第9章采光与照明节能技术.ppt

第第9 9章章 采光与照明节能技术采光与照明节能技术 天然光天然光清洁、廉价的光源。清洁、廉价的光源。天然光天然光 室内采光照明室内采光照明-有益于环境，在心理和生有益于环境，在心理和生理上感到舒适，有利于身心健康，提高视觉功效。理上感到舒适，有利于身心健康，提高视觉功效。利用天然光照明，是对自然资源的有效利用，是建利用天然光照明，是对自然资源的有效利用，是建筑节能的一个重要方面。筑节能的一个重要方面。9.1 建筑采光与节能建筑采光与节能 我国公共建筑能耗中，照明能耗所占比例很大。我国公共建筑能耗中，照明能耗所占比例很大。北京市某大型商场：北京市某大型商场：照明占照明占40%40%；美国商业建筑中，照明用电所占比例为美国商业建筑中，照明用电所占比例为39%39%；荷兰这一比例高达荷兰这一比例高达 55%55%。因此，建筑照明也有着巨大的节能潜力。因此，建筑照明也有着巨大的节能潜力。天然光代替人工光源照明可节能体现在哪些方面？天然光代替人工光源照明可节能体现在哪些方面？不仅可以节约大量的照明用电，还可大大减少空不仅可以节约大量的照明用电，还可大大减少空调负荷，有利于减少建筑物能耗。调负荷，有利于减少建筑物能耗。此外，新型采光玻璃此外，新型采光玻璃-在保证采光量的前提下，根在保证采光量的前提下，根据季节不同，可将热量引入室内或将热量挡在室外。据季节不同，可将热量引入室内或将热量挡在室外。人们的认识误区：人们的认识误区：酒店人工光源照明酒店人工光源照明-电费可以转嫁给顾客电费可以转嫁给顾客 在建筑设计上会相对复杂费时不如大量安装人工光在建筑设计上会相对复杂费时不如大量安装人工光源、方便省事源、方便省事。9.1.1 从建筑被动采光向利用天然采光发展从建筑被动采光向利用天然采光发展 天然光的合理利用主要面临的问题：天然光的合理利用主要面临的问题：a.a.天然光稳定性差天然光稳定性差-直射光会使室内的照度在时直射光会使室内的照度在时间上和空间上产生较大波动；间上和空间上产生较大波动；b.b.建筑进深、层高以及特殊区域（如大面积的中建筑进深、层高以及特殊区域（如大面积的中庭）采光设计难度加大。庭）采光设计难度加大。天然采光节能措施：天然采光节能措施：1)1)解决大进深建筑内部的采光问题解决大进深建筑内部的采光问题 2)2)提高采光质量提高采光质量 侧采光侧采光-窗口照度窗口照度最深处照度最深处照度引起眩光。引起眩光。3)3)解决天然光的稳定性问题解决天然光的稳定性问题 天然光天然光-日光跟踪系统日光跟踪系统-保持室内较高照度保持室内较高照度9.1.1 从建筑被动采光向利用天然采光发展从建筑被动采光向利用天然采光发展 利用有利朝向利用有利朝向 朝南朝南-天然采光最佳方向，采光与采暖得热兼得；天然采光最佳方向，采光与采暖得热兼得；北方北方-光线虽弱但稳定（适于非常炎热地区）；光线虽弱但稳定（适于非常炎热地区）；最不利的方向是东面和西面。最不利的方向是东面和西面。采用有力的平面形式采用有力的平面形式 建筑物平面建筑物平面 决定天然采光口数量和侧窗和天窗搭配决定天然采光口数量和侧窗和天窗搭配 天井及其功能天井及其功能 中央天井的透光性，反射率，以及其空间的几何比中央天井的透光性，反射率，以及其空间的几何比率（深度和宽度之比）率（深度和宽度之比）9.1.2 天然采光节能设计策略天然采光节能设计策略 采用天窗采光采用天窗采光 天窗采光天窗采光单层或多层的顶层屋顶上设置天窗采光单层或多层的顶层屋顶上设置天窗采光 建筑物天窗的好处建筑物天窗的好处 a.a.光线相对均匀光线相对均匀 b.b.水平窗口比竖直获得光线多水平窗口比竖直获得光线多 开天窗引起的问题开天窗引起的问题 及及 解决办法解决办法 问题：问题：来自天窗的光线在夏天时比冬天时更强；来自天窗的光线在夏天时比冬天时更强；解决办法：解决办法：采用矩形天窗、锯齿形天窗，采用矩形天窗、锯齿形天窗，避免平天窗避免平天窗 锯齿形天窗优点：锯齿形天窗优点：a.a.光线反射到室内墙壁上光线反射到室内墙壁上-作漫反射体作漫反射体-舒适感提高舒适感提高 b.b.彻底解决因直射光线或阳光带来的眩光问题彻底解决因直射光线或阳光带来的眩光问题 9.1.2 天然采光节能设计策略天然采光节能设计策略 散光挡板的作用？散光挡板的作用？a.a.使光线分布更均匀；使光线分布更均匀；b.b.消除来自天窗的眩光消除来自天窗的眩光 散光挡板的布置及效果散光挡板的布置及效果 见图见图9-59-5；图图9-69-6 采用天窗采光采用天窗采光 采用有利的内部空间布局采用有利的内部空间布局 建筑内部开放空间建筑内部开放空间-对日光进入屋子深处有利。对日光进入屋子深处有利。措施：措施：用玻璃材料分隔屋子；或视平线上部安装玻璃用玻璃材料分隔屋子；或视平线上部安装玻璃 颜色颜色 建筑物外部建筑物外部（屋顶、墙）（屋顶、墙）使用浅色可以造成漫射光使用浅色可以造成漫射光 使高侧窗和低层窗获得更多的日光。使高侧窗和低层窗获得更多的日光。传统的采光形式传统的采光形式 导光管（光导照明）导光管（光导照明）三部分组成：三部分组成：集光器集光器 管体部分管体部分 出光部分出光部分 9.1.3 天然采光新技术天然采光新技术 光导纤维（光纤照明）光导纤维（光纤照明）导光原理导光原理全反射全反射 光导纤维采光系统由三部分组成：光导纤维采光系统由三部分组成：聚光部分聚光部分 传光部分传光部分 出光部分出光部分 通过采光罩，高效采集室外自然光线并通过采光罩，高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，再经过特殊制作导入系统内重新分配，再经过特殊制作的导光管传输和强化后，由系统底部的的导光管传输和强化后，由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效的照射到任漫射装置把自然光均匀高效的照射到任何需要光线的地方。何需要光线的地方。链接说明链接说明 9.1.3 天然采光新技术天然采光新技术 采光隔板采光隔板 侧窗上安装一组反侧窗上安装一组反射装置，使窗口直射射装置，使窗口直射阳光多次反射进入室阳光多次反射进入室内，提高房间内部照内，提高房间内部照度的采光系统。度的采光系统。导光棱镜窗导光棱镜窗 利用棱镜的折射作用改利用棱镜的折射作用改变入射光方向，使阳光照射变入射光方向，使阳光照射到房间深处。到房间深处。减少直射光引起的眩光。减少直射光引起的眩光。建筑采光新技术建筑采光新技术-光导照明光导照明-1、工作原理、工作原理:通过采光装置聚集室外的通过采光装置聚集室外的自然光线并将其导入系统的内自然光线并将其导入系统的内部，再经过导光装置强化和高部，再经过导光装置强化和高效传输后，由系统底部的漫射效传输后，由系统底部的漫射装置把自然光均匀地照射到室装置把自然光均匀地照射到室内任何需要光线的地方内任何需要光线的地方.2、系统主要组成、系统主要组成1.采光器采光器2.防雨装置防雨装置3.标准管标准管4.弯管弯管5.延长管延长管6.固定环固定环7.漫射器漫射器8.装饰环装饰环3、光导照明系统安装形式、光导照明系统安装形式4、屋面效果、屋面效果采光带、采光天窗采光带、采光天窗 眩光。眩光。受光线入射角影响大。受光线入射角影响大。5、光导照明与采光天窗的比较、光导照明与采光天窗的比较（1）光效对比）光效对比光导照明光导照明 光线柔和。光线柔和。不受光线入射角影响。不受光线入射角影响。5、光导照明与采光天窗的比较、光导照明与采光天窗的比较（2）性能对比）性能对比5、光导照明与采光天窗的比较、光导照明与采光天窗的比较1、光导照明在满足室内采光要求的同时，还能达、光导照明在满足室内采光要求的同时，还能达到完美的照明效果。到完美的照明效果。2、在达到相同采光条件下，光导照明屋面开孔面、在达到相同采光条件下，光导照明屋面开孔面积是传统采光天窗、采光带和采光罩采光的积是传统采光天窗、采光带和采光罩采光的1/6左右。左右。3、光导照明参考造价、光导照明参考造价 a.办公室：办公室：150-250元元/b.地下车库：地下车库：80-120元元/c.厂房：厂房：100-200元元/注：根据具体工程而定（由光导管长度确定）。注：根据具体工程而定（由光导管长度确定）。5、光导照明与采光天窗的比较、光导照明与采光天窗的比较（3）价格）价格6、工程实例、工程实例北京师范大学附属实验中学山东日照厂房北京百强集团北京丰台青少年宫清华大学节能楼山东青岛港务局清华池荷兰大使馆官邸照明节能涉及到：照明节能涉及到：照明器件生产、照明设计施工、视觉环境研究等照明器件生产、照明设计施工、视觉环境研究等 必须从各个环节上完善节能的措施和方法。必须从各个环节上完善节能的措施和方法。9.2 照明系统节能照明系统节能 19731973年的中东战争引发的石油危机，使欧美重视年的中东战争引发的石油危机，使欧美重视照明节电，然而采用的是消极的办法照明节电，然而采用的是消极的办法后来，人们意识到：照明节能主要是通过采用高能效后来，人们意识到：照明节能主要是通过采用高能效照明产品，提高照明质量，优化照明设计来达到。照明产品，提高照明质量，优化照明设计来达到。在我国，照明用电占发电量的在我国，照明用电占发电量的10%12%9.2.1 照明节能原则照明节能原则 国际照明委员会（国际照明委员会（CIE）提出的）提出的9项照明节能原则：项照明节能原则：根据视觉工作需要，决定照度水平；根据视觉工作需要，决定照度水平；制定满足照度要求的节能照明设计；制定满足照度要求的节能照明设计；在考虑显色性的基础上采用高效光源；在考虑显色性的基础上采用高效光源；采用不产生眩光的高效率灯具；采用不产生眩光的高效率灯具；室内表面采用高反射比的材料；室内表面采用高反射比的材料；照明和空调系统的热结合；照明和空调系统的热结合；设置不需要时能关灯的可变控制装置；设置不需要时能关灯的可变控制装置；将不产生眩光和差异的人工照明同天然采光的综将不产生眩光和差异的人工照明同天然采光的综合利用合利用 定期清洁照明器具和室内表面，建立换灯维修制度定期清洁照明器具和室内表面，建立换灯维修制度 9.2.1 照明节能原则照明节能原则 节能评价指标节能评价指标 照明功率密度（照明功率密度（W/m2）(Lighting Power Density)我国我国建筑照明设计标准建筑照明设计标准GB 50034-2004 GB 50034-2004 对各种类型的建筑照明的功率密度做了比较详细规对各种类型的建筑照明的功率密度做了比较详细规定，详见表定，详见表9-1 9-1 表表9-6 9-6。P198.P198.9.2.2 照明节能评价指标照明节能评价指标 选择优质高效的电光源选择优质高效的电光源 要尽量减少白炽灯的使用量要尽量减少白炽灯的使用量 一般场所推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯一般场所推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯 9.2.3 照明节能的主要技术措施照明节能的主要技术措施有条件的项目有条件的项目使用使用电磁感应灯、电磁感应灯、LEDLED灯等光源灯等光源大型场所采用大型场所采用高光效、长寿命高光效、长寿命的高压钠灯和金的高压钠灯和金属卤化灯属卤化灯 选择优质高效的电光源“电磁感应灯电磁感应灯”，是集电子、电磁、，是集电子、电磁、真空等技术于一体的国际第四代节能真空等技术于一体的国际第四代节能环保型新光源，具有结构简单、无电环保型新光源，具有结构简单、无电极、无灯丝、高光效、高显色性和长极、无灯丝、高光效、高显色性和长寿命等特点。它的出现为解决上一代寿命等特点。它的出现为解决上一代光源产品节能不节钱、指标寿命高而光源产品节能不节钱、指标寿命高而实际寿命短等一系列实际问题提供了实际寿命短等一系列实际问题提供了新的方案。新的方案。LED（Light Emitting Diode）发光二极管，是一种固态的半导体器发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，的心脏是一个半导体的晶片，选择优质高效的电光源选择优质高效的电光源 选择高效灯具及节能器件选择高效灯具及节能器件 高效灯具及节能器件的内涵；高效灯具及节能器件的内涵；高效灯具及节能器件的选择。高效灯具及节能器件的选择。9.2.3 照明节能的主要技术措施照明节能的主要技术措施 提高照明设计质量精度提高照明设计质量精度 照明设计质量的内涵；照明设计质量的内涵；照明设计的实施。照明设计的实施。采用智能化照明采用智能化照明 什么是智能化照明？什么是智能化照明？智能化照明的组成及节能效果。智能化照明的组成及节能效果。设定一定照度值或时设定一定照度值或时间，自动启动电力间，自动启动电力照明系统或调光装置。照明系统或调光装置。