浅谈电子厂房照明的设计与应用

摘要：本文从节能的角度分析探讨了工业厂房的照明设计特点、高效照明设备的节能产品选择和电气优化设计，具有很强的指导性和价值性，供参考。

关键字：节能；工业厂房；照明设计；特色；优化设计；

引言

在工业领域，照明对企业的发展起着非常重要的作用。合理的照明设计与提高工厂生产率密切相关，提高照明质量可以降低生产过程中的潜在出错率。目前，我国照明耗电量约占总耗电量的1/6，工业照明占比相当大。提高工业照明能效，不仅会大大降低能耗，还会为有效缓解供电紧张局面做出贡献，同时也会大大降低企业用电成本。因此，工业照明设计不仅要满足工业照明质量的需要，还要采取措施来节约能源。

一照明节能设计特点

照明节能是一个系统工程，应该从提高整个照明系统的效率来考虑。从照明光源发出光，到进入人眼引起光的感觉，是一个复杂的物理、生理和心理过程。照明系统的效率是物理过程中各种客观因素的效率积累*后，通过人的主观生理心理表达来体现。在工业领域，照明的目的是实现照明的节能目标，以提高生产效率，提高安全性，增加工作环境的舒适性。从构成物理过程的各种因素出发，提出具体的节能技术措施，以满足建筑照明的心理效率优化。

二高效照明设备节能产品选择

在GB50073-2001中，我国《洁净厂房设计规范》明确规定了无照明窗户洁净区工作面的照度值*低要求值。无照明窗户洁净区混合照明中的一般照明，其照度值应按每个视觉等级相应混合照度值的10%~15%确定，不得低于200lx。工作区域内一般照明的均匀性不得小于0.7，工作区域附近周围照明的均匀性不得小于0.5。

但是，高照度值不等于高能耗，照明功率密度值(LPD)引入是衡量各功能区域照明节能评价的指标。根据功能要求设计的不同区域的照明功率密度值应符合GB50034-2004第6章表6.1.工业建筑照明功率密度7规定(LPD)*高限度指标值，是强制性规定。有效的措施是选择高效照明设备的节能产品。熟悉高效照明产品，应根据车间照明质量要求从以下几个方面入手:

1选择高效光源

荧光灯是工业电子厂房用量大的气体放电光源，是节能光源。T5和T8作为光源的灯具在工业电子厂房中应用广泛。合理区分和选择对于节能和照明质量的控制尤为重要。

稀土三基色荧光灯各方面的技术指标都优于传统的卤粉荧光灯，并符合我国长期室内工作场所Ra照明标准。≥80的要求。直管卤粉荧光灯的光通量衰减和频闪也较低频率启动有明显改善。光通衰减较好地体现了稀土三基色荧光灯的高能效益。T5和T8作为节能光源的合理选择，首先要明确T5和T8光源的良好工作温度，其差异会影响不同灯具的发光能力。当温度为25℃和35℃时，T5和T8的表现差异在于光通量输出率的10%。所以，在设计过程中要考虑到灯具的热辐射和设置的环境温度对光源的影响。关闭灯具中的光源温度较高，T5光源的效率可能高于T8光源；T8光源的效率会高于T5光源，因为开放式灯具或室内环境温度恒定。比如洁净车间，空调系统保持室内温度恒定在23±2℃左右，在此温度下，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。在选择使用T5光源作为直接照明时，我们应该更加注意灯具的形式和悬挂高度，否则更容易造成眩光。例如开放式直接T5灯具，悬挂高度*最好不要低于3m。色温与照度也有一定的关系，低色温的暖光在低照度下很容易被接受，高色温下的冷光在较高的照度水平上更受欢迎。现在市场上的光源基本上分为三档。＜3300K、3300~5300K、＞5300K。在这些天气中，4000K~5000K是从上午9点到10点，下午3点到4点的自然光，给人一种清新、愉悦、自然、明亮的光环境。采用4000K~5000K色温的三基色荧光灯，更适合人们在灯光下长时间工作，有利于提高工作效率。显色指数与光源性能密切相关，显色性好的光源与显色性差的光源相比，在相同的条件下，可以有较低的照度。并不是说显色性可以代替一部分照度，而是人在感觉上要清晰一些，这样才能达到节能的效果。GB50034-2004《建筑照明设计标准》中4.4.2条规定长期工作的场所光源显色指数(Ra)不宜小于80。

2选择高效光源附件

镇流器的选择对照明设计也极其重要。规范直管荧光灯应采用电子镇流器(相当于欧洲标准的A2和A3级产品)或节能电感镇流器(相当于欧洲标准的B1和B2级产品)，电子镇流器驱动荧光管，实际荧光管功率低于额定值。例如，36WT8在高频时实际功率为32W，电子镇流器本身功耗较低。因此，整体光效提高了10%左右。

3选择高效节能灯具选择

灯具的效率表明灯具对光源光通量的利用程度，其效率总是小于1。在满足使用要求的前提下，灯具的效率越高越好。

三工业厂房电气优化设计设计

1合理的照明方法

应优先考虑混合照明，根据工艺布局和环境视觉要求，使用局部照明来提高工作面的照度，从而节约能源。备用照明应满足所需场所或部位进行各种活动和工作所需的*低照度值。一般场所备用照明的照度不应低于正常照明照度标准的10%，控制室、配电室等重要场所备用照明的照度不应低于正常照明的照度值。备用照明应作为正常照明的一部分，以减少灯具的重复设置和节约投资。维护照明是为了维护洁净区吊顶以上净化设备的照明，应根据维护通道进行维护。

2照明配电

电源的质量对照明电器的性能有影响。照明器件的端电压不宜过高或过低，电压过高，会缩短光源寿命，电压低于额定值，会使光通量下降。如果采用荧光灯，端电压为额定电压的90%，则荧光灯的实际光通量仅为原光通量的78%。；当灯具端电压为额定电压的110%时，实际使用寿命将缩短到原值的80%。因此，在设计中，正常的照明电源应尽最大努力使变压器与冲击电力负荷和工艺负荷相结合，以有效控制照明电器的端电压波动，并专门测量照明负荷。照明配电系统的接地类型应与建筑供电系统统一考虑，一般采用TN。-S；三相配电干线各负荷应平衡分配，*大相负荷不得超过三相负荷平均值的105%，*小相负荷不得低于平均值的95%。特殊情况下，如照明和安装空间高、维护麻烦的灯具，采用安全特低电压供电，可适当降低端电压，延长光源寿命。为了减少线路电能损耗，照明配电分支线应采用铜芯，分支线截面不得小于1.5mm2。

四安科瑞智能照明控制系统

1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术，技术成熟可靠，安全稳定。开关驱动具有独立工作的能力，适用于一些中小型项目；模块化设计，可随意拼接扩展，同时预留I/O口和Modbus接口，还可满足与AcrelEMS企业微网管理云平台进行数据交换的需要。

2应用场所

适用于各类智能小区、医院、学校、酒店、体育场所、机场、隧道、车站等大型公共建设项目的照明控制要求。

3系统结构

4系统功能

（1）对每个模块的在线状态进行实时检测和显示，并对现场受控电路的开关状态进行反馈，监控界面根据每个楼层分区的布局和电路列表进行浏览。

（2）当模块离线、网关设备断线或状态反馈和控制命令不一致时，会发生故障报警，并在界面中记录和显示故障报警信息。

（3）单个照明电路可以实现开关控制；每个模块和楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以实现一个模块或整个楼层的开关控制。

（4）开关驱动器支持过零触发功能，负载(灯具)的分合操作仅在交流电过零时进行；可以有效减少电磁干扰和对电网的影响，延长灯具和控制装置的使用寿命。

（5）可以预设每个照明电路的断电状态。当照明电源断电时，开关驱动器会自动切换到预设的断电状态；确保灯具的开关状态在重新上电时得到确定和控制。

（6）拖动调光控件，调光设备从0%到100%，单个照明电路可以实现调光控制。调光控制可以调节一个模块的照明电路，也可以调节多个照明电路的照明控制，通过图标的照明状态反馈现场开关的状态。

（7）点击场景控件，打开或关闭相应的场景设置。不同的场景模式和场景功能显示在软件界面上，相应的场景状态是打开还是关闭通过图标的照明显示。

（8）设定时间，确定时间点后，设定事件点执行的动作，设定灯在设定时间点亮或熄灭。

（9）系统可以通过预设当地经纬度信息自动计算日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

（10）所有定时控制计划都可以分发并保存到驱动模块；当上位机系统出现故障或模块离线时，驱动模块可以在不影响日常照明控制效果的情况下，利用自己的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行。

（11）系统结构为分布式总线结构；系统中的所有组件都可以独立工作，而不依赖其他组件；系统中的所有组件都可以通过设置程序来实现功能的多样性。

（12）预留BA或第三方集成平台接口，使用modbus、opc等方法。

5设备选型

五结束语

优秀的照明节能设计方案是高效节能产品与优秀设计方案的结合。随着科学技术的进步，照明产品本身在节能性能上日新月异，因此设计师需要跟上科学技术的步伐，正确掌握节能技术，借助不断完善的辅助设计软件，根据工厂的功能和生产需求，设计出更经济合理的照明节能系统，不断改善人们生产生活的光环境。

参考文献

[1]北京照明学会照明设计专业委员会编．照明设计手册[K]．第 2 版． 

[2]GB50034-2004 建筑照明设计标准[S]． 

[3]GB50073-2001 洁净厂房设计规范[S]．

[4] 董洪钟.基于节能视角的工业厂房照明设计分析.

[5] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.