LED替代三基色直管荧光灯和筒灯照明方案节能分析

王若敏

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 工程概况

莞惠城际由穗莞深城际麻涌站接轨，全线设计范围为道滘站(含)至客运北站(含)段线路，正线全长约99.851 km，共设17座车站，其中地下站10座，地面站1座，高架站6座。10座地下站站房面积及建筑形式详见表1。

表1 全线地下车站概况一览

2 地下站公共区照度标准(表2)

表2 地下站公共区照度标准［1］ lx

3 施工图公共区照明设计方案(以松山湖北站为例)

松山湖北站为标准地下二层岛式车站，地下一层为站厅层，宽26.34 m，公共区长约148.32 m;地下二层为站台层，宽26.34 m，设有屏蔽门，有效站台宽度约12 m，公共区长约183.4 m。

站厅层两侧区域照明采用T5 2×28 W直管三基色嵌入式荧光格栅灯，中央区域采用2×32 W节能筒灯，按2灯1组。灯具安装结合吊顶形式(离缝间安装/断板安装)。站厅层灯具布置见图1。

站台层照明采用T5 2×28 W直管三基色嵌入式荧光格栅灯，4灯1组连续安装形成光带。两侧屏蔽门上方灯槽内安装T5 1×28 W支架灯。站台层灯具布置见图2。

4 节能改造的需求背景

节能，城市的可持续发展。在全球气温日益升高，能源供应日趋紧张的今天，节能已经成为国家、社会和企业的责任，也是提升城市可持续发展能力的迫切需要，照明用电量占全球电力消耗总量的10% ～20%［2］，照明节能任重而道远。

白光LED作为一种新型的固体光源进入照明领域，其发展速度之快，受到了世界各照明领域的关注，成为第二代(气体放电灯)光源以后的第三代新型光源［3-4］。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》［5］，“高效节能、长寿命的半导体照明产品”被列入中长期规划第一重点领域(能源)的第一优先课题。

《广东省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》［6］中，把半导体照明，实施LED照明等一批示范工程，建设广东省绿色照明示范城市，作为培育发展战略性新兴产业的重点项目之一。为贯彻广东省十二五规划要求节能减排政策，推动LED低碳、绿色产业快速发展，广东省出台了《关于加快发展LED产业的若干意见》，要求“3年内，我省的城际轨道、高速公路、交通诱导、户外广告、城市道路照明、主要公共场所和公共机关照明基本实现LED产品”。

为了解决目前LED产品技术标准缺失，质量检测手段跟不上技术发展，产品质量参差不齐，市场竞争无序的发展瓶颈，广东省已推出《广东省LED室内照明产品评价标杆体系管理规范(第一版)》。

图1 站厅层灯具布置(单位:mm)

图2 站台层灯具布置(单位:mm)

5 LED替代三基色直管荧光灯和筒灯照明方案

本次照明设计方案，在满足照度标准的情况下，改用LED光源，不改变灯具的布置形式，即天花装修形式不变、灯具数量不变，仅更换光源。

5.1 灯具参数

(1)LED格栅灯盘

LED格栅灯盘示意见图3，灯具配光曲线见图4。

型号:PAK330611

功率:2×21 W

尺寸:1 223 mm×300 mm×90 mm

灯体:0.5 mm优质冷轧钢板，机械强度高，坚固耐用

图3 LED格栅灯盘

图4 LED格栅灯具配光曲线

反射器:优质电化铝

安装:吊杆、吸顶

光源:LED-T8

光通量:1 900 lm

色温:4 000 K

显色指数:80

主要应用:

公共建筑、火车站、机场航站楼等

(2)LED筒灯

LED筒灯示意见图5，其灯具配光曲线见图6。

图5 LED筒灯

图6 LED筒灯灯具配光曲线

型号:PAK310802

功率:1×21 W

尺寸:1 236 mm×121 mm×80 mm

灯体材料:灯体采用优质进口冷轧钢板，机械性能强，不易变形，表面经喷塑工艺处理，防绣，防腐，不易刮花

电器:电子式变压器

功率因数:0.95

电压:220 V

频率:50 Hz

光源:LED-T8

光通量:1 900 lm

色温:4 000 K

显色指数:80

主要应用:

公共建筑、火车站、机场航站楼等

(3)LED支架灯

LED支架灯示意见图7，灯具配光曲线见图8。

型号:PAK310802

功率:1×21 W

尺寸:1 236 mm×121 mm×80 mm

灯体材料:灯体采用优质进口冷轧钢板，机械性能强，不易变形，表面经喷塑工艺处理，防绣，防腐，不易刮花

电器:电子式变压器

功率因数:0.95

电压:220 V

图7 LED支架灯

图8 LED支架灯灯具配光曲线

频率:50 Hz

光源:LED-T8

光通量:1 900 lm

色温:4 000 K

显色指数:80

主要应用:

公共建筑、火车站、机场航站楼等

5.2 照度计算

(1)松山湖北站站厅层地板点照度值(图9)

图9 松山湖北站站厅层地板点照度值(单位:lx)

(2)松山湖北站站台层地板点照度值(图10)

图10 松山湖北站站台层地板点照度值(单位:lx)

(3)松山湖北站站厅层平均照度及功率密度值(表3)

(4)松山湖北站站台层平均照度及功率密度值(表4)

表3 松山湖北站站厅层平均照度及功率密度值

表4 松山湖北站站台层平均照度及功率密度值

6 节能分析对比(表5)

表5 节能分析对比

7 结论

(1)三基色直管荧光灯光源技术成熟、性能稳定、价格较低，且光效与LED光源光效差距不大，但寿命相对LED较短。

(2)紧凑型荧光灯光源技术成熟、性能稳定、价格较低，但光效与 LED光源差距较大，寿命相对LED更短。

(3)LED光源光效较高可达70～90 lm/W、启动性能好、调光方便、耐振动、耐气候性良好、寿命长(目前市场LED寿命能达到30 000 h以上)、不含汞(属绿色照明光源)，且LED在一定光束角内定向辐射，用于筒灯时，有利于提高下射光通比。但LED为新技术，目前标准不统一，价格也较高，显色性较差。

(4)莞惠城际地下站公共区照明采用LED光源，照度标准满足《城市轨道交通照明》等标准和规范的基本要求，在技术上是可行的。

(5)节能分析结论表明，与传统光源相比，采用LED光源虽投资有所增加，但与节能效果相比，经济上合理。

地下站公共区照明采用LED光源节能率约为34%，投资增加约4 842 914.50元，投资增加回收年限约为3.8年，投资增加回收年限基本与LED灯具寿命相当(按每天点灯20 h计，约为4.1年)。

(6)采用LED光源符合国家及地方政府技术发展、产业发展、节能减排等政策要求。

［1］GB/T 16275—2008 城市轨道交通照明［S］.

［2］李康彦，侯日根.京沪高速铁路京徐段旅客站房照明设计［J］.铁道标准设计，2011(11).

［3］任元会.照明设计新技术发展与应用［J］.电气设计技术，2012(1).

［4］郭兆琪.地铁车站照明浅谈［J］.铁道标准设计，2000(1).

［5］中华人民共和国国务院.国发［2005］第044号 国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)［Z］.北京:2005.

［6］广东省人民政府.粤府(2011)47号 广东省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要［Z］.广州:2011.