淺談LED在照明工程中的應(yīng)用

馮菊梅 王 娟

(中國(guó)建筑設(shè)計(jì)咨詢公司，北京 100120)

1 前言

當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問(wèn)題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，具有體積小、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保、多變幻等優(yōu)點(diǎn)，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。其應(yīng)用將徹底改變現(xiàn)有建筑在照明設(shè)計(jì)、燈具設(shè)計(jì)方面的傳統(tǒng)觀念。隨著應(yīng)用工作的進(jìn)展，將會(huì)產(chǎn)生新的照明理念、實(shí)現(xiàn)途徑和方法。因而對(duì)建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范、供電系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及熱設(shè)計(jì)等技術(shù)的深入研究，對(duì)于推廣LED在建筑照明領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)起到關(guān)鍵的作用。

2 LED應(yīng)用實(shí)例

LED照明技術(shù)是一個(gè)實(shí)用化的系統(tǒng)技術(shù)，必須通過(guò)系統(tǒng)、具體的工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)際建設(shè)，才能推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。在照明領(lǐng)域的推廣工作也必須通過(guò)典型工程的示范作用來(lái)帶動(dòng)，特別是具有影響力的典型工程實(shí)例，而這樣的綜合性示范平臺(tái)目前國(guó)內(nèi)尚是空白。下面就在某建筑物中的LED應(yīng)用做如下闡述:

2.1 地下設(shè)備間照明

地下設(shè)備間包括空調(diào)機(jī)房、換熱站、水泵房等，空間管道密布，原設(shè)計(jì)為吸頂式防水防爆熒光燈。本次選用高效LED光源組裝成燈管直接替換熒光燈管，避開了半導(dǎo)體照明企業(yè)在燈具制作方面的弱勢(shì)，規(guī)避了特種燈具在工程報(bào)驗(yàn)上的麻煩，使用常規(guī)交流供電，簡(jiǎn)單易行，實(shí)際使用效果良好(見圖1和表1)。

表1 地下設(shè)備間使用LED燈具數(shù)量及性能表

圖1 地下設(shè)備間照明

2.2 走廊照明

在建筑物內(nèi)，走廊屬于公共照明區(qū)，有其固有的特點(diǎn):位于建筑的中間，很難利用自然光;人員會(huì)不定期出現(xiàn)在走廊上，逗留時(shí)間短;為了安防的需要，需要加裝監(jiān)控設(shè)備。傳統(tǒng)照明為了滿足以上要求，通常采用長(zhǎng)明燈 (尤其是在工作時(shí)間)。我們充分利用LED啟動(dòng)速度快、易控制的特點(diǎn)，將公共照明區(qū)的走廊 (共22層)采用LED燈具，不同樓層照明燈具有不同的設(shè)計(jì)，其中有傳統(tǒng)筒燈，也有與石棉板結(jié)合的“滿天星”燈具。通過(guò)智能控制，在有人通行時(shí)保持100%的亮度，無(wú)人時(shí)保持10%的照度，確保滿足監(jiān)控系統(tǒng)的需求 (見圖2和表2)。

表2 走廊 (共20個(gè)樓層)使用筒型LED燈具數(shù)量及性能表

圖2 走廊照明

2.3 中庭炫彩頂

本建筑17～19F設(shè)有四周封閉的中空大廳，建筑設(shè)計(jì)師的理念是用透光軟膜加熒光燈的方式模擬自然采光天窗的效果。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用熒光燈總功率過(guò)大無(wú)法散熱，不僅影響燈具及軟膜壽命，同時(shí)帶來(lái)消防隱患。經(jīng)反復(fù)驗(yàn)算，研制低壓供電雙色LED燈具，通過(guò)軟件控制，實(shí)現(xiàn)模擬真實(shí)天空早晨、中午、黃昏的色溫變化和白云漂浮的效果，增強(qiáng)了裝飾效果并同時(shí)解決了中庭照明問(wèn)題 (見圖3和表3)。

表3 中庭炫彩頂使用LED燈具數(shù)量及性能表

3 節(jié)能效益

經(jīng)以上計(jì)算，我們做如下幾方面的比較可以得出LED燈的節(jié)能效益。

初投資比較:

使用LED燈的初投資是56.93萬(wàn)元，使用傳統(tǒng)熒光燈的初投資是15.348萬(wàn)元，LED燈的初投資增加41.582萬(wàn)元，是傳統(tǒng)熒光燈初投資的3.7倍。

耗電量比較:

在相同的使用時(shí)間和工況情況下計(jì)算一年的耗電量，使用LED燈的耗電量是18964×365×8=5.537萬(wàn)kW.H，使用傳統(tǒng)熒光燈耗電量是45682×365×8=13.448萬(wàn)kW．H，LED燈的耗電量是傳統(tǒng)熒光燈耗電量的0.41倍。

圖3 中庭炫彩頂

按1.0元/kW．H計(jì)算電費(fèi):使用LED燈每年減少電費(fèi)7.911萬(wàn)元。

維護(hù)費(fèi)比較:

LED燈壽命是傳統(tǒng)熒光燈的壽命的10倍，假設(shè)傳統(tǒng)熒光燈按以上使用方式，三年更換一次，15年內(nèi)更換5次，LED燈則不需更換。暫不計(jì)日常的維護(hù)費(fèi)用，則:傳統(tǒng)熒光燈的費(fèi)用為76.74萬(wàn)元。

總費(fèi)用比較:

15年內(nèi)，使用LED燈總費(fèi)用為:56.93+5.537×15=139.98萬(wàn)元

使用傳統(tǒng)熒光燈總費(fèi)用為:15.348×5+13.448×15=278.46萬(wàn)元

由此可見，LED燈比傳統(tǒng)熒光燈節(jié)約費(fèi)用138.48萬(wàn)元，平均每年節(jié)約9.2萬(wàn)元，并且時(shí)間越長(zhǎng)節(jié)能效益越明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

以上是結(jié)合具體工程實(shí)例介紹了LED應(yīng)用的場(chǎng)所，并對(duì)其節(jié)能效益進(jìn)行了分析，目前本工程已經(jīng)全部投入運(yùn)行并且狀況良好。借此希望更多專家學(xué)者、設(shè)計(jì)師參與討論和提出建義。

［1］姚曉平．照明用LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用．照明工程師社區(qū)，2011－10－09．

［2］陳大慶．中國(guó)及天津市LED路燈技術(shù)狀況與發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告－LED技術(shù)論文．中華勵(lì)志網(wǎng)，2010－06－08．

［3］肖宏志．半導(dǎo)體照明的基礎(chǔ)－白光LED．中國(guó)照明電器，P25～29，2009．

［4］高桂根．LED照明與節(jié)能．