自感应式LED灯在住宅公共照明中的应用

自感应式LED灯在住宅公共照明中的应用

郑鹏飞 (山东同圆设计集团有限公司, 山东 济南 250101)

摘要随着现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高，电能供需矛盾日益突出，节电呼声日益高涨。通过分析目前住宅公共照明情况和存在的问题及LED灯的特点，提出了采用自感应式LED灯具替代普通灯具，并通过一个具体例子分析了两者的费效比。

关键词公共照明 LED 费效比

AbstractAs modern production scale is expanding and people’s living standard is improving, the contradiction between energy supply and demand has become increasingly prominent, At the same time, the need of energy saving is increasing. Through analysing the current situation and existing problems in residential public illumination and the characteristics of LED lights, using self-sensing LED lamps to replace ordinary lamps is proposed, and the cost-benefit ratios of both are analyzed through a specific example.

Keywordspublic-lighting, LED, cost-benefit ratio

作者简介

0引言

近年来，在全球应对能源短缺和气候变暖的形势下，高效照明产品因节能低碳，逐步成为替代传统照明的新型产品，并将引领未来照明产业的发展方向。而在高效照明产品中，LED光源产品的应用是最大的发展趋势。

1应用背景

1.1传统住宅公共照明存在的显著问题

由于住宅公共照明对于照度的要求并不高，国标规定住宅公共照明的照度标准值为50lx。现有的住宅公共照明大多采用传统的荧光灯，耗能较高，并且采用粗放的管理方式，照明电费相当可观；另外，一个住宅小区的公共照明系统中所涉及的灯具繁多，灯具的更换、维护工作量大，给物业管理带来较大的困难。以上的问题，都直接或间接地与照明灯具的选择有较大的关系，如何选择照明灯具，避免上述问题，在满足业主需要的基础上降低能耗，是一个重要的课题。

1.2新规范的实施

《建筑照明设计标准》(GB 50034-2013)里首次提出LED照明，在6.2.7条中明确提出，旅馆、居住建筑及其他公共建筑的走廊、楼梯间、厕所灯场所宜选用自动控制的感应式发光二极管灯，即采用LED光源。

2LED光源

LED是一种将电能直接转化为可见光的固态半导体器件，LED灯具是目前世界上重点推广的节能灯具。作为一种照明光源，LED光源有以下的优点。

1)LED光源发光效率高，可达到100lm/W～200lm/W，而且发光的单色性好、光谱窄、无需过滤并且可直接发出有色可见光。

2)LED光源耗电量少，LED单管功率0.03W～0.06W，采用直流驱动，单管驱动电压1.5V～3.5V，电流15mA～18mA，反映速度快，可在高频操作，用在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的1/10 000、荧光管的1/2。

3)LED光源使用寿命长，目前品质较好的LED灯具质保寿命约50 000h，白炽灯的寿命只有1 000h，荧光灯的寿命大于8 000h。

4)LED光源具有安全可靠性强、发热量低、无热辐射性、冷光源、可以安全触摸、能精确控制光型及发光角度、光色柔和且无眩光不含汞和钠元素等可能危害健康物质的优点。

LED光源与常用荧光灯光源基本参数比较如表1所示。从表1中可以看出，LED灯具的绝大多数技术参数都明显优于普通的荧光灯，结合上述优点，LED光源能耗低、光效高、寿命长、可靠性高，各项技术参数优于传统荧光灯，在照明领域前景光明。

表1　LED灯与常用荧光灯光源基本技术参数比较

当前，相对于其他照明，住宅公共照明在考虑建筑照明方案时，更侧重于节能技术。传统方案中，住宅公共照明主要采用T5管荧光灯，因为T5管荧光灯具有光效高、价格低廉、照度均匀度高的优势，但T5管荧光灯也存在能耗高、有频闪、寿命短、灯具中含重金属汞等缺点。而采用LED作为住宅公共照明光源则可以避免由传统荧光灯照明带来的一系列问题，在保证照明效果的基础上最大程度地降低功耗，取得节能减排的最佳效果。目前LED灯在住宅公共照明方面的应用愈发广泛。

3实例对比分析

本文以某实际住宅小区公共照明为例对LED灯具照明与传统T5荧光灯照明进行了对比分析，并且针对费效比进行了详细的计算分析。

3.1照明方案对比

1)传统T5荧光灯方案

选用灯具：飞利浦 T5/21W灯管。

控制系统：主要是传统开关控制和声光控制。

2)LED灯照明方案

选用灯具：12W自感应式LED。

自感应式LED灯具将被动红外移动传感器、智能控制器、LED光源有机结合起来，当有人活动需要照明时，它会自动感应点亮，满足对照度的要求；当人离开后自动熄灭。由于LED寿命≥50 000h，而每盏灯又都是感应控制，每天使用的时间相对缩短，更加大大延长寿命，减少维修费用。灯的具体参数如表2所示。

表2　自感应式LED灯具参数

3.2费效比对比计算分析

某住宅小区共有16栋住宅，其中6栋18层住宅，10栋30层住宅，每栋住宅楼均为2个单元，地下均为2层。每个单元地上每层需要自感应式LED灯6盏，地下需要自感应式LED灯15盏，整个住宅小区共需自感应式LED灯5 376盏。设定条件：灯具平均工作时间4h/d，电费1.0元/(kW·h),为了便于计算,按照5 300盏灯计算。以下是两种方案对比：

1)传统T5荧光灯(21W)方案

每天耗电量：21×5 300÷1 000×4=445.2kW

每年电费：445.2×365×1=162 498元

年维护费(按照灯管价格15元/支，寿命2 000h/支计算)：15×(4×365÷2 000)×5 300=58 035元

年总费用162 498元+58 035元=220 533元

5年运行费用220 533元/年×5年=1 102 665元

2)LED灯(12W)照明方案

每天耗电量：5 300×12÷1 000×4=254.4 kW

每年电费：254.4×365×1=92 856元

年总耗费用92 856元(寿命期内维护费用为0)

5年运行费用92 856元/年×5年=464 280元

可见，采用自感应式LED灯，灯光布局及照度更加科学合理，减少了无效照明，电费相当于原来的1/2，并且在5年预期寿命内维修费用基本为零。这样，寿命期同比节约费用638 385元。

3.3间接效益分析

1)LED为无频闪光源，减轻了对人眼的伤害。

2)LED为绿色环保冷光源，对人体和动物无任何伤害。

3)LED为国家鼓励的节能光源，将来有可能享受国家节能补贴。

综合以上节能、低故障率、低维护成本的优势，LED光源还具有不频闪、无噪音等特点，非常符合公共空间照明实际运行的需要。

3.4对比分析小结

通过对比分析可知，相较于传统的T5荧光灯，LED灯可以实现：

1)在保证照明效果的基础上有效降低功耗，实现灯具改造节能50%。

2)采用长寿命光源(50 000h)，大幅度降低维护成本。

4结束语

采用传统T5荧光灯对住宅公共空间进行照明，前期投入小，在市场没有出现LED照明产品之前，荧光灯相对于白炽灯是非常好的选择，在LED灯具特别是自感应式LED灯出现以后，T5荧光灯即将逐步被取代。 T5荧光灯每年耗电量巨大，严重制约着物业和企业的发展，5年的运营成本远远超过LED灯。

LED光源具有节能、环保、安全、寿命长、色彩丰富、性能可靠等显著优点，且LED灯在政策的影响下出现是顺应潮流的发展。随着LED光源光效的迅速提升、LED灯具配光设计技术水平的逐步成熟、LED光源价格的降低,LED照明灯具与同等效能的传统灯具相比已经具备明显的竞争优势，其全寿命周期的综合成本明显低于传统灯具，将成为最具竞争力的主流照明光源之一。

参考文献

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[2]LED业务说明资料[Z].百度文库,2010.12.

[3]刘伟联.地下车库灯光节能引导方案[J].智能建筑与城市信息，2012(08)：92-96.

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郑鹏飞

2010年毕业于山东大学控制专业，主要研究方向为工业自动化控制。现任山东同圆设计集团股份有限公司电气工程师，从事民用建筑电气设计工作。

Analysis and Application for System Integration of Smart City

Wu Wenjing / Qu Chenfei / Wang Donglin