自感應(yīng)式LED燈在住宅公共照明中的應(yīng)用

鄭鵬飛 (山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司, 山東 濟(jì)南 250101)

摘要隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大和人們生活水平不斷提高，電能供需矛盾日益突出，節(jié)電呼聲日益高漲。通過分析目前住宅公共照明情況和存在的問題及LED燈的特點(diǎn)，提出了采用自感應(yīng)式LED燈具替代普通燈具，并通過一個(gè)具體例子分析了兩者的費(fèi)效比。

關(guān)鍵詞公共照明 LED 費(fèi)效比

AbstractAs modern production scale is expanding and people’s living standard is improving, the contradiction between energy supply and demand has become increasingly prominent, At the same time, the need of energy saving is increasing. Through analysing the current situation and existing problems in residential public illumination and the characteristics of LED lights, using self-sensing LED lamps to replace ordinary lamps is proposed, and the cost-benefit ratios of both are analyzed through a specific example.

Keywordspublic-lighting, LED, cost-benefit ratio

作者簡介

0引言

近年來，在全球應(yīng)對能源短缺和氣候變暖的形勢下，高效照明產(chǎn)品因節(jié)能低碳，逐步成為替代傳統(tǒng)照明的新型產(chǎn)品，并將引領(lǐng)未來照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。而在高效照明產(chǎn)品中，LED光源產(chǎn)品的應(yīng)用是最大的發(fā)展趨勢。

1應(yīng)用背景

1.1傳統(tǒng)住宅公共照明存在的顯著問題

由于住宅公共照明對于照度的要求并不高，國標(biāo)規(guī)定住宅公共照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值為50lx?，F(xiàn)有的住宅公共照明大多采用傳統(tǒng)的熒光燈，耗能較高，并且采用粗放的管理方式，照明電費(fèi)相當(dāng)可觀；另外，一個(gè)住宅小區(qū)的公共照明系統(tǒng)中所涉及的燈具繁多，燈具的更換、維護(hù)工作量大，給物業(yè)管理帶來較大的困難。以上的問題，都直接或間接地與照明燈具的選擇有較大的關(guān)系，如何選擇照明燈具，避免上述問題，在滿足業(yè)主需要的基礎(chǔ)上降低能耗，是一個(gè)重要的課題。

1.2新規(guī)范的實(shí)施

《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034-2013)里首次提出LED照明，在6.2.7條中明確提出，旅館、居住建筑及其他公共建筑的走廊、樓梯間、廁所燈場所宜選用自動控制的感應(yīng)式發(fā)光二極管燈，即采用LED光源。

2LED光源

LED是一種將電能直接轉(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件，LED燈具是目前世界上重點(diǎn)推廣的節(jié)能燈具。作為一種照明光源，LED光源有以下的優(yōu)點(diǎn)。

1)LED光源發(fā)光效率高，可達(dá)到100lm/W～200lm/W，而且發(fā)光的單色性好、光譜窄、無需過濾并且可直接發(fā)出有色可見光。

2)LED光源耗電量少，LED單管功率0.03W～0.06W，采用直流驅(qū)動，單管驅(qū)動電壓1.5V～3.5V，電流15mA～18mA，反映速度快，可在高頻操作，用在同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈的1/10 000、熒光管的1/2。

3)LED光源使用壽命長，目前品質(zhì)較好的LED燈具質(zhì)保壽命約50 000h，白熾燈的壽命只有1 000h，熒光燈的壽命大于8 000h。

4)LED光源具有安全可靠性強(qiáng)、發(fā)熱量低、無熱輻射性、冷光源、可以安全觸摸、能精確控制光型及發(fā)光角度、光色柔和且無眩光不含汞和鈉元素等可能危害健康物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

LED光源與常用熒光燈光源基本參數(shù)比較如表1所示。從表1中可以看出，LED燈具的絕大多數(shù)技術(shù)參數(shù)都明顯優(yōu)于普通的熒光燈，結(jié)合上述優(yōu)點(diǎn)，LED光源能耗低、光效高、壽命長、可靠性高，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)熒光燈，在照明領(lǐng)域前景光明。

表1　LED燈與常用熒光燈光源基本技術(shù)參數(shù)比較

當(dāng)前，相對于其他照明，住宅公共照明在考慮建筑照明方案時(shí)，更側(cè)重于節(jié)能技術(shù)。傳統(tǒng)方案中，住宅公共照明主要采用T5管熒光燈，因?yàn)門5管熒光燈具有光效高、價(jià)格低廉、照度均勻度高的優(yōu)勢，但T5管熒光燈也存在能耗高、有頻閃、壽命短、燈具中含重金屬汞等缺點(diǎn)。而采用LED作為住宅公共照明光源則可以避免由傳統(tǒng)熒光燈照明帶來的一系列問題，在保證照明效果的基礎(chǔ)上最大程度地降低功耗，取得節(jié)能減排的最佳效果。目前LED燈在住宅公共照明方面的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。

3實(shí)例對比分析

本文以某實(shí)際住宅小區(qū)公共照明為例對LED燈具照明與傳統(tǒng)T5熒光燈照明進(jìn)行了對比分析，并且針對費(fèi)效比進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算分析。

3.1照明方案對比

1)傳統(tǒng)T5熒光燈方案

選用燈具：飛利浦 T5/21W燈管。

控制系統(tǒng)：主要是傳統(tǒng)開關(guān)控制和聲光控制。

2)LED燈照明方案

選用燈具：12W自感應(yīng)式LED。

自感應(yīng)式LED燈具將被動紅外移動傳感器、智能控制器、LED光源有機(jī)結(jié)合起來，當(dāng)有人活動需要照明時(shí)，它會自動感應(yīng)點(diǎn)亮，滿足對照度的要求；當(dāng)人離開后自動熄滅。由于LED壽命≥50 000h，而每盞燈又都是感應(yīng)控制，每天使用的時(shí)間相對縮短，更加大大延長壽命，減少維修費(fèi)用。燈的具體參數(shù)如表2所示。

表2　自感應(yīng)式LED燈具參數(shù)

3.2費(fèi)效比對比計(jì)算分析

某住宅小區(qū)共有16棟住宅，其中6棟18層住宅，10棟30層住宅，每棟住宅樓均為2個(gè)單元，地下均為2層。每個(gè)單元地上每層需要自感應(yīng)式LED燈6盞，地下需要自感應(yīng)式LED燈15盞，整個(gè)住宅小區(qū)共需自感應(yīng)式LED燈5 376盞。設(shè)定條件：燈具平均工作時(shí)間4h/d，電費(fèi)1.0元/(kW·h),為了便于計(jì)算,按照5 300盞燈計(jì)算。以下是兩種方案對比：

1)傳統(tǒng)T5熒光燈(21W)方案

每天耗電量：21×5 300÷1 000×4=445.2kW

每年電費(fèi)：445.2×365×1=162 498元

年維護(hù)費(fèi)(按照燈管價(jià)格15元/支，壽命2 000h/支計(jì)算)：15×(4×365÷2 000)×5 300=58 035元

年總費(fèi)用162 498元+58 035元=220 533元

5年運(yùn)行費(fèi)用220 533元/年×5年=1 102 665元

2)LED燈(12W)照明方案

每天耗電量：5 300×12÷1 000×4=254.4 kW

每年電費(fèi)：254.4×365×1=92 856元

年總耗費(fèi)用92 856元(壽命期內(nèi)維護(hù)費(fèi)用為0)

5年運(yùn)行費(fèi)用92 856元/年×5年=464 280元

可見，采用自感應(yīng)式LED燈，燈光布局及照度更加科學(xué)合理，減少了無效照明，電費(fèi)相當(dāng)于原來的1/2，并且在5年預(yù)期壽命內(nèi)維修費(fèi)用基本為零。這樣，壽命期同比節(jié)約費(fèi)用638 385元。

3.3間接效益分析

1)LED為無頻閃光源，減輕了對人眼的傷害。

2)LED為綠色環(huán)保冷光源，對人體和動物無任何傷害。

3)LED為國家鼓勵的節(jié)能光源，將來有可能享受國家節(jié)能補(bǔ)貼。

綜合以上節(jié)能、低故障率、低維護(hù)成本的優(yōu)勢，LED光源還具有不頻閃、無噪音等特點(diǎn)，非常符合公共空間照明實(shí)際運(yùn)行的需要。

3.4對比分析小結(jié)

通過對比分析可知，相較于傳統(tǒng)的T5熒光燈，LED燈可以實(shí)現(xiàn)：

1)在保證照明效果的基礎(chǔ)上有效降低功耗，實(shí)現(xiàn)燈具改造節(jié)能50%。

2)采用長壽命光源(50 000h)，大幅度降低維護(hù)成本。

4結(jié)束語

采用傳統(tǒng)T5熒光燈對住宅公共空間進(jìn)行照明，前期投入小，在市場沒有出現(xiàn)LED照明產(chǎn)品之前，熒光燈相對于白熾燈是非常好的選擇，在LED燈具特別是自感應(yīng)式LED燈出現(xiàn)以后，T5熒光燈即將逐步被取代。 T5熒光燈每年耗電量巨大，嚴(yán)重制約著物業(yè)和企業(yè)的發(fā)展，5年的運(yùn)營成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過LED燈。

LED光源具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長、色彩豐富、性能可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)，且LED燈在政策的影響下出現(xiàn)是順應(yīng)潮流的發(fā)展。隨著LED光源光效的迅速提升、LED燈具配光設(shè)計(jì)技術(shù)水平的逐步成熟、LED光源價(jià)格的降低,LED照明燈具與同等效能的傳統(tǒng)燈具相比已經(jīng)具備明顯的競爭優(yōu)勢，其全壽命周期的綜合成本明顯低于傳統(tǒng)燈具，將成為最具競爭力的主流照明光源之一。

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鄭鵬飛

2010年畢業(yè)于山東大學(xué)控制專業(yè)，主要研究方向?yàn)楣I(yè)自動化控制?，F(xiàn)任山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司電氣工程師，從事民用建筑電氣設(shè)計(jì)工作。

Analysis and Application for System Integration of Smart City

Wu Wenjing / Qu Chenfei / Wang Donglin