工業(yè)企業(yè)照明節(jié)能案例分析

摘" 要：工業(yè)廠房照明系統(tǒng)的設(shè)計與實施對提升生產(chǎn)效率、保障工人安全及降低能耗具有深遠影響。該文針對廣州某工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)車間與倉庫照明系統(tǒng)存在的問題，通過綜合利用現(xiàn)代LED照明技術(shù)，設(shè)計出高光效燈具，并配合智能控制技術(shù)，對該企業(yè)照明系統(tǒng)進行節(jié)能專項技改。技改后，在滿足照明需求的前提下，企業(yè)年照明用電量大幅下降，總結(jié)出相應(yīng)經(jīng)驗以供借鑒。

關(guān)鍵詞：照明節(jié)能；智慧照明；工業(yè)能源；智能控制技術(shù)；用電量

中圖分類號：TE41" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）07-0173-04

隨著全球政治格局動蕩加劇，全球各個國家對節(jié)能降碳工作的重視提到前所未有的高度。在當今快速發(fā)展的經(jīng)濟環(huán)境下，我國作為一個經(jīng)濟強國和制造強國，工業(yè)生產(chǎn)在國家經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著極其重要的地位[1]。工業(yè)廠房作為生產(chǎn)活動的重要場所，其照明系統(tǒng)的設(shè)計與實施對提升生產(chǎn)效率、保障工人安全以及降低能耗都具有深遠的影響。隨著我國對智能制造和節(jié)能減排政策的大力推進，工業(yè)LED照明燈具憑借其節(jié)能低碳、長壽命、靈活調(diào)光等優(yōu)勢，開始在工業(yè)廠房照明領(lǐng)域嶄露頭角。LED技術(shù)的成熟與成本的下降，也使得LED照明設(shè)備的可靠性和性價比得到了廣泛認可[2-3]。

在這樣的背景下，如何針對工業(yè)廠房的特定需求，在不改變工廠對照度需求的情況下，開展符合工業(yè)企業(yè)的節(jié)能降碳改造變得日趨重視，設(shè)計和構(gòu)建一套高效、智能、節(jié)能的照明解決方案，成為了一個亟待解決的問題。智能照明系統(tǒng)的設(shè)計不僅需要考慮燈具的選型，而且需要在燈具的設(shè)計方面提前布局，還需要結(jié)合智能控制技術(shù)，實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的智能化管理和控制。怎樣設(shè)計出集合控制和高光效照明為一體的方案，專門解決工業(yè)企業(yè)在照明方面的問題備受關(guān)注[4]。

本文通過筆者企業(yè)針對廣州某工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)車間與倉庫急迫解決提升照度與節(jié)能降碳的綜合性問題，綜合利用現(xiàn)代LED照明技術(shù)和智能控制技術(shù)，設(shè)計出高光效的燈具，經(jīng)由燈具生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，并配合智能控制技術(shù)，進一步對該企業(yè)開展照明系統(tǒng)的節(jié)能專項技改。通過技改前后的相關(guān)數(shù)據(jù)的對比，總結(jié)出相應(yīng)的經(jīng)驗，以供同行以及社會各界借鑒。

1" 項目案例情況

照明節(jié)能技術(shù)是一種通過采用高效節(jié)能的照明產(chǎn)品、優(yōu)化照明控制方式等手段，降低照明系統(tǒng)的能耗，提高照明效果的技術(shù)。其核心目的是在滿足照明需求的前提下，大幅降低能源消耗，從而達到節(jié)能減排的效果。

1.1" 項目單位基本情況

開展技改的企業(yè)為廣州市某重點用能單位，其中90%以上的能源消費為電力，企業(yè)非常重視節(jié)能降碳方面工作，已經(jīng)完成了壓縮空氣系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)等主要用能系統(tǒng)和重點用能設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造，并自投資建設(shè)了太陽能光伏系統(tǒng)。在節(jié)能降碳大形勢下，該企業(yè)不斷尋找節(jié)能潛力的關(guān)鍵點，照明系統(tǒng)逐漸成為節(jié)能技改的目標。

本次照明節(jié)能改造關(guān)注的區(qū)域為整個廠房，如圖1所示，主要包括倉儲區(qū)域、生產(chǎn)區(qū)域、輔助設(shè)備區(qū)域等。

1.2" 項目改造前現(xiàn)狀

項目改造前，照明系統(tǒng)主要是以球泡燈和雙管壁燈為主，現(xiàn)場的照明管理主要是人工控制，燈具配備情況見表1。

根據(jù)企業(yè)交流，企業(yè)年照明時間為365 d/a，24 h/d，根據(jù)表1統(tǒng)計的合計功率計算，改造前年用電量約為139 757.04 kWh。

對現(xiàn)場的實際情況開展照度測試，測試儀器為手持式照度計，測試高度0.75 m，測試時間為19：00—19：30無自然光影響的時段。各區(qū)域的實測照度見表2。

根據(jù)GB/T 50034—2024《建筑照明設(shè)計標準》中的要求，車間照度不應(yīng)低于200 lx；倉庫照度不應(yīng)低于100～150 lx等。根據(jù)現(xiàn)場的走訪以及測試結(jié)果，該企業(yè)廠房主要照明區(qū)域存在照度偏低的情況，存在安全和職業(yè)健康方面隱患。

1.3" 項目采用的改造技術(shù)

筆者針對企業(yè)存在的照度較低及照明器具人工控制等問題，決定從高光效燈具的設(shè)計、智能控制2個手段下手，為該企業(yè)提出技改的策略。

1.3.1" 高光效燈具設(shè)計

LED燈具在長時間使用后會產(chǎn)生光衰，即每瓦輸入功率轉(zhuǎn)化出的光通量降低，傳統(tǒng)的燈具替換方式難以滿足企業(yè)對節(jié)能降耗的需求。筆者針對企業(yè)現(xiàn)場對照明的實際需求，場地結(jié)構(gòu)，針對性設(shè)計高光效燈具，點位布局（圖2）。在滿足企業(yè)照明需求的同時，最大程度地降低能源消耗。

1.3.2" 智慧控制技術(shù)

通過在光源模塊中集成微波雷達傳感器、光照度傳感器、Zigbee通信模塊，配用專門設(shè)計的開關(guān)電路與專用LED電源（圖3），使得燈具具有以下控制方案。

人體/車輛活動感應(yīng)模式：通過接收燈具照射區(qū)返回的微波信號，切換燈具的工作狀態(tài)，如激發(fā)態(tài)（100%亮度）、待機態(tài)（0～5%亮度），節(jié)能降耗。

依據(jù)環(huán)境光照度自動調(diào)節(jié)模式：通過檢測環(huán)境照度，對比預(yù)設(shè)的照度需求值，自動調(diào)節(jié)電源輸出功率，使受照面的照度達到預(yù)設(shè)值，按需照明。

Zigbee燈具組網(wǎng)聯(lián)控控制模式：通過Zigbee通信協(xié)議，將多個燈具編組管理，可以從組內(nèi)任意燈具對其發(fā)出控制指令來控制整組燈具，提高照明管理能力，減少人工負擔。

1.4" 項目改造后情況

通過重新對現(xiàn)場燈具設(shè)計布局，應(yīng)用高光效燈具產(chǎn)品，合理搭配傳感器，項目改造后燈具配置情況見表3。

根據(jù)各區(qū)域的照明需求和施工條件，保留部分原有照明燈具，更新替換部分高效照明燈具，其中包括可根據(jù)活動和環(huán)境照度自動調(diào)節(jié)的感應(yīng)型燈具和普通高效照明燈具。改造后廠房區(qū)域共配置105盞燈具，比改造前減少111盞。改造后照明燈具總功率7.35 kW，比改造前減少8.604 kW；照明系統(tǒng)年用電量約為51 771.6 kWh。比改造前下降約87 985.44 kWh。

改造后對現(xiàn)場的實際情況開展照度測試，測試儀器和測試條件等均和改造前測試條件相同。改造后各區(qū)域的實測照度見表4。

改造后各區(qū)的照度顯著提高，均達到GB/T 50034—2024《建筑照明設(shè)計標準》中的照度標準，有益于生產(chǎn)安全、員工身心健康及工作效率的提高。

2" 項目經(jīng)驗總結(jié)

隨著科技的發(fā)展，照明行業(yè)也在突飛猛進，對原有照明系統(tǒng)進行系統(tǒng)化的設(shè)計改造已經(jīng)成為一種主流的趨勢。集合現(xiàn)場照度需求確定、合理設(shè)計燈具造型、系統(tǒng)化的設(shè)計燈具控制成為對原有照明系統(tǒng)改造的重要手段。

筆者通過對廣州某企業(yè)照明系統(tǒng)進行針對性的改造，在滿足現(xiàn)場需求照度的情況下，該項目改造后燈具數(shù)量減少111盞，降低了51%，總裝燈具功率減少了8.604 kW，降低了54%，年照明用電量下降了87 985.44 kWh，降低了63%。改造后燈具數(shù)量、燈具功率和用電量都顯著下降，無論是從維護成本、供配電負荷還是電力消耗方面都可以實現(xiàn)明顯節(jié)約。

3" 展望

工業(yè)企業(yè)照明在未來的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)將展現(xiàn)以下幾個方面。

發(fā)展智能化與自動化：利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和人工智能（AI）技術(shù)，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能化管理，自動調(diào)節(jié)照明以提升能源使用效率，優(yōu)化生產(chǎn)流程和提高工作環(huán)境的舒適度。

推進節(jié)能減排：持續(xù)提高照明系統(tǒng)的能源利用效率，減少碳排放，采用LED等節(jié)能燈具，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展需求。

重視人性化設(shè)計：注重照明設(shè)計的人性化，減少對員工視力和身體健康的影響，同時提升工作效率。

優(yōu)化光環(huán)境：深入研究光環(huán)境影響，通過減少光污染、提高光的利用率、改善眩光等，創(chuàng)造更有利于人體健康的工作環(huán)境。

標準化與規(guī)范化：建立和執(zhí)行統(tǒng)一的照明標準和規(guī)范，確保照明系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。

考量技術(shù)與成本：在保證性能的前提下，通過技術(shù)創(chuàng)新降低成本，并通過管理優(yōu)化提高系統(tǒng)的整體性能。

總體而言，未來工業(yè)企業(yè)照明的發(fā)展將是技術(shù)創(chuàng)新、管理優(yōu)化和標準制定的綜合進程，以提升生產(chǎn)效率、工作環(huán)境質(zhì)量，并推進可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護。節(jié)能降碳人人有責(zé)，筆者認為隨著我國在全球工業(yè)體系中舉足輕重的地位日益提升，如何在工業(yè)企業(yè)開展節(jié)能降碳的工作是全社會需要關(guān)注的課題，節(jié)約能源不僅僅具有社會效應(yīng)，對于工業(yè)企業(yè)降低生產(chǎn)成本亦有重要的意義。

參考文獻：

[1] 劉藝，蘇天亨，高富強.新形勢下節(jié)能報告編制的典型問題及策略分析[J].節(jié)能，2024，43（1）：126-128.

[2] 李二賓，張星芳.工廠傳統(tǒng)照明的智能化改造與應(yīng)用[J].電氣時代，2024（515）：25-28.

[3] 王宏.智能照明在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2021，41（3）：135-137.

[4] 陳冬冬.工廠電氣照明設(shè)計與節(jié)能方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（10）：136.

Abstract： In industrial workshops， the design and implementation of lighting systems has profound impacts on improving production efficiency， ensuring worker safety， and reducing energy consumption. This paper addresses the issues in the lighting systems of a production workshop and warehouse in an industrial enterprise in Guangzhou. By comprehensively utilizing modern LED lighting technology， designing high-efficiency light fixtures， and integrating intelligent control technology， a special energy-saving technical renovation was carried out on the enterprise's lighting system. After the renovation， while meeting lighting requirements， the enterprise's annual electricity consumption for lighting was significantly reduced， thus providing experiences for reference.

第一作者簡介：劉藝（1994-），女，碩士，節(jié)能工程師。研究方向為工業(yè)企業(yè)節(jié)能。