浅谈LED在照明工程中的应用
2012-08-08冯菊梅
冯菊梅 王 娟
(中国建筑设计咨询公司,北京 100120)
1 前言
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、环保、多变幻等优点,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。其应用将彻底改变现有建筑在照明设计、灯具设计方面的传统观念。随着应用工作的进展,将会产生新的照明理念、实现途径和方法。因而对建筑照明设计规范、供电系统、驱动技术、结构设计及热设计等技术的深入研究,对于推广LED在建筑照明领域的应用将会起到关键的作用。
2 LED应用实例
LED照明技术是一个实用化的系统技术,必须通过系统、具体的工程设计、产品设计和实际建设,才能推动技术的发展。在照明领域的推广工作也必须通过典型工程的示范作用来带动,特别是具有影响力的典型工程实例,而这样的综合性示范平台目前国内尚是空白。下面就在某建筑物中的LED应用做如下阐述:
2.1 地下设备间照明
地下设备间包括空调机房、换热站、水泵房等,空间管道密布,原设计为吸顶式防水防爆荧光灯。本次选用高效LED光源组装成灯管直接替换荧光灯管,避开了半导体照明企业在灯具制作方面的弱势,规避了特种灯具在工程报验上的麻烦,使用常规交流供电,简单易行,实际使用效果良好(见图1和表1)。
表1 地下设备间使用LED灯具数量及性能表
图1 地下设备间照明
2.2 走廊照明
在建筑物内,走廊属于公共照明区,有其固有的特点:位于建筑的中间,很难利用自然光;人员会不定期出现在走廊上,逗留时间短;为了安防的需要,需要加装监控设备。传统照明为了满足以上要求,通常采用长明灯 (尤其是在工作时间)。我们充分利用LED启动速度快、易控制的特点,将公共照明区的走廊 (共22层)采用LED灯具,不同楼层照明灯具有不同的设计,其中有传统筒灯,也有与石棉板结合的“满天星”灯具。通过智能控制,在有人通行时保持100%的亮度,无人时保持10%的照度,确保满足监控系统的需求 (见图2和表2)。
表2 走廊 (共20个楼层)使用筒型LED灯具数量及性能表
图2 走廊照明
2.3 中庭炫彩顶
本建筑17~19F设有四周封闭的中空大厅,建筑设计师的理念是用透光软膜加荧光灯的方式模拟自然采光天窗的效果。根据经验,采用荧光灯总功率过大无法散热,不仅影响灯具及软膜寿命,同时带来消防隐患。经反复验算,研制低压供电双色LED灯具,通过软件控制,实现模拟真实天空早晨、中午、黄昏的色温变化和白云漂浮的效果,增强了装饰效果并同时解决了中庭照明问题 (见图3和表3)。
表3 中庭炫彩顶使用LED灯具数量及性能表
3 节能效益
经以上计算,我们做如下几方面的比较可以得出LED灯的节能效益。
初投资比较:
使用LED灯的初投资是56.93万元,使用传统荧光灯的初投资是15.348万元,LED灯的初投资增加41.582万元,是传统荧光灯初投资的3.7倍。
耗电量比较:
在相同的使用时间和工况情况下计算一年的耗电量,使用LED灯的耗电量是18964×365×8=5.537万kW.H,使用传统荧光灯耗电量是45682×365×8=13.448万kW.H,LED灯的耗电量是传统荧光灯耗电量的0.41倍。
图3 中庭炫彩顶
按1.0元/kW.H计算电费:使用LED灯每年减少电费7.911万元。
维护费比较:
LED灯寿命是传统荧光灯的寿命的10倍,假设传统荧光灯按以上使用方式,三年更换一次,15年内更换5次,LED灯则不需更换。暂不计日常的维护费用,则:传统荧光灯的费用为76.74万元。
总费用比较:
15年内,使用LED灯总费用为:56.93+5.537×15=139.98万元
使用传统荧光灯总费用为:15.348×5+13.448×15=278.46万元
由此可见,LED灯比传统荧光灯节约费用138.48万元,平均每年节约9.2万元,并且时间越长节能效益越明显。
4 结束语
以上是结合具体工程实例介绍了LED应用的场所,并对其节能效益进行了分析,目前本工程已经全部投入运行并且状况良好。借此希望更多专家学者、设计师参与讨论和提出建义。
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