3.2 照明设计和设备选择
3.2.1 要点。
1.照明节能设计原则。
1)应在提高整个照明系统效率，保证照明质量的前提下，节约照明用电。
2)照明设计时，应满足《建筑照明设计标准》GB 50034—2004所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值(简称LPD)、能效指标等相关标准值的综合要求。
3)在民用建筑中所要求的照度标准值，可以根据照明要求的档次来选择照度标准值。档次要求高的允许提高一级，档次要求低的允许降低一级，以利节能。
4)建筑照度标准值应从节能上考虑，贯彻按实际需求来选择照度标准值的高低，不宜追求或攀比高照度水平。
5)照明设计时，应选择合适的照明方式：
①当照明场所要求高照度时，应选混合照明的方式。
②当工作位置密集时，可采用单独的一般照明方式，但照度不宜太高，一般不宜超过500lx。
③当工作位置的密集程度不同，或仅为其中某一区域时，可采用分区照明的方式，要求高的工作区采用较高的照度，而非工作区可采用较低的照度，但两者的照度比不宜大于3：1。
6)室外照明设计尚应考虑如下特点：
①室外照明的光源选择应注重其光电参数的总体评估，如光源的发光效率、显色指数；灯的启动与再启动时间、工作电流、额定电压等参数；灯的寿命及性价比等相关因素。
②照明功能无特殊要求、电能损耗大体相同时，—般宜选用同一类型或色温相近的光源。
2.照明节能设计措施。
1）应根据国家现行标准、规范要求，满足不同场所的照度、照明功率密度、视觉要求等规定。
2) 应根据不同的使用场合选择合适的照明光源，在满足照明质量的前提下，尽可能地选择高光效光源。
3) 在满足眩光限制的条件下，应优先选用灯具效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，一般室内的灯具效率不宜低于70％，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比。
4) 在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下，应尽可能降低灯具的安装高度，以节约电能。
5) 合理设置局部照明，对于高大空间区域，在高处采用一般照明方式，对于有高照度要求的地方，宜设置局部照明，
6) 应选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器，公共建筑内的荧光灯单灯功率因数不应小于0.9，气体放电灯的单灯功率因数不应小于0.85，并应采用能效等级高的产品。
7)照明配电系统设计应减少配电线路中的电能损耗，具体措施如下：
①选用电阻率p较小的线缆；
②减少线缆长度；
③适当加大线缆的截面积，以降低线路阻抗。
8)主照明电源线路尽可能采用三相供电，以减少电压损失，并应尽量使三相照明负荷平衡，以免影响光源的发光效率。
9)设置具有光控、时控、人体感应等功能的智能照明控制装置，做到需要照明时，将灯打开，不需要照明时，将灯关闭。
10)充分合理地利用自然光，太阳能源等。
3.2.2 照明节能指标的确定。
1.房间或场所应采用一股照明的照明功率密度值(LPD)作为照明节能的评价指标。
2.不同种类的建筑及场所有不同的照明功率密度对应值，计算房间或场所一般照明的照明功率密度值时，应计算其灯具光源及附属装置的全部用电量。
3.各类建筑所对应的照明功率密度值：
1)居住建筑：每户照明功率密度值不宜大于表3.2.2-1的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。
表3.2.2-1 居住建筑每户照明功率密度值
2)办公建筑：照明功率密度值不应大于表3.2.2-2的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。
表3.2.2-2 办公建筑照明功率密度值
3)商业建筑：照明功率密度值不应大于表3.2.2-3的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。
表3.2.2-3 商业建筑照明功率密度值
4）旅馆建筑：照明功率密度值不应大于表3.2.2-4的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。
表3.2.2-4 旅馆建筑照明功率密度值
5)医院建筑：照明功率密度值不应大于表3.2.2-5的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。
表3.2.2-5 医院建筑照明功率密度值
6）学校建筑：照明功率密度值不应大于表3.2.2-6的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。
表3.2.2-6 学校建筑照明功率密度值
3.2.3 节能光源、附件及其选择。
1 节能光源的选用。
1)节能光源的选用原则。
①照明光源的选择应符合国家现行相关标准的规定。
②应根据不同的使用场合，选用合适的照明光源，所选用的照明光源应具有尽可能高的光效，以达到照明节能的效果。
③各种节能光源的光效及主要技术指标见表3.2.3-1。
表3.2.3-1 各种节能电光源的技术指标
④照明设计时，应尽量减少白炽灯的使用量。一般情况下，室内外照明不应采用普通白炽灯，在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W。 一般可采用白炽灯的场所为：
a. 要求瞬时启动和连续调光的场所，使用其他光源技术经济不合理时；
b. 对防止电磁干扰要求严格的场所；
c. 开关灯频繁的场所；
d. 照度要求不高，且照明时间较短的场所；
e. 装饰有特殊要求的场所；
⑤选择荧光灯光源时，应使用T8荧光灯和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用更节电的T5荧光灯。
⑥一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯。
⑦在适合的场所应推广使用高光效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯。
2)各种节能光源的选用方法。
①荧光灯的选用。
a. 荧光灯主要适用于层高4.5m以下的房间，如办公室、商店、教室、图书馆、公共场所等。
b. 荧光灯应以直管荧光灯为主，并应选用细管径型(d≤26mm)，有条件时应优先选用宜管稀土三基色细管径荧光灯(T8、T5)，以达到光效高，寿命长、显色性好的品质要求。
c. 在要求照度相同条件下宜采用紧凑型荧光灯取代白炽灯，取代后的节能效果见表3.2.3-2。
表3.2.3-2 紧凑型荧光灯取代白炽灯的效果
d. 双端荧光灯能效限定值及能效等级要求应符合《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》GB 19043-2003的规定；单端荧光灯能效限定值及节能评价值要求应符合《单端荧光灯能效限定值及节能评价值》GB 19415-2003的规定。
②金属卤化物灯的选用。
a. 室内空间高度大于4.5m且对显色性有一定要求时，宜采用金属卤化物灯。
b. 体育场馆的比赛场地因对照明质量、照度水平及光效有较高的要求，宜采用金属卤化物灯。
c. 一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯，可用金属卤化物灯替代荧光高压汞灯，以取得较好的节能效果，见表3.2.3-3。
表3.2.3-3 金属卤化物灯替代荧光高压汞灯的节能效果
d. 商业场所的一般照明或重点照明可采用陶瓷金属卤化物灯，该灯比石英金属卤化物灯具有更好的显色性、更长的寿命、更高的光效。
e. 金属卤化物灯的光效和寿命与其安装方式、工作位置有关，应根据工作时照明的水平或垂直位置，选样合适的类型(表3.2.3-4)。
f. 光源对电源电压的波动敏感，电源电压变化不宜大于额定值的10％。
g. 金属卤化物灯宜按三级能效等级选用。
h. 除1500W以外的规格，产品2000H光通维持率不应低于75％。
表3.2.3-4 金属卤化物灯初始光效
③高压钠灯的选用。
a. 高压钠灯的发光特性与灯内的钠蒸气压有关，标准高压钠灯光效高，显色性较差，适用于显色性无要求的场所；对显色性要求较高的场所，宜选用显色性改进型高压钠灯，见表3.2.3-5。
b. 高压钠灯可进行调光，光输出可以调至正常值一半，功耗能减少到正常值的65%。
c. 高压钠灯宜按三级能效等级选用，选用要求应符合《高压钠灯能效限定值及能效等级》GB 19573-2004的规定。
d. 50W、70W、100W、1000W的2000H光通维持率不应低于85%，150W、250W、400W的产品2000H光通维持率不应低于90%。
表3.2.3-5 高压钠灯初始光效
④发光二极管LED的选用：
a. 目前的发光二极管光通量不高，约在30～50lm／W，价格相对较高，尚未作为普通照明光源推广，但其单色性好，启动时间短，寿命长，适用于各种场合的动态照明及颜色变化。
b. 白光LED，无红外线及紫外线辐射，适用于博物馆及展览厅有特殊要求的场所。
2.节能镇流器的选用。
1)镇流器选用原则。
①自镇流荧光灯应配用电子镇流器。
②直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器。
③高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器；在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器；功率较小者可配用电子镇流器。
④荧光灯和高强气体放电灯的镇流器分为电感镇流器和电子镇流器，选用时宜考虑能效因数BEF：
式中：BEF——镇流器能效因数
；
μ——镇流器流明系数值，是指基准灯与被测镇流器配套工作时的光通量与基准灯与基准镇流器配套工作时的光通量之比；
P——线路功率（W）。
⑤各类镇流器谐波含量应符合《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流小于等于16A）》GB 17625.1-1998的规定，无线电骚扰特性应符合《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》GB 17743-1999的规定。
⑥各种规格镇流器自身的功耗见表3.2.3-6。
表3.2.3-6 各种镇流器自身的功耗表
2)镇流器的选用方式。
①宜按能效限定值和节能评价值选用管型荧光灯镇流器，选用要求参见《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》GB 17896-1999。
a. 各类镇流器能效因数、节能评价值应不小于表3.2.3-7、表3.2.3-8所列数值：
表3.2.3-7 管型荧光灯镇流器能效限定值
表3.2.3-8 管型荧光灯镇流器节能评价值
b. 36W/40W荧光灯用电子镇流器与电感镇流器性能的比较见表3.2.3-9。
表3.2.3-9 荧光灯用电子镇流器与电感镇流器性能比较表
②宜按能效限定值和节能评价值选用高压钠灯镇流器，选用要求参见《高压钠灯用镇流器能效限定值及节能评价值》GB 19574—2004。
各类镇流器能效因数、节能评价值应不小于表3.2.3-10所列数值。
表3.2.3-10 高压钠灯镇流器能效限定值、节能评价值
③宜按能效等级选用金属卤化物灯镇流器，见表3.2.3-11。
表3.2.3-11 金属卤化物灯镇流器能效限定值
3.高效灯具的选用。
1)灯具的选用原则。
①选择灯具光强空间分布曲线宜采用空间等照度曲线、平面相对等照度曲线。
②灯具分类宜按光通量分布、光束角、防护等级划分。
③灯具的能效应采用灯具的光输出比作为评价标准。
④灯具配光种类的选择。
a. 宜根据不同场所选用不同种类灯具的配光形式，如表3.2.3-12所示。
表3.2.3-12 不同种类灯具的配光性能
b. 直接配光灯具射出的光通量应最大限度地落到工作面上，即有较高的利用系数，宜根据室空比RCR选择配光曲线，如表3.2.3-13所示，
⑤灯具效率及保护角选择。
a. 灯具反射器的反射效率受反射材料影响较大，常用反射材料的反射特性见表3.2.3-14。
表3.2.3-13
表3.2.3-14 灯具常用反射材料的反射特性表
b. 灯具格栅的保护角对灯具的效率和光分布影响很大，保护角20°～30°时，灯具格栅效率60％～70％；保护角40°～50°时，灯具格栅效率40％～50％。
c. 灯具的光输出比应满足以下要求：
● 采用直接照明的直管荧光灯时，所选灯具的光输出比应符合如下的规定：敞开式不小于75％，透明棱镜不小于65％，漫射不小于55％；格栅灯具，双抛物面不小60％，铝片不小于65％，半透明塑料不小于50％，不得采用镜面不锈钢板制作格栅和反射器；
● 采用间接照明时，所选灯具的光输出比不应小于80％；
● 采用直接照明的高效气体放电灯时，出光口敞开的灯具光输出比不应小于75％；有格栅或面板的灯具光输出比不应小于60％；
● 采用光束角大于30°的投光灯时，所选灯具的光输出比应大于30％。
⑥高保持率灯具的采用。高保持率灯具指运行朋间光源光通下降较少、灯具老化污染现象较少的灯具。
a. 高压钠灯，寿终光通量约降低17％；金属卤化物灯，寿终光通量约降低30％；
b. 灯具宜采用石英玻璃涂层降低氧化腐蚀率；
c. 环境污染较大的场所宜采用活性炭过滤器，提高灯具使用效率。
3.2.4 室内照明的节能设计。
1.室内照明节能设计的原则。
1）在照度标准值的选取时，应根据不同场所的不同功能要求和不同的标准要求选取合适的照度标准值。公共建筑照明标准值应符合《建筑照明设计标准》GB 50034—2004第5章节的相关规定。
2)公共建筑室内照明功率密度值不应大于表3.2.2-2～3.2.2-6的规定。
3)选用高效节能的光源和灯具(包括镇流器)。
①照明光源应以高光效荧光灯为主要光源，其中包括稀土三基色T8，T5荧光灯和紧凑型荧光灯。设计时应优先选用直管型稀土三基色T8、T5荧光灯和紧凑型荧光灯。
②镇流器应符合该产品的国家能效标准，自镇流荧光灯应配电子镇流器，直管型荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器。
③在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具。
2.设计方法：
1)光源与灯具。
①办公建筑一般应以荧光灯灯具为主。有空调的房间，在条件允许时宜采用照明与空调一体化灯具。
②商场营业厅、超市等的照明光源一股以直管形荧光灯和紧凑型(节能)荧光灯为主，有时也采用小功率的金属卤化物灯，有特殊照明要求的场合则辅之以一定数量的卤钨灯和陶瓷金属卤化物灯。对于高大顶棚的售货厅或者入门大厅等场所，宜采用高强气体放电灯，如金属卤化物灯等。
高强气体放电灯灯具的效率，应满足表3.2.4的规定。
表3.2.4 高强气体放电灯灯具的效率
②宾馆、酒店建筑由于功能复杂，不同场所对光源的要求也不同。具体可归纳为：
a. 客房宜以暖色的节能灯为主；
b. 大堂、多功能厅、餐厅等处应采用节能灯作为主要光源；
c. 有调光要求的如多功能厅等可采用节能灯、卤钨灯、白炽灯相结合的光源。
④设备机房、车库等应优先选用直管型三基色T8荧光灯。
2)照明方式。根据不同场所的照度要求适当采用分区一般照明，局部照明、重点照明等多种方式，保证照明质量，节约用电。
3)照明控制方式。
①可根据天然光的照度变化，决定照明点亮的范围，靠外墙窗户一侧的照明灯具宜能单独控制。
②根据照明使用的特点和时段采取分区分时拉制方式，并适当增加照明开关点。
③不同场所应采用适当的节电开关，如定时开关、接近式开关、调光开关，光控开关、声控开关等。
宾馆客房应设节电钥匙开关，人离开房间时延时切断除冰箱和电脑外的其他电源。
④走廊，电梯前室、楼梯间及公共部位的灯光控制可采取定时控制，集中控制及调光和声光控制等方式。有BA系统的，可纳入BA系统进行集中管理，条件允许的还可以采用智能灯光控制系统进行更全面，更灵活的节能控制。
⑤门厅、会议室，多功能厅和要求比较高的办公室等，可采用智能灯光控制系统进行多场景控制和调光控制。
⑥对建筑形式和经济条件许可的公共建筑，还宜随室外天然光的变化自动调节室内照度，或利用各种导光和反光装置如光导管等将天然光引入室内进行照明。
3.2.5 室外照明的节能设计。
1.室外照明节能设计的原则。
1)光源的选择。
①居住区道路、公建周围道路及庭院照明、景观照明一般首选小功率金属卤化物灯，次选紧凑型荧光灯和细管径荧光灯，一般情况下不选用白炽灯。
②建筑物立面照明的外照明一般选用金属卤化物灯或高压钠灯；建筑物立面照明的内光外透照明可选用细管荧光灯。建筑物轮廓照明可选用5～9W紧凑型荧光灯或高效的发光二极管、LED灯带等。
2)灯具的选择。
①在满足眩光限制条件下，应优先选用效率高的灯具。一般情况下首选敞开式直接型照明灯具，不宜选用带保护罩的包合式灯具，因前者的效率比后者的效率高20％～40％。
②根据不同的现场状况、功能要求，选择光利用系数高的灯具。
③应选用具有光通量维持率高的灯具：
a. 选用石英玻璃涂膜的灯具反射罩和保护罩、镀过红外反射膜或纤过阳极氧化处理的铝反射罩；
b. 选用镀过光触媒膜的灯具反射罩或保护罩；
c. 选用加装了活性炭过滤器的灯具。
3)电器附件的选择。
①镇流器的选择：优先选用自身功耗小、寿命长、可靠性好、温升小、性价比高的镇流器。
②电容补偿器的选择：应根据使用条件采取集中或分散电容补偿措施，以提高照明系统的功率因数。
4)室外照明系统节能控制器的选择；
①可控硅降压型照明节电装置。
优点：电压调节速度快，精度高，可分时段实时调整，且相对来讲体积小、设备轻、成本低。
缺点：出现大量谐波，对电网形成谐波污染，尤其不能用于有电容补偿的电路中。
②自耦降压式节电装置。
优点：结构、功能简单，可靠性较高。
缺点：当电网电压波动时，自耦变压器输出的电压也会上下波动，无法保证照明的工作电压处于稳定状态。
③智能照明控制器。
优点：智能照明控制器器不仅具有上述两类产品的优点并克服了以上缺点，还增加了许多实用功能和设备，提高了整体的安全可靠性。
缺点：成本高于前两种产品。
5)控制方式。建筑物夜间景观照明和室外照明宜采用集中遥控的控制方式，并可通过人工分时段控制和通过线路设计分区域控制。有BA系统或智能灯光控制系统的也可以通过这些系统进行多场景、多时段的自动控制，或者通过定时开关、光控开关等进行自动控制。
2.景观照明的节能设计。
由于我国尚无城市景观照明的专业设计标准，建筑物夜间景观照明的照度值可参照《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16-92或国际照明委员会(CIE)推荐的照度标准值；建筑物立面夜景照明单位面积安装功率可参照表3.2.5选取。
表3.2.5 建筑物立面夜景照明单位面积安装功率
