公共建筑照明系统节能分析及评价方法研究

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伴随着中国城市化进程的飞速发展,建筑规模迅速增长,与此同时建筑能耗也迅速增大,且建筑能耗在社会整体能耗的占比较大。其中,公共建筑作为建筑的其中一种类型,其能耗占全国建筑总能耗的30.4%,而在公共建筑能耗中照明能耗占比为20%-40%,具有较大的节能潜力。影响公共建筑照明系统能耗的因素有多种,主要包括:光源和灯具的选型、天然采光状况、照明系统设计、照明控制策略及人员行为等。对公共建筑照明系统进行节能分析可围绕上述影响因素展开,其中采用高效的光源和灯具对新建建筑具有明显的节能效果,充分利用天然光可减少人工照明的耗电量从而降低电能消耗,合理的照明系统设计可减少照明能耗,人员行为是影响照明节能的重要因素,其中分析照明控制策略对节能的影响是本文的重点研究内容。不合理的控制策略往往会增加照明能耗,且目前尚缺乏合理的评价方法来评价照明节能效果,因此对照明控制方式进行优化和照明节能评价方法进行研究对照明系统节能具有重要意义,研究内容主要包括以下三个方面:(1)节能因素分析。结合公共建筑的特点,分析影响其照明能耗因素,分别阐述各影响因素对照明系统节能效果产生的具体影响,并针对能耗影响因素分析其相对应的节能措施,其中对照明控制策略进行优化能够有效的达到节能效果,故本文从照明控制策略角度出发进行节能分析。(2)智能照明节能控制。在分析现有的智能照明模型的基础上,对其进行改进提出一种结合用户个性化需求和天然采光的智能照明动态模型,该模型既满足用户人眼视觉需求又对建筑节能有重要意义。智能照明动态模型以能耗最小为目标函数,约束条件为工作面实际照度不小于用户期望照度,采用单纯形算法对模型进行求解,并使用DIALux软件对照明动态模型进行仿真验证。实验结果表明:智能照明动态模型可以依据用户的个性化需求和室外天然采光的变化进行自适应调光,从而使能耗明显降低,照明系统达到节能效果。(3)照明节能评价方法研究。将高效节能灯具的采用、天然光的充分利用、选择合理的照明控制策略、高效节能灯用电器附件的采用以及人员行为作为大型公共建筑照明节能优化的评价指标,应用层次分析法确定各评价指标的权重向量。分析现有利用照明密度功率进行照明节能评价方法的优缺点,提出按照实际照明能耗的照明节能评价方法,通过计算节能效率来反映照明节能效果。实例验证结果表明,该评价方法更能全面、准确的实现对照明节能的评价,从而进一步优化照明系统。
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