建筑照明系統(tǒng)常用節(jié)能技術(shù)分析

【摘 要】本文介紹了建筑照明系統(tǒng)目前常用的節(jié)能技術(shù)，并分析各類技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和節(jié)能效益及注意事項(xiàng)，望推進(jìn)建筑照明系統(tǒng)節(jié)能工作。

【關(guān)鍵詞】建筑照明系統(tǒng);節(jié)能技術(shù);智能控制

Energy-saving Analysis in Building Lighting System

Zhang Lu

（Shenzhen Nandian Yuepeng Energy Conservation and Environmental Protection Research Institute）

ABSTRACT This paper introduces the energy-saving technology commonly used in building lighting system at present，and analyzes the characteristics，advantages，energy-saving benefits and matters needing attention of various technologies，to promote energy conservation of building lighting system

KEY WORDS Building lighting system，Energy saving technology，Intelligent control

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化明顯加快，能源消費(fèi)增速放緩，但隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和消費(fèi)結(jié)構(gòu)持續(xù)升級(jí)，能源需求剛性增長(zhǎng)，節(jié)能減排依然形式嚴(yán)峻、任務(wù)艱巨。建筑領(lǐng)域無(wú)論哪種類型的建筑，都需要用到電力，能源消耗較大，而建筑用能系統(tǒng)較為穩(wěn)定，基本采用通用設(shè)施，是節(jié)能工作的重點(diǎn)領(lǐng)域。建筑中照明系統(tǒng)約占能耗的20%～30%，通過(guò)實(shí)施照明系統(tǒng)的節(jié)能工程，是落實(shí)建筑節(jié)能工作的一個(gè)重要方向，對(duì)推進(jìn)建筑節(jié)能減排、深挖建筑節(jié)能潛力具有重要意義。

1 建筑照明系統(tǒng)的常用節(jié)能技術(shù)

目前建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要采用LED高效節(jié)能燈具。隨著科技的發(fā)展，智能照明系統(tǒng)也不斷普及，尤其是地下車(chē)庫(kù)的照明運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，智能照明控制不斷優(yōu)化實(shí)施。

1.1 照明設(shè)備采用LED高效節(jié)能燈具

隨著建筑節(jié)能的推廣實(shí)施，建筑照明設(shè)施目前基本采用高效節(jié)能燈具——LED燈具，新建建筑采用統(tǒng)一采購(gòu)方式，既有建筑通過(guò)合同能源管理模式統(tǒng)一改造方式，也有直接采購(gòu)LED燈具替換故障燈具逐步淘汰方式。

1.2 室內(nèi)照明采用智能控制系統(tǒng)

建筑室內(nèi)照明采用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)周邊環(huán)境對(duì)照明設(shè)施智能管理。安裝照明燈具各回路的智能系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控中心對(duì)每個(gè)照明回路進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)操作，并設(shè)置多種控制策略實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過(guò)精確智能控制，實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的節(jié)能。

1.3 PV-LED地下車(chē)庫(kù)光伏照明系統(tǒng)

根據(jù)南方地區(qū)太陽(yáng)能輻射資源條件，從提高亮度而不需要增加耗能入手，按最優(yōu)性價(jià)比的經(jīng)濟(jì)型配置設(shè)計(jì)，以太陽(yáng)能光伏電力替代傳統(tǒng)市電，以高效非逆變智能控制方式在地下車(chē)庫(kù)建設(shè)直流低壓照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)將高品質(zhì)太陽(yáng)能電池組件：控制器、太陽(yáng)能專用蓄電池、LED照明負(fù)載集成為一個(gè)獨(dú)立且開(kāi)放的“三元供電、兩元用電”的智能體系，為地下車(chē)庫(kù)提供20年使用壽命、平均照度不低于65LX的光伏LED照明應(yīng)用系統(tǒng)。

1.4 地下車(chē)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)

地下車(chē)庫(kù)作為停放車(chē)輛的場(chǎng)所，必須保持良好的照明效果，現(xiàn)實(shí)生活中，車(chē)庫(kù)的使用也就車(chē)輛進(jìn)出和人員走動(dòng)的時(shí)間需要提供照明，大多數(shù)時(shí)間的照明都屬于“無(wú)效照明”。這些無(wú)效照明造成大量的電能浪費(fèi)，增加了物業(yè)公司的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還浪費(fèi)了大量的社會(huì)公共資源。所以，在地下車(chē)庫(kù)中實(shí)行“按需照明”、“節(jié)能照明”是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。采用LED“按需照明”的控制方式是未來(lái)地下車(chē)庫(kù)照明的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也是積極響應(yīng)國(guó)家推行新能源，提倡低碳環(huán)保的政策。采用LED“按需照明”即物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)的節(jié)能照明模式大幅度減少用電量，減少對(duì)社會(huì)公共資源的浪費(fèi)。

2 建筑照明系統(tǒng)的常用節(jié)能技術(shù)特點(diǎn)分析

2.1 LED高效節(jié)能燈具優(yōu)勢(shì)和效益分析

LED燈優(yōu)勢(shì)：

1）節(jié)能：直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗，電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能50%以上;

2）高亮度、低熱量：LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多;

3）壽命長(zhǎng)：LED光源有人稱它為長(zhǎng)壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上;

4）環(huán)保：LED是由無(wú)毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí)LED也可以回收再利用;

5）堅(jiān)固耐用：LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固，燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，這些特點(diǎn)使得LED可以說(shuō)是不易損壞的。

節(jié)能效益：LED節(jié)電率較高。常用的LED燈如1.2mLEDT5一體化燈管額定功率12W/14W，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)，傳統(tǒng)的T5熒光燈額定功率一般為28W，還需計(jì)入電子鎮(zhèn)流器功率，單燈節(jié)電率可達(dá)50%左右。1.2mLEDT8燈額定功率12W～16W，傳統(tǒng)的T8熒光燈額定功率一般為36W，還需計(jì)入電感鎮(zhèn)流器功率，單燈節(jié)電率高達(dá)60%以上。3WLED球泡燈可替換傳統(tǒng)的9W節(jié)能燈，單燈節(jié)電率高達(dá)66.7%;3WLED射燈可替換原35W射燈，單燈節(jié)能率更高?？梢?jiàn)采用LED燈節(jié)能效益非常好，隨著LED燈技術(shù)日趨成熟，性能穩(wěn)定，購(gòu)置費(fèi)用不斷降低，近幾年得到普及。

注意事項(xiàng)：1）LED驅(qū)動(dòng)影響LED壽命。由電子元件組成，包括半導(dǎo)體元件，電阻，電容，電感等，這些元件都有使用壽命，任何一個(gè)器件失效都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的失效或者部分功能失效，驅(qū)動(dòng)電路直接影響LED壽命;2）LED散熱。LED為冷光源，工作結(jié)溫不能超過(guò)限值，設(shè)計(jì)時(shí)還要留一定余量。整個(gè)燈具的設(shè)計(jì)要考慮外形美觀，安裝方便，配光，散熱等很多方面問(wèn)題，若設(shè)計(jì)不合理，多余的熱能無(wú)法快速排除，燈具會(huì)積聚大量熱量，造成LED燈具壽命減短。

2.2 室內(nèi)照明智能控制系統(tǒng)特點(diǎn)和效益分析

室內(nèi)照明智能照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

1）定時(shí)控制：根據(jù)日常的運(yùn)行要求在不同時(shí)段采用不同燈光組合。例如白天上下班人流量大的時(shí)間段內(nèi)定時(shí)開(kāi)啟部分燈光;晚上營(yíng)業(yè)時(shí)間段內(nèi)開(kāi)啟全部燈光;停止?fàn)I業(yè)后僅開(kāi)啟24小時(shí)照明回路。

2）場(chǎng)景控制：預(yù)設(shè)多種場(chǎng)景，例如全開(kāi)模式、特定燈光等等，只需要在管理中心通過(guò)電腦鼠標(biāo)按鍵便能進(jìn)入相應(yīng)的預(yù)設(shè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的燈光效果的整體控制。通過(guò)場(chǎng)景控制可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)控制區(qū)域內(nèi)的照明控制做靈活的調(diào)整。

3）單回路遠(yuǎn)程控制?？蓪?duì)系統(tǒng)內(nèi)任意單獨(dú)回路做遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)比場(chǎng)景控制更精細(xì)化的控制效果。

4）日計(jì)劃管理。通過(guò)日計(jì)劃管理，系統(tǒng)可對(duì)每一回路的開(kāi)閉時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整設(shè)定，滿足不同季節(jié)、不同節(jié)日的不同光環(huán)境要求。

節(jié)能效益：通過(guò)上述智能照明管理，統(tǒng)一管理精準(zhǔn)控制，一般可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約室內(nèi)照明系統(tǒng)用電量的20%～30%左右。

注意事項(xiàng)：安裝工程大，適合新建項(xiàng)目。室內(nèi)照明燈具種類多數(shù)量大，需安裝數(shù)百上千的照明回路智能系統(tǒng)，需投入大量開(kāi)關(guān)控制器，安裝工程量大，既有建筑實(shí)施困難較大，適合于新建項(xiàng)目統(tǒng)一設(shè)計(jì)裝修。

2.3 PV-LED地下車(chē)庫(kù)光伏照明系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和效益分析

PV-LED光伏照明系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：

1）高效供電：系統(tǒng)通過(guò)控制器的最大功率點(diǎn)跟蹤控制保證高效供電，白天光伏電力直接驅(qū)動(dòng)LED照明負(fù)載，多余光伏儲(chǔ)存在專用蓄電池內(nèi)，晚上為L(zhǎng)ED燈具提供電力。

2）彈性照明模式：PV-LED照明系統(tǒng)日常使用中的品質(zhì)穩(wěn)定性，較傳統(tǒng)日光燈有極大提升，降低了維護(hù)頻率;滿天星布局下的燈具光線很柔和，照度均勻，使用者不會(huì)有昏暗的不舒適感;

3）安全性高：PV-LED系統(tǒng)是低壓系統(tǒng)，日常使用中具有很高的安全性;

4）獨(dú)立性：系統(tǒng)根據(jù)防火分區(qū)劃分為多個(gè)獨(dú)立直流小系統(tǒng)，其布局的特點(diǎn)使局部故障不會(huì)影響其他區(qū)域的使用;

5）有效儲(chǔ)能：PV-LED系統(tǒng)具有儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以為停車(chē)場(chǎng)提供應(yīng)急照明。。

節(jié)能效益：PV-LED系統(tǒng)采用的LED光源單位光通量為140Lm/W，普通LED燈具（交流）光通量為100Lm/W。即采用PV-LED技術(shù)，設(shè)計(jì)LED功率密度約為1W/㎡;相應(yīng)亮度水平的普通LED燈具（交流）應(yīng)為1.4W/㎡，加上感應(yīng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)功率密度為1.5W/㎡。同時(shí)，采用PV-LED技術(shù)，原則上全部采用光伏電力，考慮特殊陰雨天氣，市電作為補(bǔ)充電能，單位面積年市電補(bǔ)充量不超過(guò)1.3kWh/平米。而市電LED常規(guī)照明（全天按一半的工作點(diǎn)亮率計(jì)算）年用電量為1.5×24h×365d÷1000÷2=6.57kWh/平方米，節(jié)能率達(dá)80%以上。

注意事項(xiàng)：初投資費(fèi)用較高。PV-LED光伏照明系統(tǒng)需安裝太陽(yáng)能電池組件、光伏專用蓄電池組、光伏直流配流箱等，初投資費(fèi)用較高。

2.4 地下車(chē)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和效益分析

地下車(chē)庫(kù)智能照明系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：

1）經(jīng)濟(jì)效益好：與傳統(tǒng)照明方案相比，可節(jié)約市電85%以上;2）智能化程度高：采用智能控制方式，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)和精確數(shù)控技術(shù)自動(dòng)點(diǎn)亮燈具，無(wú)需人為操作;3）多重節(jié)能管理：通過(guò)整合LED節(jié)能照明技術(shù)和智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“按需照明”管理，無(wú)人或車(chē)輛通過(guò)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉部分燈具，大大降低了能耗;4）分區(qū)控制管理：將每個(gè)防火分區(qū)的照明燈具分為3～4的照明區(qū)域，更能體現(xiàn)“按需照明”的理念，節(jié)能效果明顯;5）壽命長(zhǎng)：通過(guò)“二亮一”和“循環(huán)亮”等控制模式，使燈具得以“休息”，得到有效散熱，延長(zhǎng)燈具使用壽命。

節(jié)能效益：以物聯(lián)網(wǎng)LED智能照明系統(tǒng)以往項(xiàng)目實(shí)地測(cè)試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一天24小時(shí)內(nèi)，車(chē)道部分全功率點(diǎn)亮的時(shí)間約為10小時(shí)，剩余14小時(shí)為“二亮一、二分之一功率點(diǎn)亮”節(jié)能照明模式;車(chē)位部分由于采用單燈感應(yīng)點(diǎn)亮，全功率點(diǎn)亮?xí)r間不超過(guò)3小時(shí)（按3小時(shí)計(jì)算）。地下車(chē)庫(kù)傳統(tǒng)照明則全天24小時(shí)點(diǎn)亮，從點(diǎn)亮?xí)r間比較，節(jié)電率超過(guò)50%以上。

注意事項(xiàng)：需后期持續(xù)維護(hù)。智能控制系統(tǒng)的照明回路多，開(kāi)關(guān)控制器多，需進(jìn)行硬件維護(hù)，保證控制回路暢通，同時(shí)也需對(duì)軟件平臺(tái)進(jìn)行定期維護(hù)，增加一定的運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用。

3 總結(jié)

建筑照明系統(tǒng)，通過(guò)采用LED高效節(jié)能燈具、室內(nèi)照明智能控制系統(tǒng)、PV-LED地下車(chē)庫(kù)光伏照明系統(tǒng)、地下車(chē)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)，在保證照度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，精準(zhǔn)有效控制照明系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)電率50%以上，大幅降低電力消耗，達(dá)到節(jié)約建筑照明設(shè)施能源消耗的目的，有效推進(jìn)建筑節(jié)能減排工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚東來(lái) 建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)原則及措施[J].居舍，2019年7月（上）.

[2]梁志毅 民用建筑電氣設(shè)計(jì)中照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].居舍，2019年6月（中）.

[3]冉鵬.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及綠色建筑電氣技術(shù)分析[J].綠色環(huán)保建材，2018（07）.

作者簡(jiǎn)介：

張璐，碩士，工程師，研究方向：建筑及工業(yè)節(jié)能

（作者單位：深圳市南電粵鵬節(jié)能環(huán)保研究院）