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与其剖析

/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）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，必需人人关注，从我做起，到处做起，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，开展探讨和剖析，提炼出了照明节能改造工作必需重视的六个关系，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，中国的能源形势紧急，前景严峻。2005年我国的能源消耗总量达到22.3亿tce,假如用照常趋势分析，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，必需举国上下加速节能降耗工作的进展和力度，要到处、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探讨。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和剖析，以总结出有益的阅历和指导方针。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：须要做到节约电费46万元。为此必需分别对机房、空调和照明三大系统开展节能减排改造。比照明系统而言，虽然未必是该电信局的耗电大户，但是对全局照旧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，主要是接受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）会议室花式吊灯接受小功率节能灯取代白炽灯（5）檐板隐藏式光带接受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、经济投入和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照明节能改造案例接受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和不足（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。如此低的照度必定会影响老师和学生的视力健康。（2）照明光源和灯具效率较低不利节电该小学全部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，造成了光通量散失和奢侈，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，主要是接受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、经济投入和效益由于设计接受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100lx提升至300lx,显色性能可达到Ra=80左右，确保了满足国家照明标准比照明质量的要求，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，接受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，爱惜了青少年的视力健康。因此，此案例具有特别意义。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照明节能改造案例接受灯具和设备改造投入效益南京市某小学（1）教室照明：MD2C-28×2（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%；依据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。经考察发觉，四层楼宇的四个楼层的楼梯及其过道的照明限制，须要进行人性化的、关爱老人的改造和提升，并有节电潜力；四个楼层的楼梯及其过道的照明，改造前是运用手控开关管理的。对于老年人群，特别是高龄老人因行动迟缓或视力不济，手动操作特别不便，经常徒手摸索困难找寻照明开关，造成很大的苦恼，并且屡屡造成长明灯或长夜灯，奢侈电能。因此，四层楼宇的楼梯及其过道照明，照明限制的方法须要改进，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●接受红外线自动开关取代楼梯及其过道的手动开关接受红外线自动感应限制开关，使得四层楼宇的全部楼梯及其过道的照明自动实现“人来灯亮，人走灯灭”。避开老年人群，特别是高龄老人在墙上找寻或摸索开关的麻烦。实施关爱老人的照明自动限制方法，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、经济投入和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挚友的人性关爱，便利了高龄老人的活动，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照明节能改造案例接受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元过道和楼梯灯：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）营业大厅全部照明灯具全天24小时始终全部点亮经过考察，南京某供电局营业大厅因为必需24小时全天营业服务以及平安的须要，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）营业大厅照明限制方法落后考察发觉，南京雨花供电局营业大厅面积达300平方米以上，照明状态较为困难、浩大，但照明限制仍在运用人工的手动开关，尚未考虑接受先进的自动照明限制手段，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小时对外开放营业和服务。大厅安装了大量的各种照明光源和灯具，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。由于须要全天24小时开放，且照明限制方式照旧是陈旧的人工手动限制，因此照明耗电极为铺张奢侈。探讨确定接受先进的照明智能限制，并制定合理的照明节电限制策略。设计和规划好科学节能的灯光照明场景，即：开灯/熄灯的数量和时间阶段，变更落后的手工照明限制方法，例如：●定时限制依据营业大厅经营的时间阶段特点，定时自动限制开灯或熄灯，以及限制对应运用的灯具数量，实现不同的灯光场景；●红外移动传感器限制营业大厅可依据红外线移动传感器的信号，实现“人来灯亮，人走灯灭”，限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；●光照度传感器限制在环境自然光照度较强或较弱时，照度传感器可以限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光明，又能实现节约电能的灯光照明环境；●触摸面板限制智能照明限制网络可以接入触摸面板，具有逻辑限制功能，在须要时照旧可以实现手动限制营业大厅的照明，以满足应急所需或平安照明的要求，而且触摸限制面板能够把困难的灯光照明场景，实现一键化限制；3）南京市某供电局营业大厅照明节能改造方案、经济投入和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限制：●接受照度传感器，实现了自然采光结合人工照明的节能照明；●接受红外传感器，实现了“人来灯亮，人走灯灭’的节能照明；●接受定时限制器，实现了照明灯具的分时和分区节能照明；●接受触摸限制面板，实现了灯光场景一键化限制和平安照明；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照明节能改造案例接受灯具和限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.触摸限制器-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.预料投资回收期：约三年总之，装备了照明智能限制设备和系统，真正实现了营业大厅照明节能的优化和自动限制。在这里，照明智能限制技术呈现了奇异的魅力。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，将由照明智能限制系统产生，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500lx。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。明显，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，对推断照明设计方案的合理性，供应了科学的依据。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14.32W/，基本符合国家照明标准（GB50004—2004）关于照明功率密度限定值为16W/—17W/的要求，而照明设计方案一的照明功率密度值指标LPD为25.34W/，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3×3000lm5600lmA1×每光源光通量A5光源寿命6000h6000hA6灯具数量563537A7光源总数3×563=16891×537=537A1×A6A8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1.3×500lx=650lx1.3×500lx=650lx按设计要求，留有裕量。B年耗电B1系统总功率76.005KW42.960KW灯具功率A3×灯具数量A6B2年开灯时间3000h3000hB3年耗电量228015kwh128880kwh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A7×C1+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)×A6×D2E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845269A7×B2/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33G5年维护工费6756元2255元A6×G3×G4G6年换灯和维护总费用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LPD25.34W/14.32W/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和执行国家照明标准的关系在所遇到的照明改造项目中，可能会发觉以下问题：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；明显，在照明改造工作上，主要当然是照明节能设计工作，但也可能会发觉或遇到须要改善照明和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和执行国家照明标准的关系。2.正确处理照明节能改造和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，照明限制麻烦等等，都应当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和应用先进照明器材的关系照明节能改造必需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当朝着应用先进照明器材的方向发展。一方面，唯有接受光效高，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和牢靠性兼容。另一方面，先进的照明器材和高技术的照明限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白这一点。4.正确处理照明节能改造和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，正确处理好照明节能改造和自然采光照