LED替代三基色直管熒光燈和筒燈照明方案節(jié)能分析

王若敏

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 工程概況

莞惠城際由穗莞深城際麻涌站接軌，全線設(shè)計范圍為道滘站(含)至客運北站(含)段線路，正線全長約99.851 km，共設(shè)17座車站，其中地下站10座，地面站1座，高架站6座。10座地下站站房面積及建筑形式詳見表1。

表1 全線地下車站概況一覽

2 地下站公共區(qū)照度標(biāo)準(zhǔn)(表2)

表2 地下站公共區(qū)照度標(biāo)準(zhǔn)［1］ lx

3 施工圖公共區(qū)照明設(shè)計方案(以松山湖北站為例)

松山湖北站為標(biāo)準(zhǔn)地下二層島式車站，地下一層為站廳層，寬26.34 m，公共區(qū)長約148.32 m;地下二層為站臺層，寬26.34 m，設(shè)有屏蔽門，有效站臺寬度約12 m，公共區(qū)長約183.4 m。

站廳層兩側(cè)區(qū)域照明采用T5 2×28 W直管三基色嵌入式熒光格柵燈，中央?yún)^(qū)域采用2×32 W節(jié)能筒燈，按2燈1組。燈具安裝結(jié)合吊頂形式(離縫間安裝/斷板安裝)。站廳層燈具布置見圖1。

站臺層照明采用T5 2×28 W直管三基色嵌入式熒光格柵燈，4燈1組連續(xù)安裝形成光帶。兩側(cè)屏蔽門上方燈槽內(nèi)安裝T5 1×28 W支架燈。站臺層燈具布置見圖2。

4 節(jié)能改造的需求背景

節(jié)能，城市的可持續(xù)發(fā)展。在全球氣溫日益升高，能源供應(yīng)日趨緊張的今天，節(jié)能已經(jīng)成為國家、社會和企業(yè)的責(zé)任，也是提升城市可持續(xù)發(fā)展能力的迫切需要，照明用電量占全球電力消耗總量的10% ～20%［2］，照明節(jié)能任重而道遠。

白光LED作為一種新型的固體光源進入照明領(lǐng)域，其發(fā)展速度之快，受到了世界各照明領(lǐng)域的關(guān)注，成為第二代(氣體放電燈)光源以后的第三代新型光源［3-4］。

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》［5］，“高效節(jié)能、長壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品”被列入中長期規(guī)劃第一重點領(lǐng)域(能源)的第一優(yōu)先課題。

《廣東省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》［6］中，把半導(dǎo)體照明，實施LED照明等一批示范工程，建設(shè)廣東省綠色照明示范城市，作為培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點項目之一。為貫徹廣東省十二五規(guī)劃要求節(jié)能減排政策，推動LED低碳、綠色產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，廣東省出臺了《關(guān)于加快發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)的若干意見》，要求“3年內(nèi)，我省的城際軌道、高速公路、交通誘導(dǎo)、戶外廣告、城市道路照明、主要公共場所和公共機關(guān)照明基本實現(xiàn)LED產(chǎn)品”。

為了解決目前LED產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失，質(zhì)量檢測手段跟不上技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，市場競爭無序的發(fā)展瓶頸，廣東省已推出《廣東省LED室內(nèi)照明產(chǎn)品評價標(biāo)桿體系管理規(guī)范(第一版)》。

圖1 站廳層燈具布置(單位:mm)

圖2 站臺層燈具布置(單位:mm)

5 LED替代三基色直管熒光燈和筒燈照明方案

本次照明設(shè)計方案，在滿足照度標(biāo)準(zhǔn)的情況下，改用LED光源，不改變燈具的布置形式，即天花裝修形式不變、燈具數(shù)量不變，僅更換光源。

5.1 燈具參數(shù)

(1)LED格柵燈盤

LED格柵燈盤示意見圖3，燈具配光曲線見圖4。

型號:PAK330611

功率:2×21 W

尺寸:1 223 mm×300 mm×90 mm

燈體:0.5 mm優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，機械強度高，堅固耐用

圖3 LED格柵燈盤

圖4 LED格柵燈具配光曲線

反射器:優(yōu)質(zhì)電化鋁

安裝:吊桿、吸頂

光源:LED-T8

光通量:1 900 lm

色溫:4 000 K

顯色指數(shù):80

主要應(yīng)用:

公共建筑、火車站、機場航站樓等

(2)LED筒燈

LED筒燈示意見圖5，其燈具配光曲線見圖6。

圖5 LED筒燈

圖6 LED筒燈燈具配光曲線

型號:PAK310802

功率:1×21 W

尺寸:1 236 mm×121 mm×80 mm

燈體材料:燈體采用優(yōu)質(zhì)進口冷軋鋼板，機械性能強，不易變形，表面經(jīng)噴塑工藝處理，防繡，防腐，不易刮花

電器:電子式變壓器

功率因數(shù):0.95

電壓:220 V

頻率:50 Hz

光源:LED-T8

光通量:1 900 lm

色溫:4 000 K

顯色指數(shù):80

主要應(yīng)用:

公共建筑、火車站、機場航站樓等

(3)LED支架燈

LED支架燈示意見圖7，燈具配光曲線見圖8。

型號:PAK310802

功率:1×21 W

尺寸:1 236 mm×121 mm×80 mm

燈體材料:燈體采用優(yōu)質(zhì)進口冷軋鋼板，機械性能強，不易變形，表面經(jīng)噴塑工藝處理，防繡，防腐，不易刮花

電器:電子式變壓器

功率因數(shù):0.95

電壓:220 V

圖7 LED支架燈

圖8 LED支架燈燈具配光曲線

頻率:50 Hz

光源:LED-T8

光通量:1 900 lm

色溫:4 000 K

顯色指數(shù):80

主要應(yīng)用:

公共建筑、火車站、機場航站樓等

5.2 照度計算

(1)松山湖北站站廳層地板點照度值(圖9)

圖9 松山湖北站站廳層地板點照度值(單位:lx)

(2)松山湖北站站臺層地板點照度值(圖10)

圖10 松山湖北站站臺層地板點照度值(單位:lx)

(3)松山湖北站站廳層平均照度及功率密度值(表3)

(4)松山湖北站站臺層平均照度及功率密度值(表4)

表3 松山湖北站站廳層平均照度及功率密度值

表4 松山湖北站站臺層平均照度及功率密度值

6 節(jié)能分析對比(表5)

表5 節(jié)能分析對比

7 結(jié)論

(1)三基色直管熒光燈光源技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、價格較低，且光效與LED光源光效差距不大，但壽命相對LED較短。

(2)緊湊型熒光燈光源技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、價格較低，但光效與 LED光源差距較大，壽命相對LED更短。

(3)LED光源光效較高可達70～90 lm/W、啟動性能好、調(diào)光方便、耐振動、耐氣候性良好、壽命長(目前市場LED壽命能達到30 000 h以上)、不含汞(屬綠色照明光源)，且LED在一定光束角內(nèi)定向輻射，用于筒燈時，有利于提高下射光通比。但LED為新技術(shù)，目前標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，價格也較高，顯色性較差。

(4)莞惠城際地下站公共區(qū)照明采用LED光源，照度標(biāo)準(zhǔn)滿足《城市軌道交通照明》等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的基本要求，在技術(shù)上是可行的。

(5)節(jié)能分析結(jié)論表明，與傳統(tǒng)光源相比，采用LED光源雖投資有所增加，但與節(jié)能效果相比，經(jīng)濟上合理。

地下站公共區(qū)照明采用LED光源節(jié)能率約為34%，投資增加約4 842 914.50元，投資增加回收年限約為3.8年，投資增加回收年限基本與LED燈具壽命相當(dāng)(按每天點燈20 h計，約為4.1年)。

(6)采用LED光源符合國家及地方政府技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、節(jié)能減排等政策要求。

［1］GB/T 16275—2008 城市軌道交通照明［S］.

［2］李康彥，侯日根.京滬高速鐵路京徐段旅客站房照明設(shè)計［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2011(11).

［3］任元會.照明設(shè)計新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用［J］.電氣設(shè)計技術(shù)，2012(1).

［4］郭兆琪.地鐵車站照明淺談［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2000(1).

［5］中華人民共和國國務(wù)院.國發(fā)［2005］第044號 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)［Z］.北京:2005.

［6］廣東省人民政府.粵府(2011)47號 廣東省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要［Z］.廣州:2011.