LED光源在民用建筑照明中的應(yīng)用

沈雅蘭

(聯(lián)安國(guó)際建筑設(shè)計(jì)有限公司， 北京 100120)

引言

目前，我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)是以相對(duì)較低的碳排放實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)，主要著力點(diǎn)在于大幅度降低單位GDP的二氧化碳排放量。在電力能耗中照明能耗占據(jù)一定的比例。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù)，全球照明用電約占總用電量的19%，我國(guó)照明用電占全社會(huì)用電量的13%左右。可見(jiàn)照明節(jié)電的潛力是不可忽視的。在此背景下，LED照明產(chǎn)業(yè)逐漸成熟。

民用建筑領(lǐng)域是城鎮(zhèn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和大眾化的一個(gè)重要場(chǎng)所。我國(guó)正在大力扶植城鎮(zhèn)化發(fā)展，可以說(shuō)城鎮(zhèn)化的發(fā)展給建筑領(lǐng)域的節(jié)能包括綠色照明提供了廣闊的空間。它將LED照明引入更廣闊的領(lǐng)域。

1 LED光源與其他光源的比較

電光源按照其發(fā)光原理可分為熱輻射光源、氣體放電光源和固體光源三大類[1]。白熾燈是歷史最悠久的燈，應(yīng)用極為廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便、顯色性好；缺點(diǎn)是發(fā)熱大、發(fā)光效率較低、使用壽命較短。由于白熾燈不夠節(jié)能，目前已逐漸被淘汰。熒光燈包括普通日光燈和緊湊型熒光燈。熒光燈的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光效率要比白熾燈高得多，在使用壽命方面也優(yōu)于白熾燈；缺點(diǎn)是熒光燈的顯色性較差(光譜是不連續(xù)的) 特別是它的頻閃效應(yīng)，容易使人眼產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，應(yīng)采取措施消除頻閃效應(yīng)。目前，緊湊型熒光燈正逐步替代白熾燈。但是標(biāo)準(zhǔn)的緊湊型熒光燈啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，如果啟動(dòng)次數(shù)頻繁，會(huì)大大縮短其使用壽命。如果啟動(dòng)次數(shù)增加3倍，其壽命將會(huì)縮短50%。LED光源憑借其體積小、功效高、色彩豐富、啟動(dòng)快、控制方便等諸多優(yōu)點(diǎn)迅速成為繼白熾燈、氣體放電燈之后的新一代照明光源。表1是照明工程中常用的幾種光源比較。

表1 常用光源基本技術(shù)參數(shù)[2] Table 1 Basic technology parameters of usual light sources

2 LED光源在辦公照明中的應(yīng)用

目前，LED光源已應(yīng)用在樓梯間、走廊、衛(wèi)生間、地下車庫(kù)等場(chǎng)所。但是LED應(yīng)用在辦公照明的研究甚少[3]。隨著LED光源技術(shù)的不斷發(fā)展，其成本大幅度降低、光效在不斷提高，LED室內(nèi)功能性照明將會(huì)得到普及。下面以某公司三層辦公樓照明改造為例，該辦公樓每層建筑面積800m2，總建筑面積2400m2，比較并分析改造前后的耗電量、維護(hù)費(fèi)用、配電實(shí)施費(fèi)用等，見(jiàn)表2—表5。

該辦公樓工程改造安裝費(fèi)用的計(jì)算如下：

新建工程安裝及管理費(fèi)用﹙不含設(shè)備及主要材料﹚經(jīng)測(cè)算為40元/平米

改建工程為40元/平米×0.7=28元/平米

該辦公樓總改造費(fèi)用為28元/平米×2400平米=67 200元

經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算如下：

此項(xiàng)目用LED日光燈600只，單價(jià)130元/只，總購(gòu)燈費(fèi)用為7.8萬(wàn)元，加上辦公樓改造費(fèi)用6.72萬(wàn)元，總計(jì)14.52萬(wàn)元。本項(xiàng)目3層樓LED日光燈管前三年可節(jié)省6.37+2.97+2.97=12.31萬(wàn)元，則三年多一些的時(shí)間即可收回投入成本，按照平均每天燈管使用6小時(shí)、一年365天計(jì)算，LED燈管可用壽命為13年，則剩下10年節(jié)省費(fèi)用為2.97萬(wàn)×10(年)=29.7萬(wàn)元。

如果辦公樓為10層、20層，對(duì)其進(jìn)行照明節(jié)能改造，則效益更加明顯。

表2 辦公樓照明使用耗電量和電費(fèi)比較Table 2 Comparison of electricity consumption and cost of office lighting

表3 維護(hù)費(fèi)用比較Table 3 Comparison of maintenance cost

表4 配電設(shè)施費(fèi)用比較Table 4 Comparison of electrical appliance

表5 綜合分析Table 5 Comprehensive analysis

3 LED在民用建筑照明中的應(yīng)用

LED光源具有不頻閃，調(diào)光、控制方便，功率可隨意選定，容易滿足LPD值的節(jié)能要求等諸多優(yōu)勢(shì)。隨著LED光源技術(shù)的不斷發(fā)展，其性價(jià)比在不斷提高，其在室內(nèi)功能性照明的應(yīng)用將會(huì)得到普及。

當(dāng)前，LED燈具比較適用于樓梯間、走廊、衛(wèi)生間、地下車庫(kù)等場(chǎng)所照明應(yīng)用。而樓梯間、走廊、衛(wèi)生間等場(chǎng)所應(yīng)用紅外LED燈后，不存在散熱問(wèn)題，人走燈滅，燈具造價(jià)必然下降，同時(shí)也保證了LED燈具的使用壽命，該處投資很快便可收回。白熾燈現(xiàn)已基本被淘汰，由節(jié)能燈所代替，但是感應(yīng)燈的頻繁啟動(dòng)會(huì)使節(jié)能燈的壽命大大縮短，并且節(jié)能燈的啟動(dòng)很慢，不能滿足感應(yīng)燈具白熾燈的替換功能，因此目前普遍用LED燈取代白熾燈。

地下車庫(kù)的大部分照明基本為長(zhǎng)明燈，造成了能源的大量浪費(fèi)。采用LED照明燈，可根據(jù)點(diǎn)亮LED個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)可調(diào)，將該燈具與紅外移動(dòng)傳感器及智能控制器相結(jié)合，有人有車時(shí)，LED照明呈滿功率運(yùn)行，滿足照度需要，無(wú)人無(wú)車時(shí)，照明燈處于休眠狀態(tài)，維持在安全所需的最低照度，從而實(shí)現(xiàn)地下車庫(kù)的照明節(jié)能。

表6是衛(wèi)生間、樓梯間等LED燈紅外控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比表。

表6 衛(wèi)生間、樓梯間等LED燈紅外控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比表Table 6 Economical comparison of LED control technology in the toilet and stairecase

4 LED在民用建筑照明應(yīng)用中尚存在的問(wèn)題

隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展，LED光源在民用建筑照明中的應(yīng)用必將不斷廣泛。但是，目前LED在民用建筑照明應(yīng)用中尚存在以下問(wèn)題：

(1)LED產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。國(guó)內(nèi)LED廠家過(guò)多，品種繁雜，部分LED產(chǎn)品質(zhì)量存在問(wèn)題，不能夠滿足工程應(yīng)用的質(zhì)量要求。

(2)LED室內(nèi)照明燈具性價(jià)比不高，價(jià)格偏貴，影響了LED在室內(nèi)照明中的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

(3)LED存在電源轉(zhuǎn)換及散熱問(wèn)題，LED光源的壽命目前還不能達(dá)到所標(biāo)出的100 000小時(shí)，其實(shí)際壽命約在50 000小時(shí)左右。

這些問(wèn)題的存在一定程度上限制了LED光源在民用建筑照明中的應(yīng)用與普及。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)LED在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了一些分析與展望，由于民用建筑涉及面廣，很多具體的項(xiàng)目還要根據(jù)實(shí)際面臨的一些問(wèn)題進(jìn)行具體分析。LED照明是個(gè)新興行業(yè)，無(wú)論商業(yè)化、系統(tǒng)化還是標(biāo)準(zhǔn)化都還有待完善。隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展，LED照明產(chǎn)品性價(jià)比的不斷提高，LED照明的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣泛，其在民用建筑照明中的應(yīng)用也將得到普及。

[1] 俞麗華. 電氣照明[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2011.

[2] 邴樹(shù)奎. LED與照明[J]. 電氣設(shè)計(jì)技術(shù), 2010(2): 27-34.

[3] 解輝. 辦公照明的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].照明工程學(xué)報(bào), 2013,24(2): 105-111.