建筑照明系统常用节能技术分析

【摘 要】本文介绍了建筑照明系统目前常用的节能技术，并分析各类技术的特点、优势和节能效益及注意事项，望推进建筑照明系统节能工作。

【关键词】建筑照明系统;节能技术;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

當前，我国经济发展进入新常态，产业结构优化明显加快，能源消费增速放缓，但随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级，能源需求刚性增长，节能减排依然形式严峻、任务艰巨。建筑领域无论哪种类型的建筑，都需要用到电力，能源消耗较大，而建筑用能系统较为稳定，基本采用通用设施，是节能工作的重点领域。建筑中照明系统约占能耗的20%～30%，通过实施照明系统的节能工程，是落实建筑节能工作的一个重要方向，对推进建筑节能减排、深挖建筑节能潜力具有重要意义。

1 建筑照明系统的常用节能技术

目前建筑照明系统的节能，主要采用LED高效节能灯具。随着科技的发展，智能照明系统也不断普及，尤其是地下车库的照明运行时间长，智能照明控制不断优化实施。

1.1 照明设备采用LED高效节能灯具

随着建筑节能的推广实施，建筑照明设施目前基本采用高效节能灯具——LED灯具，新建建筑采用统一采购方式，既有建筑通过合同能源管理模式统一改造方式，也有直接采购LED灯具替换故障灯具逐步淘汰方式。

1.2 室内照明采用智能控制系统

建筑室内照明采用智能控制系统，根据周边环境对照明设施智能管理。安装照明灯具各回路的智能系统，通过监控中心对每个照明回路进行远程开关操作，并设置多种控制策略实现自动控制。通过精确智能控制，实现照明系统的节能。

1.3 PV-LED地下车库光伏照明系统

根据南方地区太阳能辐射资源条件，从提高亮度而不需要增加耗能入手，按最优性价比的经济型配置设计，以太阳能光伏电力替代传统市电，以高效非逆变智能控制方式在地下车库建设直流低压照明系统。该系统将高品质太阳能电池组件：控制器、太阳能专用蓄电池、LED照明负载集成为一个独立且开放的“三元供电、两元用电”的智能体系，为地下车库提供20年使用寿命、平均照度不低于65LX的光伏LED照明应用系统。

1.4 地下车库物联网智能照明系统

地下车库作为停放车辆的场所，必须保持良好的照明效果，现实生活中，车库的使用也就车辆进出和人员走动的时间需要提供照明，大多数时间的照明都属于“无效照明”。这些无效照明造成大量的电能浪费，增加了物业公司的经济负担，还浪费了大量的社会公共资源。所以，在地下车库中实行“按需照明”、“节能照明”是社会发展的必然趋势。采用LED“按需照明”的控制方式是未来地下车库照明的发展趋势，同时也是积极响应国家推行新能源，提倡低碳环保的政策。采用LED“按需照明”即物联网智能照明系统的节能照明模式大幅度减少用电量，减少对社会公共资源的浪费。

2 建筑照明系统的常用节能技术特点分析

2.1 LED高效节能灯具优势和效益分析

LED灯优势：

1）节能：直流驱动，超低功耗，电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能50%以上;

2）高亮度、低热量：LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多;

3）寿命长：LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上;

4）环保：LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用;

5）坚固耐用：LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固，灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。

节能效益：LED节电率较高。常用的LED灯如1.2mLEDT5一体化灯管额定功率12W/14W，内置驱动，传统的T5荧光灯额定功率一般为28W，还需计入电子镇流器功率，单灯节电率可达50%左右。1.2mLEDT8灯额定功率12W～16W，传统的T8荧光灯额定功率一般为36W，还需计入电感镇流器功率，单灯节电率高达60%以上。3WLED球泡灯可替换传统的9W节能灯，单灯节电率高达66.7%;3WLED射灯可替换原35W射灯，单灯节能率更高。可见采用LED灯节能效益非常好，随着LED灯技术日趋成熟，性能稳定，购置费用不断降低，近几年得到普及。

注意事项：1）LED驱动影响LED寿命。由电子元件组成，包括半导体元件，电阻，电容，电感等，这些元件都有使用寿命，任何一个器件失效都会导致整个电路的失效或者部分功能失效，驱动电路直接影响LED寿命;2）LED散热。LED为冷光源，工作结温不能超过限值，设计时还要留一定余量。整个灯具的设计要考虑外形美观，安装方便，配光，散热等很多方面问题，若设计不合理，多余的热能无法快速排除，灯具会积聚大量热量，造成LED灯具寿命减短。

2.2 室内照明智能控制系统特点和效益分析

室内照明智能照明系统实现功能：

1）定时控制：根据日常的运行要求在不同时段采用不同灯光组合。例如白天上下班人流量大的时间段内定时开启部分灯光;晚上营业时间段内开启全部灯光;停止营业后仅开启24小时照明回路。

2）场景控制：预设多种场景，例如全开模式、特定灯光等等，只需要在管理中心通过电脑鼠标按键便能进入相应的预设场景，实现整个区域的灯光效果的整体控制。通过场景控制可以根据实际情况对控制区域内的照明控制做灵活的调整。

3）单回路远程控制。可对系统内任意单独回路做远程监控，实现比场景控制更精细化的控制效果。

4）日计划管理。通过日计划管理，系统可对每一回路的开闭时刻进行调整设定，满足不同季节、不同节日的不同光环境要求。

节能效益：通过上述智能照明管理，统一管理精准控制，一般可以实现节约室内照明系统用电量的20%～30%左右。

注意事项：安装工程大，适合新建项目。室内照明灯具种类多数量大，需安装数百上千的照明回路智能系统，需投入大量开关控制器，安装工程量大，既有建筑实施困难较大，适合于新建项目统一设计装修。

2.3 PV-LED地下车库光伏照明系统优势和效益分析

PV-LED光伏照明系统优势：

1）高效供电：系统通过控制器的最大功率点跟踪控制保证高效供电，白天光伏电力直接驱动LED照明负载，多余光伏储存在专用蓄电池内，晚上为LED灯具提供电力。

2）弹性照明模式：PV-LED照明系统日常使用中的品质稳定性，较传统日光灯有极大提升，降低了维护频率;满天星布局下的灯具光线很柔和，照度均匀，使用者不会有昏暗的不舒适感;

3）安全性高：PV-LED系统是低压系统，日常使用中具有很高的安全性;

4）独立性：系统根据防火分区划分为多个独立直流小系统，其布局的特点使局部故障不会影响其他区域的使用;

5）有效储能：PV-LED系统具有储能系统，可以为停车场提供应急照明。。

节能效益：PV-LED系统采用的LED光源单位光通量为140Lm/W，普通LED灯具（交流）光通量为100Lm/W。即采用PV-LED技术，设计LED功率密度约为1W/㎡;相应亮度水平的普通LED灯具（交流）应为1.4W/㎡，加上感应开关设计功率密度为1.5W/㎡。同时，采用PV-LED技术，原则上全部采用光伏电力，考虑特殊阴雨天气，市电作为补充电能，单位面积年市电补充量不超过1.3kWh/平米。而市电LED常规照明（全天按一半的工作点亮率计算）年用電量为1.5×24h×365d÷1000÷2=6.57kWh/平方米，节能率达80%以上。

注意事项：初投资费用较高。PV-LED光伏照明系统需安装太阳能电池组件、光伏专用蓄电池组、光伏直流配流箱等，初投资费用较高。

2.4 地下车库物联网智能照明系统优势和效益分析

地下车库智能照明系统优势：

1）经济效益好：与传统照明方案相比，可节约市电85%以上;2）智能化程度高：采用智能控制方式，通过联网感应和精确数控技术自动点亮灯具，无需人为操作;3）多重节能管理：通过整合LED节能照明技术和智能控制技术，实现“按需照明”管理，无人或车辆通过时，系统自动关闭部分灯具，大大降低了能耗;4）分区控制管理：将每个防火分区的照明灯具分为3～4的照明区域，更能体现“按需照明”的理念，节能效果明显;5）寿命长：通过“二亮一”和“循环亮”等控制模式，使灯具得以“休息”，得到有效散热，延长灯具使用寿命。

节能效益：以物联网LED智能照明系统以往项目实地测试统计数据，一天24小时内，车道部分全功率点亮的时间约为10小时，剩余14小时为“二亮一、二分之一功率点亮”节能照明模式;车位部分由于采用单灯感应点亮，全功率点亮时间不超过3小时（按3小时计算）。地下车库传统照明则全天24小时点亮，从点亮时间比较，节电率超过50%以上。

注意事项：需后期持续维护。智能控制系统的照明回路多，开关控制器多，需进行硬件维护，保证控制回路畅通，同时也需对软件平台进行定期维护，增加一定的运营管理费用。

3 总结

建筑照明系统，通过采用LED高效节能灯具、室内照明智能控制系统、PV-LED地下车库光伏照明系统、地下车库物联网智能照明系统，在保证照度符合国家标准的情况下，精准有效控制照明系统，可实现照明系统节电率50%以上，大幅降低电力消耗，达到节约建筑照明设施能源消耗的目的，有效推进建筑节能减排工作。

参考文献：

[1]谭东来 建筑电气照明节能设计原则及措施[J].居舍，2019年7月（上）.

[2]梁志毅 民用建筑电气设计中照明节能技术的应用研究[J].居舍，2019年6月（中）.

[3]冉鹏.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析[J].绿色环保建材，2018（07）.

作者简介：

张璐，硕士，工程师，研究方向：建筑及工业节能

（作者单位：深圳市南电粤鹏节能环保研究院）