LED改造節(jié)能效果探討

黃 麗, 楊成德

(1.青島中陽(yáng)消防科技股份有限公司, 山東 青島 266000;2.萬(wàn)達(dá)文化旅游規(guī)劃研究院, 北京 100022)

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LED改造節(jié)能效果探討

黃 麗1, 楊成德2

(1.青島中陽(yáng)消防科技股份有限公司, 山東 青島 266000;2.萬(wàn)達(dá)文化旅游規(guī)劃研究院, 北京 100022)

結(jié)合某大型商業(yè)綜合體照明改造項(xiàng)目,介紹了LED的節(jié)能改造,對(duì)比分析了實(shí)際改造的效果,探討了使用LED照明的可行性和巨大效益。提出LED照明改造達(dá)到了綠色建筑二星標(biāo)準(zhǔn),在保證商場(chǎng)照明效果不變的情況下降低了照明功率密度。

LED照明; 照明功率密度; 節(jié)能; 照度檢測(cè)

黃 麗(1974—),女,工程師,從事通信與電氣工程技術(shù)方面的工作。

0 引 言

照明是除空調(diào)用電外占比較大的用電負(fù)荷,長(zhǎng)期以來(lái)酒店、商業(yè)建筑等業(yè)態(tài)使用的照明光源落后,故節(jié)電潛力很大[1-2]。本文結(jié)合實(shí)際工程實(shí)例,探討了LED節(jié)能改造效果。

1 商場(chǎng)照明新標(biāo)準(zhǔn)的確定

GB 50189—2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[3]第6.3.4條第1項(xiàng)規(guī)定:一般照明在滿足照度均勻度條件下,宜選擇單燈等功率較大、光效較高的光源,不宜選用熒光高壓汞燈,不應(yīng)選用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈。商業(yè)照明常用光源對(duì)比如表1所示。

表1 商業(yè)照明常用光源對(duì)比

由表1可見(jiàn),在同樣亮度下,LED照明耗電僅為普通白熾燈的1/10,普通熒光燈的1/3,使用壽命是白熾燈的50倍,熒光燈的10倍以上,同時(shí)具有顯色指數(shù)高、無(wú)頻閃、無(wú)重金屬污染等諸多優(yōu)點(diǎn),顯著提升照明品質(zhì)和效果,同時(shí)又大大降低了能耗。

用LED照明具有普通照明所需的亮度、效率、使用壽命、色溫以及白點(diǎn)穩(wěn)定性。因此,絕大多數(shù)普通照明應(yīng)用設(shè)計(jì)中都采用LED,包括路面、停車(chē)區(qū)以及室內(nèi)方向照明、城市泛光照明。燈具一旦被安裝,幾乎永久地保持著恒定甚至超量的功耗。如果采用LED照明,每年會(huì)減少許多電費(fèi)支出,由于無(wú)需維護(hù)(因?yàn)長(zhǎng)ED的使用壽命比傳統(tǒng)燈泡要長(zhǎng)得多)且能耗降低,所以LED照明降低了總投資成本。盡管初期LED燈具的價(jià)格比較昂貴,但隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,產(chǎn)量不斷提高,現(xiàn)在LED燈具的價(jià)格在不斷降低。因此,壽命長(zhǎng)、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富、微型化的半導(dǎo)體LED是最有發(fā)展前途的新型光源之一。

照明節(jié)能的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)智能控制化,即根據(jù)某照明區(qū)域的功能、用途以及不同的時(shí)間、光照度等要求進(jìn)行預(yù)先設(shè)定、編程,自動(dòng)控制該區(qū)域的照度。GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[4]僅對(duì)一些商業(yè)場(chǎng)合的照度做了一般性規(guī)定,實(shí)際應(yīng)用中需要細(xì)化調(diào)整。

GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 》[5]第8.3.4條規(guī)定:辦公、生活和施工現(xiàn)場(chǎng),采用節(jié)能照明燈具數(shù)量應(yīng)大于80%。

簡(jiǎn)單的照明智能控制可根據(jù)時(shí)間和環(huán)境設(shè)定若干基本工作狀態(tài),同時(shí)采用大量LED燈具,達(dá)到照明節(jié)能的目的。

某集團(tuán)為降低運(yùn)行成本,同時(shí)達(dá)到綠色照明和申請(qǐng)綠建二星的要求,需對(duì)大型高檔商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街和公共照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。通過(guò)調(diào)查10個(gè)室內(nèi)步行街和中庭的實(shí)際照度,同時(shí)參考GB 50034—2013,對(duì)室內(nèi)步行街和中庭等公共區(qū)域的照明設(shè)置了4種照明模式及照度標(biāo)準(zhǔn)。4種照明模式為營(yíng)業(yè)前準(zhǔn)備階段、營(yíng)業(yè)時(shí)段1(白天晴天)、營(yíng)業(yè)時(shí)段2(夜間及陰雨天)、閉店后保潔時(shí)段。其中,閉店后的保安照明由應(yīng)急照明回路控制,應(yīng)急照明和裝飾性照明必須分別由獨(dú)立回路控制,且裝飾性照明只設(shè)營(yíng)業(yè)時(shí)間(開(kāi))及非營(yíng)業(yè)時(shí)間(關(guān))兩種模式。室內(nèi)步行街及中庭照度標(biāo)準(zhǔn)值如表2所示。

表2 室內(nèi)步行街及中庭照度標(biāo)準(zhǔn)值 lx

此外,還確定了室內(nèi)步行街公共區(qū)照明負(fù)荷(包含局部照明和裝飾照明)不應(yīng)超過(guò)30 W/m2。

2 大型商業(yè)綜合體照明工程的節(jié)能改造

某商場(chǎng)建筑面積為14.8萬(wàn)m2,共6層,經(jīng)營(yíng)業(yè)態(tài)有百貨、服裝、餐飲、娛樂(lè),現(xiàn)公共照明使用的燈具有26 W節(jié)能燈、28 W T5燈管、35 W石英燈、70 W金鹵射燈。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,照明能耗目前約為總能耗的40%,根據(jù)商場(chǎng)照度標(biāo)準(zhǔn),選擇合適的LED燈具品牌進(jìn)行照明系統(tǒng)改造,達(dá)到綠建節(jié)能的目標(biāo)。

LED燈具采購(gòu)成本比較如表3所示。

表3 LED燈具采購(gòu)成本比較 元

由表3可見(jiàn),LED進(jìn)口品牌燈與國(guó)產(chǎn)品牌燈的采購(gòu)成本差距巨大,故優(yōu)選國(guó)產(chǎn)品牌LED燈具。

國(guó)產(chǎn)LED燈具測(cè)試記錄如表4所示。由表4可知,國(guó)產(chǎn)品牌LED燈在色溫、顯色指數(shù)上可以滿足室內(nèi)步行街的要求,在功率和光通量方面表現(xiàn)優(yōu)秀。

表4 國(guó)產(chǎn)LED燈具測(cè)試記錄

該商場(chǎng)在公共區(qū)域全部采用LED照明,在滿足目前色溫、照度(照明效果)不變的前提下,采用9 W、12 W、13 W、18 W的LED燈具。原有燈具參數(shù)如表5所示。LED改造后數(shù)據(jù)如表6所示。

表5 原有燈具數(shù)據(jù)

表6 LED改造后數(shù)據(jù)

由表6可見(jiàn),LED改造后節(jié)電率約為75%,商場(chǎng)整體光線更統(tǒng)一;原燈管表面溫度85 ℃,更換后LED燈具表面接近室溫,可降低空調(diào)負(fù)載。通過(guò)與相關(guān)公司合作,采用合同能源管理辦法,即以減少的能源費(fèi)用來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能投資方式。供方免費(fèi)更換燈具,后期與商場(chǎng)對(duì)節(jié)約能源費(fèi)按約定比例分成。因此,3 a內(nèi)商場(chǎng)無(wú)相應(yīng)燈具購(gòu)買(mǎi)成本,無(wú)維修費(fèi)用[5-9]。

3 改造后工程的照度檢測(cè)

改造后對(duì)該大型高檔商業(yè)綜合體的每層樓公共區(qū)域取7～13個(gè)點(diǎn)作為照度測(cè)試點(diǎn)。商場(chǎng)2F照度取點(diǎn)平面如圖1所示,點(diǎn)2-01～2-07為2F選取的7個(gè)照度測(cè)試點(diǎn)。

燈具更換后,各照度測(cè)試點(diǎn)前后亮度對(duì)比如表7所示,符合商場(chǎng)設(shè)立的室內(nèi)步行街照度標(biāo)準(zhǔn)值(表2)要求。

改造后節(jié)省電費(fèi)與酬金如表8、表9所示。燈具改造后,當(dāng)年4月照明節(jié)約50 815.74元,支付供應(yīng)商27 867.49元,商場(chǎng)獲利22 948.25元,5月照明節(jié)約49 176.52元,支付供應(yīng)商26 968.54元,商場(chǎng)獲利22 207.98元。

圖1 商場(chǎng)2F照度取點(diǎn)平面

表7 商場(chǎng)公共照明照度數(shù)據(jù)對(duì)比表

備注:測(cè)試的器材為欣寶科儀牌的照度計(jì),型號(hào)LX1010B;測(cè)試的環(huán)境為晚上閉店后,除了公共照明燈具開(kāi)啟,其余燈具都關(guān)閉;測(cè)試的方法為按照?qǐng)D紙的測(cè)試點(diǎn)去測(cè)試,直接把照度計(jì)放在地上測(cè)量。

表8 改造后節(jié)省電費(fèi)與酬金(按合同規(guī)定開(kāi)啟時(shí)間)

表9 改造后節(jié)省電費(fèi)與酬金(超出合同規(guī)定開(kāi)啟時(shí)間)

4 新建項(xiàng)目的節(jié)能效果

將新建項(xiàng)目沈陽(yáng)某商場(chǎng)公共空間燈具原方案替換為采用LED方案。燈具原方案、LED方案如表10、表11所示。

LED方案中,裝飾照明按50%計(jì)算的功率密度(綠建報(bào)審用)由24.6 W/m2降為17 W/m2,而每平方米平均多投資55元,完全可以在內(nèi)裝目標(biāo)成本中消化,其多投入的費(fèi)用約1 a即可收回投資;采用合同能源管理模式,則不用任何投入,與節(jié)能運(yùn)營(yíng)商共享節(jié)能收益,項(xiàng)目也達(dá)到了綠建二星標(biāo)準(zhǔn)。

表10 燈具原方案

表11 燈具替換方案

5 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了大型商業(yè)綜合體的LED照明節(jié)能改造,探討了使用LED照明節(jié)能的可行性和巨大經(jīng)濟(jì)效益。目前LED照明產(chǎn)品具備能源轉(zhuǎn)換效率高、產(chǎn)品性能好、壽命長(zhǎng)、安全可靠等特性,使用范圍不再局限于長(zhǎng)期無(wú)人逗留和指向性裝飾的照明場(chǎng)所,具有廣泛的應(yīng)用空間。

[1] 中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì).綠色建筑[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社2012.

[2] 李炳華,董青.體育照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2009.

[3] 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50189—2015[S].

[4] 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50034—2013[S].

[5] 建筑工程綠色施工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 50640—2010[S].

[6] 中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院,全國(guó)智能建筑技術(shù)情報(bào)網(wǎng).建筑機(jī)電節(jié)能設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2009.

[7] 楊成德,黃麗.超高層與特大型建筑工程的供配電設(shè)計(jì)[J].建筑電氣,2011(4):36-40.

[8] 楊成德,黃麗.五星級(jí)國(guó)際酒店的電氣設(shè)計(jì)特色[J].智能建筑電氣技術(shù),2011(2):74-79.

[9] 楊成德.智能建筑中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式的設(shè)計(jì)與選擇[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2011(2):30-33.

Discussion on Energy-saving Effect by Using LED Lighting

HUANG Li1, YANG Chengde2

(1.Qingdao Sunyfire Science & Technology Shares Co., Ltd., Qingdao 266000, China;2.Wangda Cultural Tourism Planning & Research Institute, Beijing 100022, China)

Combined by the lighting renovation project of a large commercial complex,this paper introduced the LED energy-saving renovation and analyzed the actural renovation effect.The practicability and large economic benefits of LED lighting were discussed.It is pointed out that LED lighting meets the requirements of two-star green building,and reduces the lighting power density under the same illumination in shopping mall.

LED lighting; lighting power density; energy-saving; illuminance detection

TU 201.5

B

1674-8417(2016)09-0029-06

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.10.009

2016-07-04

楊成德(1963—),男,高級(jí)工程師,從事工業(yè)與民用建筑電氣設(shè)計(jì)工作。