建筑电气系统和照明系统的节能设计

引言：近年来，节能减排已成为我国可持续发展的重要战略目标。建筑能耗占社会总能耗的比重较大，而照明系统能耗又在建筑电气系统中占据重要位置。因此，对建筑电气照明系统进行科学合理的节能优化设计，不仅有助于降低建筑运行成本，还能有效减少能源消耗，实现建筑领域的绿色低碳发展。

一、建筑电气照明系统概述

（一）建筑电气照明系统的定义与组成

建筑电气照明系统是建筑内部能源输配与使用的重要环节。该系统为建筑内各功能空间提供必要的光照条件，保证人员正常开展工作与日常活动。系统通常由供配电线路、各类开关、灯具、灯座、插座、控制器及配套智能化设备组成。供电部分负责电能的稳定输送，配电线路连接电源与各个照明端口，保证电流传输安全可靠[1]。灯具类型多样，涵盖室内常用灯、应急灯、景观灯等，满足不同场所对光照亮度、色温和照度的具体要求。控制设备对照明的启闭、调光、分区及自动化管理起到关键作用。

（二）照明系统的作用与分类

基础照明为室内空间提供均匀的整体亮度，功能照明针对特定工作区域提供定向光源，如办公桌面照明、展陈照明等。装饰照明用于突出建筑或室内设计的美感与氛围。根据安装场所不同，照明可分为室内照明、室外照明及应急照明。室外照明多用于建筑外立面、景观及公共区域的安全照明，应急照明在突发断电或紧急疏散时提供必要光源，保障人员安全撤离。

（三）照明系统能耗现状

许多现有建筑仍使用传统灯具，灯具本身发光效率低，布灯设计不合理，照明区域划分粗放，导致照明电能浪费现象普遍存在。部分建筑照明设计未充分考虑不同使用时间段及使用人数变化，长时间开灯、无人区域长亮的情况时有发生。管理手段落后也加剧了能源浪费，缺乏有效的照明监测与分时控制，照明负荷往往远超实际需求。

二、建筑电气照明系统节能优化设计的要求

（一）符合节能设计的基本原则

设计人员应充分研究建筑空间的功能特点和使用需求，结合自然光照条件，对灯具布置、功率选择及照度标准进行细化，避免出现照度过高或区域重复照明的现象。建筑外窗、天窗及光导管等可用自然采光装置也应纳入整体设计，降低对人工照明的依赖程度。对于公共走廊、地下车库等低频使用区域，应结合使用特点设置感应式或定时控制，杜绝长时间空置开灯造成的能耗浪费[2]。

（二）考虑经济适用性

设计单位应在满足节能标准和使用需求的前提下，结合项目实际资金条件，合理选择合适的灯具类型、控制系统及配套设备。对于使用周期较长的建筑，应综合考虑设备使用寿命、维护便利性及更换成本，将长期节能收益与初期投入平衡核算。对大型公共建筑或商业综合体，可采用分期改造、局部先行等方式逐步实施节能技术改造，减轻一次性资金压力。在招投标和材料选型阶段，需对各类产品的节能性能、使用寿命、维修频率等进行全面比较，择优选用成熟可靠、维护成本低的节能产品，保证设计方案可执行、可推广，真正实现节能与经济效益同步提升。

三、建筑电气照明系统节能优化设计的方法

（一）分析照明需求与优化系统布局

设计阶段应对建筑内部各功能区域的使用性质、人员活动特点及空间结构进行详细调研与照明需求分析。设计人员需要根据办公、居住、商业、公共交通等不同区域的照度标准，科学划分照明分区，确定合理的照度水平和光源类型。优化布灯方案时，应充分考虑灯具的安装位置、高度、角度及配光特性，避免出现照明死角或局部过度照明。供配电线路也要根据照明区域分布进行合理布局，减少不必要的线路损耗及功率浪费。对大空间、公共过道、地下室等区域，可采用集中与分散相结合的布灯形式，提高照明均匀性与维护便利性。合理的照明系统布局不仅提升了整体光效，也降低了后期运行的电能消耗，为建筑照明节能打下了坚实的基础。

（二）实施照明控制策略与应用智能技术

建筑照明设计应根据不同区域的使用频率和使用时间，制定多样化的照明控制策略，保证光照供应的同时有效减少无效能耗。对于人员密集、使用时间固定的办公区、会议室等，可采用定时控制或日程管理方式，在上下班时间自动启闭照明设备。对于走廊、地下停车场等流动性较大的区域，宜配置人体感应或声控照明，实现有人照明、无人熄灯的自动化管理。大面积公共空间和综合性建筑可安装智能照明管理系统，集中监测各区域照明负荷状态，并根据自然光照强度、人员活动和环境变化自动调节照明亮度或启闭状态。智能照明技术还能与建筑自动化系统联动，提高能耗数据的可视化管理水平，帮助运营方及时调整用电策略，持续优化节能效果，形成动态、智能、高效的照明管控体系[3]。

（三）选择与维护高效照明产品

在照明设备选型阶段，应优先采用高光效、低能耗、寿命长、维护方便的高效节能产品，如LED 灯具、智能感应灯具及高效电子镇流器等。设计单位需要结合不同场所的照度要求和使用环境，合理选择灯具功率、色温及显色性，确保既满足功能需求，又实现节能目标。采购环节应严格把关产品质量，选择认证齐全、技术成熟、市场口碑良好的节能品牌，降低后期故障率。照明系统投入使用后，管理单位应制定定期检查、清洁及更换计划，保持灯具、反射器和灯罩的清洁度，避免灰尘和污渍影响发光效率。老化灯具应及时更换，确保系统整体亮度及能效水平长期稳定在设计标准之上。科学合理的设备选型与规范化维护管理能有效延长照明系统使用寿命，降低能耗和维护成本，实现节能与经济效益双重提升。

（四）计算照明系统能耗与建立模型

设计团队需要结合建筑平面布局、使用功能及运行模式，对照明系统的负荷进行详细计算，明确各区域的用电需求及最大负荷水平。在方案阶段，应利用能耗模拟软件建立建筑照明能耗模型，预测不同设计方案在日常使用中的电耗水平和节能潜力。负荷计算应覆盖全年不同季节、时段及不同使用状态，确保数据准确可靠。基于模拟结果，设计人员可以对比多种技术路线和产品配置，优选出技术先进、经济合理、节能效果最佳的方案。建立的能耗模型还可在后期运行阶段作为监测和优化的依据，帮助管理人员实时掌握照明系统能效表现，及时发现异常能耗点并进行调整。

四、结论

建筑电气照明系统是建筑能耗的重要组成部分，节能优化设计对实现绿色建筑和节能减排目标具有重要作用。采用科学的设计思路、先进的技术措施与高效的管理手段，能够大幅提升照明系统的能源利用效率，助力建筑可持续发展。

参考文献

[1]韩浩学，王进林，谢斌.建筑电气系统在绿色建筑中的节能应用研究[J].新疆钢铁，2025，（01）：69-71.

[2]袁力，盛开，王永光，等.建筑电气照明系统节能优化设计[J].光源与照明，2024，（09）：207-209.

[3]刘俊豪.建筑电气系统设计中的节能技术应用探讨[C]//中国智慧工程研究会.2024 人工智能与工程管理学术交流会论文集.浙江省地下建筑设计研究院有限公司嘉兴分公司;，2024：417-419.