正确处理照明节能改造工作中的六个关系——建筑照明节能改造案例及其剖析(新).doc

正确处理照明节能改造工作中的六个关系 建筑照明节能改造案例及其剖析梁人杰 （210094）南 京 理 工 大 学南京工业职业技术学院摘要：中国的能源形势日趋严峻，节能降耗日益紧迫，必须人人关注，从我做起，处处做起，从点滴做起。文中对经过实践的几种典型照明节能改造案例，开展研究与剖析，提炼出了照明节能改造工作必须重视的六个关系，并强调处理好这六个关系，是照明节能改造真正实现科学性，先进性和人性化的保障。一. 前 言 众所周知，中国的能源形势危急，前景严峻。2005年我国的能源消耗总量达到22.3亿tce,如果用照常趋势分析，过了“十一五”以后，直到2020年时，我国的能源消耗总量将达到36.2亿tce, 假如能源需求是如此的发展势态，那么将无法实现我国“能源翻一番保证GDP翻两番”的目标。因此，必须举国上下加速节能降耗工作的进展与力度，要处处、时时关注，从我做起，从现在做起，从点滴做起，并持之以恒。二. 照明节能改造案例及其剖析今年为加速推广绿色照明的发展，加快照明节能降耗的步伐。今年以来，我们开展了一系列照明节能改造工作试点研究。照明节能改造试点工作，选择在具有典型意义的学校、工厂、经营机构、电信运营部门和福利院等几种单位开展。案例较多，下文仅对几种照明节能改造的典型工程案例进行介绍与剖析，以总结出有益的经验和指导方针。1.南京某电信局的照明节能改造案例1）照明节能改造前的现状南京某电信局为中国电信的地区性运营商，2007年南京该电信局在电信机房、空调系统和照明系统三部分消耗的电能，共计电费达230万元之巨。2008年的节能降耗指标确定为：以2007年的耗电量为基数节能降耗达20%，即：需要做到节约电费46万元。 为此必须分别对机房、空调和照明三大系统开展节能减排改造。对照明系统而言，虽然未必是该电信局的耗电大户，但是对全局仍然具有可观的节电贡献，也应潜心策划节能降耗的方案。经过考察，该电信局的照明系统主要存在室内照明光源落后的问题，不利于实现高效节能照明。2) 为该电信局设计的照明节能改造方案对该电信局照明节能改造的方针是，确保建筑照明设计的照度要求，尽量保留原有的配电系统及其器件，以实现照明改造资金投入的经济性。为此，主要是采用新型光源和灯具取代现有室内照明的大量老款的卤盐荧光粉粗管荧光灯及灯具。例如：（1）办公室用T5型14W转换支架取代原来的18W老款荧光灯（2）机房用T5型25W转换支架取代原来的36W老款荧光灯（3）办公室照度不足的场合用15W螺旋管节能灯取代2U灯（4）会议室花式吊灯采用小功率节能灯取代白炽灯（5）檐板隐蔽式光带采用T5荧光灯取代原有的老款T8荧光灯3）该电信局照明节能改造工程方案、经济投入与效益由于广泛引入高效节能照明灯具，保持了应有的照明质量以及原有的部分人性化间接照明的设计风格，并为实现照明节能降耗跨出了坚实的一步，经过照明投资回收周期Rp的分析，最多仅需三年即可回收照明改造的资金投入。该电信局照明节能改造的概况如表1所示。点信局照明节能改造的概况 表1照明节能改造案例采用灯具和设备改造投入节电率效 益南京某电信局1.28WT5转换支架-334套2.14WT5转换支架MZ14W-210套3.节能灯（S型）20W-50套4.节能灯（S型）15W-50套5.节能灯（S型） 8W-50套6.节能灯（S型） 5W-50套主 材：3.4万元节电率达到30%超过了预定为20%的要求每年节省电费：1.78万元每年节约电能：2万千瓦时2.南京市某小学的照明节能改造案例1）照明节能改造前的教室照明现状与不足（1）教室、教研室和微机室的照度指标远低于国家照明标准规定的数值该小学是一家民办的民工子弟小学。经测定，14间教室，包括：教研室和微机室各一间，共计16间房子，照度不足100勒克斯。而国家照明标准规定的教室照度指标值应为300 勒克斯，相差达三倍。如此低的照度必然会影响教师与学生的视力健康。（2）照明光源与灯具效率较低不利节电该小学所有房间的照明光源都是老式卤磷酸盐荧光粉的T8荧光灯，发光效率低,显色性能差，而且灯具简陋，造成了光通量散失与浪费，光源的光通量未能被室内照明高效利用，不利于照明节能。2) 为该小学设计的照明节能改造方针对该小学照明节能改造的方针是，首先通过设计，提升教室的照度，以确保满足国家照明标准规定的照度要求，然后尽量保留原有的配电系统及其器件，以实现照明改造资金投入的经济性。为此，主要是采用新型光源和灯具取代现有教室内的大量老款的卤盐荧光粉粗管荧光灯及灯具。 选用国产优秀品牌的荧光灯光源 选用国产优秀品牌的荧光灯灯具 选用国产优秀品牌的荧光灯电子镇流器3）该小学照明节能改造工程方案、经济投入与效益由于设计采用了高效节能的荧光灯照明灯具，经过照明参数现场测量，教室的照度由原来的100 lx提升至300 lx ,显色性能可达到Ra = 80左右，确保了满足国家照明标准对照明质量的要求，并为实现了照明节能降耗。经过可比较的照明投资回收周期Rp的分析，最多仅需三年即可回收照明改造的资金投入。总之，你遇到的现有的照明条件的现实，未必都是节能降耗的改造对象，可能还会遇到违反国家照明标准要求的、照度不达标的问题。本案例中，采用了新型照明光源和灯具，既实现了高效节能照明，又扭转了原来的落后照明状况，教室照明指标达到了国家照明标准，保护了青少年的视力健康。因此，此案例具有特殊意义。该小学照明节能改造的概况如表2所示。南京某小学照明节能改造的概况 表2照明节能改造案例采用灯具和设备改造投入效 益南京市某小学（1）教室照明：MD2C-282（6套/间）-100套（2）黑板照明：MX4-28 （1套/间）-14套主材：16850 元等效的节电率30%；按照当地议价电费回收周期为：3年3. 南京市某社会福利院的照明节能改造案例1）南京市某社会福利院室内照明现状南京某社会福利院是区政府投资建设，由民营企业家运营的养老院。主要建筑为四层楼宇，对室内照明的节电管理已较为重视。经考察发现，四层楼宇的四个楼层的楼梯及其过道的照明控制，需要进行人性化的、关爱老人的改造与提升，并有节电潜力；四个楼层的楼梯及其过道的照明，改造前是使用手控开关管理的。对于老年人群，特别是高龄老人因行动迟缓或视力不济，手动操作十分不便，经常徒手摸索困难寻觅照明开关，造成很大的烦恼，并且屡屡造成长明灯或长夜灯，浪费电能。因此，四层楼宇的楼梯及其过道照明，照明控制的方法需要改进，而且仍有节电潜力。2）南京市某社会福利院的照明节能改造方针 采用红外线自动开关取代楼梯及其过道的手动开关采用红外线自动感应控制开关，使得四层楼宇的所有楼梯及其过道的照明自动实现“人来灯亮，人走灯灭”。避免老年人群，特别是高龄老人在墙上寻觅或摸索开关的麻烦。实施关爱老人的照明自动控制方法，并有利于节约照明用电。3）南京市某社会福利院照明节能改造工程方案、经济投入与效益南京市某社会福利院的照明节能改造，投入不多却做到了对老年朋友的人性关爱，方便了高龄老人的活动，并挖掘了照明节能的潜力，具有重要的示范意义。该社会福利院照明节能改造概况如表3所示。南京市某社会福利院照明节能改造概况 表3 照明节能改造案例采用灯具和设备改造经费节电率南京市某社会福利院1.红外线感应开关-8套2.吸顶灯-8套主材：2280 元过道与楼梯灯：30-70%4.南京某供电局营业大厅的照明节能改造工程案例1）照明节能改造前的现状：（1）营业大厅所有照明灯具全天24小时一直全部点亮经过考察，南京某供电局营业大厅因为必须24小时全天营业服务以及安全的需要，全部155盏照明灯具几乎全天24小时全部点亮。经常是夜深人静，灯火通明，电度表飞转，无人问津。（2）营业大厅照明控制方法落后考察发现，南京雨花供电局营业大厅面积达300平方米以上，照明状态较为复杂、庞大，但照明控制仍在使用人工的手动开关，尚未考虑采用先进的自动照明控制手段，因此难以实现节能照明的优化和智能化；2）营业大厅主要照明节能改造工程方针由于南京某供电局营业大厅属于公共服务事业部门，是接待用户来宾的窗口，24小时对外开放营业与服务。大厅安装了大量的各种照明光源与灯具，包括：荧光灯格栅灯、荧光灯柔光灯和紧凑型节能灯的筒灯等等，照明总功率约3000瓦。由于需要全天24小时开放，且照明控制方式仍然是陈旧的人工手动控制，因此照明耗电极为铺张浪费。研究决定采用先进的照明智能控制，并制定合理的照明节电控制策略。设计与规划好科学节能的灯光照明场景，即：开灯/熄灯的数量与时间阶段，改变落后的手工照明控制方法，例如： 定时控制按照营业大厅经营的时间阶段特点，定时自动控制开灯或熄灯，以及控制对应使用的灯具数量，实现不同的灯光场景； 红外移动传感器控制营业大厅可按照红外线移动传感器的信号，实现“人来灯亮，人走灯灭”，控制部分照明灯具或灯光照明场景，例如：在来宾稀疏时的节电照明场景，或者在深夜的节电照明场景等； 光照度传感器控制在环境自然光照度较强或较弱时，照度传感器可以控制营业大厅相应部分熄灯或开灯，以确保厅内既能兼顾舒适明亮，又能实现节约电能的灯光照明环境； 触摸面板控制智能照明控制网络可以接入触摸面板，具有逻辑控制功能，在需要时仍旧可以实现手动控制营业大厅的照明，以满足应急所需或安全照明的要求，而且触摸控制面板能够把复杂的灯光照明场景，实现一键化控制；3）南京市某供电局营业大厅照明节能改造方案、经济投入与效益南京市某供电局营业大厅照明节能改造实施的照明智能控制： 采用照度传感器，实现了天然采光结合人工照明的节能照明； 采用红外传感器，实现了“人来灯亮，人走灯灭的节能照明； 采用定时控制器，实现了照明灯具的分时与分区节能照明； 采用触摸控制面板，实现了灯光场景一键化控制和安全照明；南京市某供电局营业大厅照明节能改造方案的概况如表4所示。南京市某供电局营业大厅照明节能改造方案概况 表4照明节能改造案例采用灯具和控制设备改造投入效 益南京某供电局营业大厅1.智能继电器-1台2.触摸控制器-1台3.光照度传感器-1台4.红外传感器-4台5.数据接口-1台主 材：18740元1.可以实现的节电率：20-50%2.每年可节电：12000千瓦时3.每年可节约电费：6200元4.预测投资回收期：约三年总之，装备了照明智能控制设备与系统，真正实现了营业大厅照明节能的优化与自动控制。在这里，照明智能控制技术展现了奇特的魅力。本例仅是一种小型照明系统，对于大型或特大型的照明工程，每年节约的数十万或数百万的电费或光源维护费用，将由照明智能控制系统产生，效益是极为可观的。5.某高档超市营业大厅的照明节能改造论证案例一个高档超市，营业厅面积3000平方米，顶棚离地高度为3米，要求营业平面的平均照度500 lx。为了论证设计了二种照明方案，为了简明阐述，照明成本效益分析以表5的表格形式叙述，包括列出比较的科目及其计算关系。显然，表5给出了两种照明设计方案很多对比的信息，如：初始投资额、灯具功率、系统总功率、耗电量、全年电费、年光源更换数量、每年光源费用、年照明费、单位照度年照明费、照明功率密度值LPD，等等，对判断照明设计方案的合理性，提供了科学的依据。分析结果表明照明设计方案二比方案一更节电和节约费用，如下式所示：而且，照明设计方案二的照明功率密度值指标LPD为14.32 W/，基本符合国家照明标准（GB500042004）关于照明功率密度限定值为16 W/17 W/的要求，而照明设计方案一的照明功率密度值指标LPD为25.34 W/，已经远远超出了国家照明标准的限定值，违反了我国照明设计的强制性节能指标。因此，照明设计方案一属于非可行项目。高档超市营业厅的照明成本效益分析方法案例 表5分 类科 目设计方案一设计方案二计算方法或者说明A照明方案设计参数A1灯具类型格栅灯具（3支灯管）筒灯灯具（单管）A2光源类型3基色H荧光灯金属卤化物灯A3灯具功率3（36+9）=135W70+10=80W光源数（光源功率+镇流器功率）A4光源光通量33000 lm 5600 lmA1每光源光通量A5光源寿命6000 h6000 hA6灯具数量563 537 A7光源总数3563=16891537=537A1A6A8利用系数CU=0.55CU=0.81A9维护系数K=0.7K=0.8A10营业厅面积30003000A11设计照度1.3 500 lx = 650 lx1.3 500 lx= 650 lx按设计要求，留有裕量。B年耗电B1系统总功率76.005 KW42.960 KW 灯具功率A3灯具数量A6B2年开灯时间3000 h3000 hB3年耗电量228015 kwh 128880 kwh系统总功率B1年开灯时间B2C初始投资C1光源单价15 元95 元仅指单个光源的价格C2灯具单价330 元210 元含光源的配套电器价格C3电气安装费12 元5元每灯具的电气安装费C4总初始投资217881 元166470 元A7C1+A6（C2+C3）D年固定费D1折旧年限5 年5 年D2年折旧率Dr=0.27Dr=0.27D3年固定费51987元31173 元(C2+C3)A6D2E年电费E1电费0.8元/kwh0.8元/kwhE2每年电费182412 元103104 元系统总功率B1电费E1F年光源费F1每年光源更换数845269A7B2/A5F2每年光源费用12675 元25555 元光源单价C1年光源更换数F1G年系统维护费G1每个光源更换工费2 元0.8 元G2年换光源工费1690 元215 元年光源更换数F1每个光源更换工费G1G3每灯每次清洁维护工费4 元1.4 元G4年平均维护次数3 3 G5年维护工费6756 元2255 元A6G3G4G6年换灯与维护总费用8446 元2470 元G2+G5H归纳H1年照明费255520 元/年162302 元/年D3+ E2+ F2+ G6H2单位照度年照明费 393 元/年.流明 250 元/年.流明H1/A11H3功率密度值LPD 25.34 W/ 14.32 W/B1/A10三. 照明节能改造应引起重视的六个关系1.正确处理照明节能设计与执行国家照明标准的关系在所遇到的照明改造项目中，可能会发现以下问题：1）照度不合要求，偏高或偏低，如本文的小学照明改造的案例；2）照明功率密度值偏高，不合要求，如本文超市照明论证案例；显然，在照明改造工作上，主要当然是照明节能设计工作，但也可能会发现或遇到需要改善照明与提升照明质量的任务。因此，唯有以国家照明标准为准绳来处理照明节能改造中面对的专业问题，以国家照明标准作为照明节能改造专业化设计的依据。为此，应正确处理照明节能改造和设计与执行国家照明标准的关系。2.正确处理照明节能改造与人性化照明理念的关系照明节能改造是绿色照明实现节能降耗的事业，同时又是以人为本的工作。在照明节能改造中经常会遇到照明质量低劣的状况，例如：显色性差，照度差，眩光太大，照明控制麻烦等等，都应该按人性化的照明理念整改，做到既实现照明节能降耗，又做到现代照明的人性化理念。如本文中的福利院照明改造案例、电力局营业大厅的照明改造案例和小学的照明改造案例等。3.正确处理照明节能改造与应用先进照明器材的关系照明节能改造必须在确保照明质量的前提下实现，不允许以牺牲照明质量指标为代价。因此，企图依靠老款的灯具器材是难以胜任的。国家照明标准的照度指标和照明功率密度指标，已经固化了现代照明应该朝着应用先进照明器材的方向发展。一方面，唯有采用光效高，能效指标好，性能价格比高的光源和照明器材才能实现经济性与可靠性兼容。另一方面，先进的照明器材与高技术的照明控制技术也是实现照明节能的重要利器。本文的有关案例都有力地证明了这一点。 4.正确处理照明节能改造与发展自然采光照明的关系太阳能是一种取之不尽用之不歇的可再生能源。太阳能的利用不仅仅只是太阳能发电的形式。自然采光照明也是太阳能的利用。自然采光照明可以实现的节电率在30%70%之间，相当可观。正如本文电力局营业大厅的照明节能改造案例，其中就应用了自然采光照明结合人工照明对节能的贡献。可见，