LED改造节能效果探讨

黄 丽, 杨成德

(1.青岛中阳消防科技股份有限公司, 山东 青岛 266000;2.万达文化旅游规划研究院, 北京 100022)



LED改造节能效果探讨

黄 丽1, 杨成德2

(1.青岛中阳消防科技股份有限公司, 山东 青岛 266000;2.万达文化旅游规划研究院, 北京 100022)

结合某大型商业综合体照明改造项目,介绍了LED的节能改造,对比分析了实际改造的效果,探讨了使用LED照明的可行性和巨大效益。提出LED照明改造达到了绿色建筑二星标准,在保证商场照明效果不变的情况下降低了照明功率密度。

LED照明; 照明功率密度; 节能; 照度检测

黄 丽(1974—),女,工程师,从事通信与电气工程技术方面的工作。

0 引 言

照明是除空调用电外占比较大的用电负荷,长期以来酒店、商业建筑等业态使用的照明光源落后,故节电潜力很大[1-2]。本文结合实际工程实例,探讨了LED节能改造效果。

1 商场照明新标准的确定

GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》[3]第6.3.4条第1项规定:一般照明在满足照度均匀度条件下,宜选择单灯等功率较大、光效较高的光源,不宜选用荧光高压汞灯,不应选用自镇流荧光高压汞灯。商业照明常用光源对比如表1所示。

表1 商业照明常用光源对比

由表1可见,在同样亮度下,LED照明耗电仅为普通白炽灯的1/10,普通荧光灯的1/3,使用寿命是白炽灯的50倍,荧光灯的10倍以上,同时具有显色指数高、无频闪、无重金属污染等诸多优点,显著提升照明品质和效果,同时又大大降低了能耗。

用LED照明具有普通照明所需的亮度、效率、使用寿命、色温以及白点稳定性。因此,绝大多数普通照明应用设计中都采用LED,包括路面、停车区以及室内方向照明、城市泛光照明。灯具一旦被安装,几乎永久地保持着恒定甚至超量的功耗。如果采用LED照明,每年会减少许多电费支出,由于无需维护(因为LED的使用寿命比传统灯泡要长得多)且能耗降低,所以LED照明降低了总投资成本。尽管初期LED灯具的价格比较昂贵,但随着技术不断进步,产量不断提高,现在LED灯具的价格在不断降低。因此,寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的半导体LED是最有发展前途的新型光源之一。

照明节能的发展方向是实现照明系统智能控制化,即根据某照明区域的功能、用途以及不同的时间、光照度等要求进行预先设定、编程,自动控制该区域的照度。GB 50034—2013《建筑照明设计标准》[4]仅对一些商业场合的照度做了一般性规定,实际应用中需要细化调整。

GB/T 50640—2010《建筑工程绿色施工评价标准 》[5]第8.3.4条规定:办公、生活和施工现场,采用节能照明灯具数量应大于80%。

简单的照明智能控制可根据时间和环境设定若干基本工作状态,同时采用大量LED灯具,达到照明节能的目的。

某集团为降低运行成本,同时达到绿色照明和申请绿建二星的要求,需对大型高档商业综合体室内步行街和公共照明系统进行节能改造。通过调查10个室内步行街和中庭的实际照度,同时参考GB 50034—2013,对室内步行街和中庭等公共区域的照明设置了4种照明模式及照度标准。4种照明模式为营业前准备阶段、营业时段1(白天晴天)、营业时段2(夜间及阴雨天)、闭店后保洁时段。其中,闭店后的保安照明由应急照明回路控制,应急照明和装饰性照明必须分别由独立回路控制,且装饰性照明只设营业时间(开)及非营业时间(关)两种模式。室内步行街及中庭照度标准值如表2所示。

表2 室内步行街及中庭照度标准值 lx

此外,还确定了室内步行街公共区照明负荷(包含局部照明和装饰照明)不应超过30 W/m2。

2 大型商业综合体照明工程的节能改造

某商场建筑面积为14.8万m2,共6层,经营业态有百货、服装、餐饮、娱乐,现公共照明使用的灯具有26 W节能灯、28 W T5灯管、35 W石英灯、70 W金卤射灯。统计结果表明,照明能耗目前约为总能耗的40%,根据商场照度标准,选择合适的LED灯具品牌进行照明系统改造,达到绿建节能的目标。

LED灯具采购成本比较如表3所示。

表3 LED灯具采购成本比较 元

由表3可见,LED进口品牌灯与国产品牌灯的采购成本差距巨大,故优选国产品牌LED灯具。

国产LED灯具测试记录如表4所示。由表4可知,国产品牌LED灯在色温、显色指数上可以满足室内步行街的要求,在功率和光通量方面表现优秀。

表4 国产LED灯具测试记录

该商场在公共区域全部采用LED照明,在满足目前色温、照度(照明效果)不变的前提下,采用9 W、12 W、13 W、18 W的LED灯具。原有灯具参数如表5所示。LED改造后数据如表6所示。

表5 原有灯具数据

表6 LED改造后数据

由表6可见,LED改造后节电率约为75%,商场整体光线更统一;原灯管表面温度85 ℃,更换后LED灯具表面接近室温,可降低空调负载。通过与相关公司合作,采用合同能源管理办法,即以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。供方免费更换灯具,后期与商场对节约能源费按约定比例分成。因此,3 a内商场无相应灯具购买成本,无维修费用[5-9]。

3 改造后工程的照度检测

改造后对该大型高档商业综合体的每层楼公共区域取7～13个点作为照度测试点。商场2F照度取点平面如图1所示,点2-01～2-07为2F选取的7个照度测试点。

灯具更换后,各照度测试点前后亮度对比如表7所示,符合商场设立的室内步行街照度标准值(表2)要求。

改造后节省电费与酬金如表8、表9所示。灯具改造后,当年4月照明节约50 815.74元,支付供应商27 867.49元,商场获利22 948.25元,5月照明节约49 176.52元,支付供应商26 968.54元,商场获利22 207.98元。

图1 商场2F照度取点平面

表7 商场公共照明照度数据对比表

备注:测试的器材为欣宝科仪牌的照度计,型号LX1010B;测试的环境为晚上闭店后,除了公共照明灯具开启,其余灯具都关闭;测试的方法为按照图纸的测试点去测试,直接把照度计放在地上测量。

表8 改造后节省电费与酬金(按合同规定开启时间)

表9 改造后节省电费与酬金(超出合同规定开启时间)

4 新建项目的节能效果

将新建项目沈阳某商场公共空间灯具原方案替换为采用LED方案。灯具原方案、LED方案如表10、表11所示。

LED方案中,装饰照明按50%计算的功率密度(绿建报审用)由24.6 W/m2降为17 W/m2,而每平方米平均多投资55元,完全可以在内装目标成本中消化,其多投入的费用约1 a即可收回投资;采用合同能源管理模式,则不用任何投入,与节能运营商共享节能收益,项目也达到了绿建二星标准。

表10 灯具原方案

表11 灯具替换方案

5 结 语

本文介绍了大型商业综合体的LED照明节能改造,探讨了使用LED照明节能的可行性和巨大经济效益。目前LED照明产品具备能源转换效率高、产品性能好、寿命长、安全可靠等特性,使用范围不再局限于长期无人逗留和指向性装饰的照明场所,具有广泛的应用空间。

[1] 中国城市科学研究会.绿色建筑[M].北京:中国建筑工业出版社2012.

[2] 李炳华,董青.体育照明设计手册[M].北京:中国电力出版社,2009.

[3] 公共建筑节能设计标准:GB 50189—2015[S].

[4] 建筑照明设计标准:GB 50034—2013[S].

[5] 建筑工程绿色施工评价标准:GB/T 50640—2010[S].

[6] 中国建筑设计研究院,全国智能建筑技术情报网.建筑机电节能设计手册[M].北京:人民交通出版社,2009.

[7] 杨成德,黄丽.超高层与特大型建筑工程的供配电设计[J].建筑电气,2011(4):36-40.

[8] 杨成德,黄丽.五星级国际酒店的电气设计特色[J].智能建筑电气技术,2011(2):74-79.

[9] 杨成德.智能建筑中电动机启动方式的设计与选择[J].工程建设与设计,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

杨成德(1963—),男,高级工程师,从事工业与民用建筑电气设计工作。