正确处理照明节能改造中的六个关系——建筑照明改造案例及其剖析

（南京理工大学&南京工业职业技术学院梁人杰）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。本文剖析经过实践的几种典型照明节能改造研究案例提炼出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前言众所周知，中国的能源形势危急，前景严峻！如果能源紧缺我国将无法实现“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力度，并持之以恒！2005年我国能源消耗总量22.3亿tce2020年我国能源消耗总量36.2亿tce“趋势照常”分析二.照明节能改造案例及其剖析●为加速推广绿色照明的发展，加快照明节能降耗的步伐。组织开展了一系列照明节能改造工作，进行试点研究。学校经营性服务机构选择公共事业服务部门等典型单位开展社会福利院高档超市►下文对五个案例进行介绍与剖析，试图总结和提炼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（经营性服务机构）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电费共计电达230万元之巨。►2008年的节能降耗指标确定为：以2007年底的耗电量为基数节能降耗20%；即：三部分共需要做到节约电费46万元。●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，发现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设计方针：●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，●注重照明改造资金投入的经济性。为此：★主要采用新型光源和灯具T5取代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、经济投入与效益表1●由于广泛引入高效节能照明灯具，►保持了应有的照明质量►保持了原有的部分人性化间接照明的设计风格►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。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1.每年节省电费：1.78万元2.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16间房，包括：教室14间、教研室和微机室各1间，都照度不足100lx。国家照明标准规定的照度指标值应为300lx；（2）照明光源与灯具效率较低不利节电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；2)为该小学设计的照明节能改造方针►设计方针：●首先通过设计提升教室照度满足国标规定；●保留原配电系统实现改造资金投入的经济性。►为此：主要采用新型光源和灯具取代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-28×2，（6套/间）=100套（2）黑板照明：MX4-28（1套/间）=14套主材：16850元1.等效的节电率：30%；2.按照当地议价电费：回收周期3年★本案例照明改造的重要意义在于：►提升了照明质量，达到了照明标准，保护了学生的视力健康►推广了先进的高效光源与灯具，引进了照明节能技术；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照明现状基本概况：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，室内节电照明已较为重视。考察发现：四层楼宇的四组楼层楼梯及其过道的照明控制，需要人性化改造，并有节电潜力；主要问题：四个楼层的楼梯及过道的照明，改造前使用手控开关，对于老年人群，特别是高龄老人因为行动迟缓或视力不济，手动操作十分不便，经常徒手摸索或困难寻觅照明开关，造成很大的烦恼，并屡屡造成长明灯或长夜灯，浪费电能。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四层楼宇所有楼梯及过道的照明自动实现“人来灯亮，人走灯灭”。（避免老年朋友，特别是高龄老人在墙上寻觅或摸索开关的麻烦）3）南京某敬老院照明节能改造方案、经济投入与效益示范意义：投入不多却做到了对老年朋友的人性化关爱方便了高龄老人的活动，并挖掘了照明节能的潜力表3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1.人性化关爱老年朋友2.过道与楼梯灯节电率：30-70%4.南京某供电局营业大厅的照明节能改造案例1）营业大厅照明节能改造前的现状：（1）所有照明灯具全天24小时一直全部点亮考察结果：供电局营业大厅因24小时全天营业以及安全的需要，全部155套/盏灯具几乎全天24小时全部点亮。经常是“夜深人静，灯火通明，电表飞转，无人问津”。（2）营业大厅照明控制方法落后考察又发现：营业大厅面积达300平方米以上，照明复杂、庞大，但仍使用人工手动开关，未采用自动照明控制手段难以实现优化的节能照明！2）营业大厅主要照明节能改造工程方针24小时对外开放营业与服务接待用户来宾的窗口。大厅大量各种照明光源与灯具，包括：荧光灯格栅灯、荧光灯柔光灯和节能灯的筒灯照明总功率约3000瓦。★研究决定采用先进的照明智能控制►制定照明节电控制策略►设计与规划节能的灯光照明场景►改变手工照明控制的落后方法例如：●定时控制●红外移动传感器控制●光照度传感器控制●触摸面板控制3）供电局营业大厅照明节能改造方案、经济投入与效益★为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策略●采用红外传感器，实现了“人来灯亮，人走灯灭’的节能照明技术●采用定时控制器，实现了照明灯具的分时与分区节能照明控制●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；★节能改造方案、经济投入与效益（具有推广意义）节电率：30—70%；延长光源寿命：2—4倍；表4照明节能改造案例采用灯具和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：20-70%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5.某高档超市营业大厅的照明节能改造论证案例●高档超市营业厅面积3000平方米●顶棚高度3米●要求营业平面的平均照度500lx★为了方案可行性论证，专门设计了二种照明方案★技术经济评估结果：●为了简明：以表格形式阐述照明成本效益分析（表5）●阐述包括：各项论证的科目及其计算关系●论证科目：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；对判断照明设计方案的合理性，提供了科学的依据。★评估与论证结果（表5）列出主要科目—红字为优势项照明设计方案1照明设计方案2灯具类型格栅灯具（3管）筒灯灯具（单管）灯具数量563537光源总数1689537系统总功率76.006KW42.960KW年耗电量228015kwh128880kwh初始投资217881元166470元每年电费182412元103104元每年光源费用12675元25555元每年照明费用255520元/年162302元/年功率密度值每平方米25.34W每平方米14.32W★从照明费用比较分析：●方案2比方案1经济得多！★从照明功率密度分析：●方案2比方案1省电得多！而且方案1超标！%.563/255520/162302年元年元方案一的年照明费用方案二的年照明费用照明费用分析结果设计方案1设计方案2国家照明标准每平米25.34W每平14.32W每平米16W-17W三.照明节能改造应引起重视的六个关系1.照明节能设计与执行国家照明标准的关系2.照明节能改造与人性化照明理念的关系3.照明节能改造与应用先进照明器材的关系4.照明节能改造与发展自然采光照明的关系5.照明节能改造与应用照明智能控制技术的关系6.照明节能改造与技术经济评估的关系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；●当然，在照明节能改造工作上，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：国家照明标准就是检验照明设计专业水平的准绳；●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，将可避免很多潜在的隐患。例如：汶川校舍问题；2.正确处理照明节能改造与人性化照明理念的关系★人类照明正向着现代化、人性化、节能化、智能化发展★照明节能改造是绿色照明实现节能降耗的事业，因此：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如：显色性差，照度低，眩光大，照明控制麻烦等等，都应该按人性化的照明理念整改。★照明设计中的间接照明技术将依靠高效光源灯具发扬；人们不可能为了节能都回到直接照明的“垂吊灯”时代！●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。►下面看看间接照明的解决方案。★间接照明的解决方案——和谐、温馨、柔情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；★照明节能改造不允许以牺牲照明质量指标为代价；因此：★照明节能改造必须在先进技术的条件下实现！★国家照明标准的照度和照明功率密度双达标已经确立了现代照明应该朝着应用先进照明器材的方向发展。★照明器材优胜劣汰，例如：欧盟取缔白炽灯，逐渐禁用电感镇流器…★先进的照明器材与高技术的照明控制技术是实现照明节能的重要利器。●本文的所有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、免费能源；●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（新的照明观）；●自然采光照明可以实现的节电率在30%—70%之间；●正如本文电力局营业大厅的照明节能改造案例，其中就有自然采光照明结合人工照明的节能贡献。建筑学的设计保障★自然采光照明结合人工照明（节能建筑）照明的智能化控制5.正确处理照明节能改造与应用照明智能控制技术的关系★照明智能控制技术可以实现照明节能的自动化和最优化。在节能照明设计中照明功率密度值是一种静态的节能设计限定指标；照明智能控制则是一种动态地实现优化照明节能的智能技术；（做到真正因环境而异，因人而异，因地制宜，自动地，自适应地实现照明用电的节能调节，充分挖掘照明节能的潜力）★国际照明界一致认同的观点是，智能照明控制技术能够实现的节电率为30%—70%，能够延长光源寿命2—4倍，效益显著。★智能照明控制技术实际上已成为绿色照明的重要组成部分。正如本文关于电力局营业大厅的照明改造案例，节能的效益完全是依靠照明智能控制技术获