大型车库应用LED照明的分析

GXF360 2017-05-16

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大型车库应用LED照明的分析

朱亮亮, 周爱农, 曹华, 张皑, 王捷

(重庆市设计院, 重庆 400015)

摘要：结合某大型车库项目,介绍了LED照明改造后的使用情况,对比分析了改造前后的现场实测数据。提出在民用建筑中应合理地使用LED照明,避免设备管线线槽等安装高度低于LED照明灯,同时要重视LED照明的后期管理。

关键词：大型车库; LED照明; 能耗; 照度

0 引言

近年来,LED照明发展迅猛,政府投入大量的资源去补贴企业,从而提升LED国产占有率,同时市场需求也不断提升,但LED关键技术很大程度上依赖国外,故国产LED照明性能与国外还存在一定的差距。同时,国内假冒伪劣产品盛行,产品质量监管缺失,对照明质量产生了相当大的影响。

本文通过对某大型车库改造项目进行实地调查,对LED照明在车库改造后的使用情况进行了分析。

1 车库照明实测

选取某大型车库具有代表性的4F、6F进行现场实测,对节能情况进行对比分析。车库4F、6F建筑面积均为6 598 m2,4F车库区域设置284盏单管LED T8日光灯,6F设置277盏单管LED T8日光灯。不考虑灯具价差及维护费用,仅从能耗对比来分析。实际使用中,车库管理人员在每天不同时段对灯具控制管理,一般上下班1 h高峰期,灯具全部打开;23:00～7:00共8 h,只打开1/4灯具;其余14 h,打开1/2灯具。该车库每天照明灯具使用情况是24 h使用,其中2 h灯具全开;其余时间,灯具只开1/2。车库4F能耗情况如表1所示,其中电费按0.845 8元/kWh计算。

表1 车库4F能耗情况

灯管类型改造前T8荧光灯改造后LED日光灯管输入总功率/(W/支)40161d所有灯耗电/kWh(分时考虑)124．96049．9841a所有灯耗电/kWh(分时考虑)45610．4018244．161a电费/万元3．85771．5431

按目前市场主流价格,T8荧光灯每只10元,LED T8灯每只35元,车库4F灯具总价格差为0.71万元,节约的电费大约3.7个月即可收回灯具多支出的成本,还没有考虑LED灯使用寿命是荧光灯的10倍左右以及维护周期及费用等因素。从以上计算来看,LED照明在节能方面具有绝对的优势。

现针对LED照明照度情况进行测量分析。根据GB/T 18204.21—2000《公共场所照度测定方法》[1]第4.1条,按照每100 m2布10个点的测定方式,结合车库内部具体特征,采取每两跨距选取10个点测试。测试点及光源位置示意如图1所示。

测试选取2个楼层,4种布灯方式,不同照度值下环境:1/4照度,点1、5处灯亮;1/2照度,点1、4、6、7处灯亮;3/4照度,点1、3、4、5、6、7处灯亮;100%照度。车库4F/6F(照明LED T8灯管)各测试点照度值如表2所示。

图1 测试点及光源位置示意

表2 车库4F/6F(照明LED T8灯管)各测试点照度值 lx

各测试点1/4照度环境1/2照度环境3/4照度环境100%照度环境第1点照度33．0/32．942．0/41．039．3/37．342．7/41．7第2点照度2．3/2．59．0/10．85．7/5．218．1/19．2第3点照度5．2/4．94．0/4．341．5/44．550．8/48．8第4点照度1．5/1．948．2/48．547．1/42．145．4/46．4第5点照度39．1/39．33．6/3．247．6/42．637．0/40．1第6点照度3．2/4．043．1/45．047．2/48．245．6/48．6第7点照度1．6/1．258．2/56．243．2/49．239．7/42．7第8点照度3．3/3．16．7/6．610．8/10．111．2/13．2第9点照度0．8/0．611．5/11．029．8/26．814．0/26．0第10点照度1．6/2．020．8/21．825．3/24．317．2/28．2平均照度9．16/9．2424．71/24．8433．75/33．0332．17/35．49

2 车库照明的分析

通过对比测试结果,发现如下问题:

(1) LED照明灯源有很强的方向性(理论值120°发光),特别是在照明灯没有全部打开的情况下,LED灯下方区域的照度与周边的区域照度差别非常明显,例如1/4照度时LED灯下方点5照度为39.1 lx,而距离LED灯最远处点7照度只有1.6 lx,相差20多倍。

(2) 车库4F测试区域,3/4照度平均照度值为33.75 lx,大于100%照度平均值为32.17 lx,而车库6F测试区域3/4照度平均照度值为33.03 lx,接近于100%照度平均值为35.49 lx,特别是测试点8在上方灯具开和关的两种情况下,照度值相差非常小。结合现场情况分析原因,主要有以下方面:

① 测试点8和测试点2上方的LED灯已更换,与周围其他LED灯(LED T8灯管)明显不一样,测试点8和测试点2上方的LED灯都可以看到一颗颗LED灯珠,而且灯珠之间间距较大,站到稍远的距离往该处看,亮度明显低于周边区域,故判断后换的LED灯为劣质产品,光通量严重不足。分析原因,市场上LED照明供过于求,使LED平均单价下滑幅度达30%～40%,越来越多厂商面临亏损而退出市场,相反,价格低廉的假冒伪劣产品盛行,加上监管缺失,导致很多物业采购并且使用该类产品,严重影响照明质量。

② 所选择测试区域的左侧大约16 m远的地方有一扇外窗,対照度测试有一定的影响。

(3) 灯具全开的情况下,平均照度为32.17 lx、35.49 lx,距离设计值50 lx还有一定的差距,且测试点没有照度超过50 lx的情况。分析原因,主要是品牌LED灯的光衰相对比较严重,平均更换周期只有不到2 a,与市场上宣称的5万h寿命相差较大;现场设备管线安装不合理,车位管理系统的线槽安装高度低于灯具高度,安装高度距地面2.2 m,距离LED灯水平距离约为0.3 m,加上LED灯的方向性特征,导致大面积区域光线受到遮挡,造成工作面照度不足。另外,少量后期更换的LED产品质量不达标,光通量严重不足。

利用DIALux软件模拟现场选择的测试场景,采用正规商家产品详细光参数,计算出理论照度分布情况。等照度曲线如图2所示。点照度图如图3所示。

图2 等照度曲线

图3 点照度图

模拟结果验证了LED灯具有很强的方向性,灯源周围一定距离以外,照度不足40 lx。对比现场实测数据可知,模拟照度值大于实测照度值,除了已分析的原因外,就是LED灯本身。目前,国内LED灯制造水平虽然已有大幅度提升,但是虚标光通量等参数以及产品使用年限的情况还是依然存在,造成与设计参数不符,虽然在能耗方面没有超出GB 50034—2013《建筑照明设计标准》[2]规定的目标值,且相比普通荧光灯有较大节约,但是严重影响了室内照明质量,造成产品更换周期短,后期使用费用高,且增加对环境的污染(从产品制造、废品回收等角度考虑)。

通过以上方面对LED照明的调查研究表明,要大力发展并且推广LED照明,LED照明综合能效FTP是白炽灯的25倍,是节能灯的1.33倍,经济能效比FTY是白炽灯的1.7倍,是节能灯的1.11倍。

在民用建筑中,不能盲目地使用LED照明,如LED照明的蓝光问题,北京市计量检测科学研究院绿色光源产业测试中心对3个LED球泡灯、2个LED台灯、1个普通节能灯试验样品进行测试,表明6个样品中有4个LED灯和1个普通节能灯都检测出蓝光1级危险(低危险,危险级分类参考GB/T 20145—2006《灯和灯系统的光生物安全性》[3]),这类灯可以正常照明使用,但人眼应避免直视;同时6个样品灯中有4个样品色温在6 500 K以上,色温相对较高,不适用于照明[4]。

3 结语

本文结合某大型车库改造项目,分析了LED照明在车库改造后的使用情况。提出应合理地使用LED照明,如LED照明的方向性特性;车库照明要避免设备管线线槽等安装高度低于LED照明灯;灯具布置要考虑均匀性;办公室LED照明应根据办公位置设置在座位正上方,以满足工作照度的要求;LED照明的蓝光特性,使用时应避免直视灯源,尽量减少晚上使用LED照明的时间。

参考文献：

[1] 公共场所照度测定方法:GB/T 18204.21—2000[S].

[2] 建筑照明设计标准:GB 50034—2013[S].

[3] 灯和灯系统的光生物安全性:GB/T 20145—2006[S].

[4] 李情,程良伦,马智远.照明灯具电压暂降容忍度机理建模及试验分析[J].电器与能效管理技术,2016(20):53-57.

Application Analysis of LED Lighting in Large Garage

ZHU Liangliang, ZHOU Ainong, CAO Hua, ZHANG Ai, WANG Jie

(Chongqing Architectural Design Institute, Chongqing 400015, China)

Abstract：Combining by a large garage as an example,this paper introduced the use of LED lighting,and compared and analyzed the field measurement data before and after LED lighting renovation.It is pointed out that the LED lighting is reasonably used in civil builidings,which avoids the installation height of equipment pipeline is below the height of LED lighting lamp.The late management of LED lighting should be emphasized.

Key words：large garage; LED lighting; energy consumption; illumination