高效电光源在照明节能改造应用中的效果分析
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上传人：admin 上传时间： 2007-02-08 浏览次数： 563 |
关键词：高效电光源；照明；节能；
1、高效节能电光源在建筑中的应用
高效电光源是照明节能的首要因素，就能量转换效率而言，有和紧凑型荧光灯光效相当的光源(如直管荧光灯)，有比其光效更高的光源(如高压钠灯、金属卤化物灯)。这些高效光源各有其特点和优点，各有其适用场所，决非简单地用一类节能光源可代替的。
根据应用场所条件的不同，建筑常用的高效照明光源有以下三类：
第一类是以高压钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯(HID)，适用于高大工业厂房、体育场馆、道路、广场等。这类场所范围广，使用光源多，节能效果显著。
第二类是直管荧光灯，适用于较低矮的室内场所，如办公室、教室、图书馆、商场以及高度在4.5m以下的生产场所(如仪表、电子、纺织车间等)。
第三类是以紧凑型荧光灯(包括H型、U型、D型、环形等)为主，替代白炽灯，适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。
上述几类光源特点各有不同，适用于不同的使用场所，有的是不能互相替代的。所以，应根据场所特点及使用条件，全面推广和选用多种类型的高效光源。此外，还应重视发展和应用高效灯具及与光源配套的电器附件，特别是先进和节能的镇流器等产品。
2、高效照明光源的终端节电量计算
在光源发出相同光通量的条件下，某一高效光源替代低效光源所节省的功率见公式（1）。按一年365天计算，j表示某种高效光源产品种类，如Qj为某j种产品的使用量；a为所有高效光源产品种类之和。所有种类高效光源替代低效光源的年节电量之和为年总节电量，见公式（2）。
δW=Qj×（G1'-G1）×d1 （1）
ΔW0=■δWj=■Qj×（G1'-G1）×d1 （2）
式中，δW—单一光源节省能量；
Q j—产品使用量；
G'—低效光源功率；
G—高效光源功率；
d—点燃时间.
δW=Qj×（G1'-G1）×d1 （1）
ΔW0=■δWj=■Qj×（G1'-G1）×d1 （2）
式中，δW—单一光源节省能量；
Q j—产品使用量；
G'—低效光源功率；
G—高效光源功率；
d—点燃时间.
在宏观计算节电量时，由于各种光源的点燃时间及寿命各不相同，各种光源的实际替代量又很难统计，也就很难计算出每年的节电量，由此只能求得n年内总节电量，然后求得年平均节电量。从系统节能考虑，照明节电量除了计算终端配电外，还应计算电网输配电损失和发电厂厂用供电系统节电量。
系统照明节电量计算公式为：
ΔWe=■ （3）
式中，ΔWe—系统照明节电量；
ΔW0—系统终端节电量；
t—终端配电损失系数；
α—电网输配电损失系数；
β—发电厂厂用电率.
ΔWe=■ （3）
式中，ΔWe—系统照明节电量；
ΔW0—系统终端节电量；
t—终端配电损失系数；
α—电网输配电损失系数；
β—发电厂厂用电率.
3 高效电光源的照明与节电性能分析
选择光源时，应在满足显色性、启动时间等要求的条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定。因此，光源的选择首先在满足照明设计的要求下，再考虑其节能性能。
3.1 高效光源的照明性能分析
光源的主要技术参数有光通量、色温、显色指数、色调及发光效率。各种常用照明电光源的性能比较（见表1）。
以直管荧光灯为例，我国节能产品的发展首先是由T8型荧光灯替代了T10、T12型荧光灯，现在T5系列的高效荧光灯开始取代T8型荧光灯。T5型高效荧光灯不仅具有舒适、光效高、显色性好、光衰小、寿命长、无频闪等照明质量高的特点，还具有省电、省材料、注汞量少，明显降低汞污染等特点，有利于环境保护。T5型高效荧光灯与T8型荧光灯照明参数特征比较（见表2）。
由表2可看出，T5型高效荧光灯与T8型荧光灯比较，不仅灯管功率较小，且光通量、寿命、显色指数等参数值均高于普通荧光灯。
新型的节能型荧光灯管趋向细形化，国际上认定Φ26mm为标准管型，其内壁涂覆的荧光粉也有所改善，如引入稀土三窄带荧光粉后，荧光灯的发光效率大幅度提高，显色性也得到很大改善。现在有各种管状荧光灯，具有不同的色表、显色性和光效，以满足各种不同照明环境的需求。
3.2 高效光源的节电性能分析
在满足照明参数的同时，高效电光源要具有节能特性，依据公式（1）、（2）的计算结果，表3表示了T5型直管荧光灯与T8型荧光灯节电效果比较。
表3中所涉及参数参见表2。由表3可看出，在照明参数等值的条件下，T5型高效荧光灯与T8型荧光灯相比可多节能50%。
4、通过工程应用实例对照明与节能整体效果的比较分析
为了验证高效光源的应用既不影响照明的效果又能达到节能的目的，笔者以节能产品T5型荧光灯为例，给出工程实际应用中照明与节能的整体效果评价。
4.1 案例概况
深圳职业技术学院行政办公大楼建于1999年，位于深圳市南山区，地上6层，层高2.7m。室内以开放办公空间为主；照明以自然采光与人工采光相结合，灯具布置均匀，墙面、地面及天花均为浅色材料。按《建筑照明设计标准》（GB50034-2004），办公室内照度标准值为300lx。照明设计主要以满足室内办公的视觉要求为主，主要灯具选择嵌入式格栅灯。
4.2 分别采用两种光源的照明分析
案例中选择了该办公大楼的一间办公室作为节能改造对象，办公室一面有窗平面图如图所示。改造前安装的是T8型荧光灯，改造后采用相同数量的T5型荧光灯，按桌面高度0.75m选取9个测量点。改造前后照度测量值比较（见表4）。
由表4可看出，改造后平均照度提高了10%以上。从节能角度来看，在改造前后灯管数量不变的条件下，由公式（1）可得出改造后节省的功率为：
（P（T8）-P（T5））/P（T8）=■×100%=26%
（P（T8）-P（T5））/P（T8）=■×100%=26%
4.3 照明与节能整体效果评价
照明与节能整体效果评价（如表5所示）。该办公室工作面照度超过国标规定照度的1.17倍，而按每100Lx折算的照明功率密度却仅为国标规定值的2/3，照明节能指标优良。此例中行政办公大楼的整体照明效果良好，同时设计时也考虑到了室内环境对室内照明的影响。办公桌面使用亚光的油漆涂料，从而避免了反射眩光的产生；带有亚光格栅的荧光灯既提供了足够的光线，又避免了一般角度直接看到灯具发光表面所造成的眩光，同时也减弱了电脑显示屏上可能造成的光幕反射，较好的满足现代办公室照明的需要，是一个综合考虑使用场所特性、使用功能、使用者需求并综合发挥光源、灯具和电器整体效率的良好绿色照明范例。
目前，美国、日本、俄罗斯等国家均采用照明功率密度（LPD）作为建筑照明节能评价指标，其单位为W/m2。我国于2004年12月1日实施的《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）也采用此评价指标。该标准规定了两种照明功率密度值，即现行值和目标值。现行值是根据对国内各类建筑的照明能耗现状调研结果、我国建筑照明设计标准以及光源、灯具等照明产品的现有水平并参考国内外有关照明节能标准，经综合分析研究后制订的。而目标值则是预测到几年后随着照明科学技术的进步、光源灯具等照明产品性能水平的提高，从而照明能耗会有一定程度的下降而制订的。目标值比现行值降低约10%~20%。
5 结束语
目前，高效照明灯管及配套的电子镇流器价格还是比较高，但从长远看，一般2~3年节约的电能就能收回成本。由此案例说明，合理地使用高效节能电光源，既能完善照明性能，又能达到节能目的，对实施绿色照明具有重要的意义。
参考文献
1 汪渊.我国推广高效照明电器的节电效益分析 照明工程学报. 2003年
2 《建筑电气常用数据手册》中国建筑工业出版社，2003年
3 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）中国建筑工业出版社，2004年
1 汪渊.我国推广高效照明电器的节电效益分析 照明工程学报. 2003年
2 《建筑电气常用数据手册》中国建筑工业出版社，2003年
3 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）中国建筑工业出版社，2004年
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