光效。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，不然會更容易引起眩光。如敞開式直接型的T5
燈具，懸掛高度最好不要低于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。目前市場的光源基本分為三檔~-3300K、
3300～S3O0 、~5300K。其中，4000 ～500O 為
晴朗天氣上午9點至10點、下午3時至4時的自然光
色，給人一種清爽愉悅、自然亮麗的光環(huán)境。采用
40o0 ～5000 色溫的三基色熒光燈更適宜人們長期
在燈光下工作，有益于提高工作效率。
顯色指數(shù)與光源性能有著密切的關(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
7
垂曼旦 鲞絲 塑
以有較低的照度。這并非是說顯色性可以替代一部
分照度，而是人在感覺上要清晰一些，因而也可以
達(dá)到節(jié)能效果?！督ㄖ彰髟O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB
50034．2004中4．4．2條中規(guī)定長期工作的場所光
源顯色指數(shù) 口)不宜小于80，筆者查閱過一些燈具
廠家的技術(shù)樣本，Ra≥80的光源中，有部分產(chǎn)品
系列有8O，83，85的區(qū)分，如71L—D 58W，希望
設(shè)計人員能在設(shè)計時注意到這些參數(shù)的細(xì)小差別。
室內(nèi)照明光源的顯色性可按表2的規(guī)定選取。
②高效光源附件選擇
鎮(zhèn)流器選用對于照明設(shè)計也極為重要。規(guī)范規(guī)
定直管熒光燈應(yīng)采用電子鎮(zhèn)流器(相當(dāng)于歐標(biāo)的A2
和A3級產(chǎn)品)或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器(相當(dāng)于歐標(biāo)
的B1和B2級產(chǎn)品)，如下表3所示。
由此可知，采用電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動熒光管，實際
蕉 ； ； 壘
時實際功率為32w，并且電子鎮(zhèn)流器自身功耗也低。
因此總體光效提升約1O％。
③高效率節(jié)能燈具選擇
燈具的效率說明燈具對光源光通量的利用程
度，其效率總是小于1。燈具的效率在滿足使用要
求的前提下，越高越好，并不應(yīng)低于表4值。電子
廠房應(yīng)結(jié)合電子廠房工藝布置及空間布局的合理
選用燈具。在有潔凈要求的區(qū)域，應(yīng)選用光輸出率
高的透明保護罩，并采用吸頂安裝，其安裝維護方
便性及發(fā)光效率均優(yōu)于嵌入式安裝。在無潔凈度及
其它特殊要求的場所，優(yōu)先選用敞開式燈具，并在
滿足眩光限制和配光要求的條件下，采用高燈低掛
方式以使工作面在同等功耗下獲得更多照度。另外，
燈體的材料的選用也影響燈具的效率，如反射率高
的材質(zhì)可以相對提高燈具的整體光學(xué)特性；變質(zhì)速
熒光管自身功率也低于額定值，~f136W T8在高頻 度慢，低污染的材質(zhì)可以相對減少光能衰減率。
表2 光源的顯色性分組
顯色 應(yīng)用示例
顯色指數(shù)范圍
性組別 優(yōu)先采用 允許采用
顏色匹配
I A Ra≥90
醫(yī)療診斷
辦公室
醫(yī)院
I B 90>R口 80
印刷、油漆和紡織
工業(yè)、精密加工工業(yè)
II 80>R 60 工業(yè)生產(chǎn) 辦公室
III 60>RⅡ 40 粗加工工業(yè) 工業(yè)生產(chǎn)
Ⅳ 40>Ra 20 粗加工工業(yè)
表3 歐盟CELMA組織關(guān)于T8熒光燈鎮(zhèn)流器能效等級的劃分
不同能效等級的系統(tǒng)輸入功率(、^
燈的實際功率(w)
A1 A2 A3 B1 B2 C D
光源額定功率(w)
可調(diào)光電 低損耗電 超低損耗電 低損耗電 普通電感 高損耗電
50Hz時 高頻時 電子鎮(zhèn)流器
子鎮(zhèn)流器 子鎮(zhèn)流器 感鎮(zhèn)流器 感鎮(zhèn)流器 鎮(zhèn)流器 感鎮(zhèn)流器
15 15 13．5 9 16 18 21 23 25 > 2S
18 18 16 10．S 19 21 24 26 28 > 28
30 30 24 16．S 31 33 36 38 40 > 40
36 36 32 19 36 38 41 43 45 > 45
58 58 50 29．5 55 59 64 67 70 > 70
表4 燈具的效率
熒光燈燈具 高強度氣體放電燈燈具
，
燈具出光口形式 保護罩(玻璃或塑料)
開敞式 格柵 開敞式 格柵或透光罩
透明 l 磨砂、棱鏡
燈具效率(％) 75 65 Il 55 60 75 60
燈具的選用同時還應(yīng)達(dá)到與使用環(huán)境相協(xié)調(diào)
一致的目的，比如凈化等級比較高的潔凈區(qū)燈具安
8
裝又會受到FFU (風(fēng)機過濾器單元)數(shù)量和位置等
條件的限制，這就意味著達(dá)到同等照度值的條件下，
壘圣旦篷 查箜
安裝燈具數(shù)量要少，這樣就應(yīng)選用單體光通量大的
燈具。燈具的布置宜采用帶狀照明，其優(yōu)點在于發(fā)
光體不再是分散的點光源或線光源，而是擴散的發(fā)
光帶，因此照明燈具能在保持發(fā)光表面亮度比較低
的條件下使得室內(nèi)得到必要照明，并很好的提高照
明的均勻度，有利于節(jié)能。
當(dāng)選用嵌入式燈具，在條件允許的情況下宜采
用照明與空調(diào)一體化燈具，減少空調(diào)制冷能耗并降
低燈具表明溫度，使燈具整體接近最佳工作溫度以
達(dá)到節(jié)能的目的。
4建筑電氣優(yōu)化設(shè)計
① 合理照明方式
應(yīng)優(yōu)先采用混合照明方式，根據(jù)工藝布置及環(huán)境視
覺要求用局部照明來提高作業(yè)面的照度，以節(jié)約能源。
魚蕉 ： ；
備用照明應(yīng)滿足所需場所或部位進行各項活
動和工作需要的最低照度值。一般場所備用照明的
照度不應(yīng)低于正常照明照度標(biāo)準(zhǔn)的10％，控制室、
變配電室等重要場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(fù)設(shè)置，節(jié)約投資，
備用照明應(yīng)作為正常照明的一部分。
檢修照明是用來維護潔凈區(qū)吊頂以上凈化設(shè)
備的照明，應(yīng)根據(jù)檢修通道的形式來合理布置以節(jié)
約投資，并考慮維護。
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高或過低，電壓過高，會縮短
光源壽命，電壓低于額定值，會使光通量下降。其
影響詳見表5。
表5 電壓在110％一90％額定電壓范圍內(nèi)對光通量與平均壽命影響
額定光通量偏差(％) 平均壽命偏差(％)
電壓偏移(％) 金屬鹵化物燈
白熾燈 熒光燈 金屬鹵化物燈 ‘ 白熾燈
熒光燈
90％ 70 85 74 398 80
92％ 75．S 89 78 298 84
94％ 81 93 84 225 88
96％ 87 96 89 171 92
98％ 94 98 94 13O 96
額定值 100 100 100 100 10O
102％ 107 102 106 77 96
104％ 114 105 112 60 92
106％ 122 108 118 47 88
108％ 130 110 124 36 84
11O％ 138 112 130 29 80
表示表中的取值會根據(jù)鎮(zhèn)流器的選取有關(guān)，但是超出5％電壓額定值會導(dǎo)致鎮(zhèn)流器提前故障。
如采用熒光燈，端電壓為額定電壓的90％，則熒 5結(jié)束語
光燈的實際光通量僅為原光通量的78％；而當(dāng)燈具端 優(yōu)秀的照明節(jié)能設(shè)計方案，是高效節(jié)能產(chǎn)品和
電壓為額定電壓的110％時，實際壽命將縮短為原值 優(yōu)秀設(shè)計方案的結(jié)合。隨著科技的進步，照明產(chǎn)品
的80％。因而，正常照明電源在設(shè)計中盡力做到不與 本身在節(jié)能性能上的日新月異，因而更加要求設(shè)計
沖擊性電力負(fù)荷及工藝負(fù)荷合用變壓器，以有效的控 人員需緊跟科技的步伐，正確地掌握節(jié)能技術(shù)，以
制照明電器的端電壓波動，并應(yīng)對照明負(fù)荷進行專項 及借助不斷完善的輔助設(shè)計軟件，配合建筑的功能
計量；照明配電系統(tǒng)接地型式應(yīng)與建筑物供電系統(tǒng)統(tǒng) 及生產(chǎn)需求設(shè)計出更經(jīng)濟合理的照明節(jié)能系統(tǒng)，不
一考慮，一般采用71J『v— ；三相配電干線的各項負(fù)荷 斷提高人們生產(chǎn)、生活的光環(huán)境。
宜分配平衡，最大相負(fù)荷不宜超過三相負(fù)荷平均值的 參考文獻：
105％，最小相不小于平均值的95％。 [1]IESNA(Illu 呲 “g ng n。。 ’ng 。 。ty。 N。 血Am。n )ughting
在特殊情況下，如應(yīng)急照明和用安全特低電壓 T,9
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、維護麻煩的燈具，可適 lations，
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當(dāng)I洚低端電壓以延長光源壽命。 [3 京照明學(xué)會照明設(shè)計專業(yè)委員會編．照明設(shè)計手冊[M】l第二版．
照明配電分支線應(yīng)采用銅芯，分支線截面不應(yīng) [4]GB50034-2004，建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[s】．
小于1．5mm 以降低線路電能損耗。 [5]GB50073_2001，潔凈廠房設(shè)計規(guī)范[s】_
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