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当今世界能源形势异常严峻,全世界都存在能源短缺的问题,而我国又是一个能源消耗大国,每年要从国外进口大量的石油和天然气等。近两年,我国用电量及电负荷增长较快,去年以来已有三分之二的省(区,市)出现了不同程度的缺电甚至拉闸限电现象。节能工作关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持国民经济迅速发展的重要一环。国际上对工程节能的措施已相继出台,比如LEED绿色建筑认证等,通过对工程项目的节能措施评定给予经济上的补贴,以此促进工程节能工作。我国照明用电量已占总用电量的10%~12%,按照我国提出的“中国绿色照明工程”,照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大,一般节能方案均能达到节约20~35%,按保守的数量采取20%的计算,全国节约的电能价值可观,可想而知在国民经济中该有多大的作用。工程项目中照明节能可以从以下几方面着手:
一.充分利用天然光源
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件。同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。目前应用的方法主要有:(1)导光管法。(2)采光搁板。(3)反射高窗。(4)棱镜窗。
二.选用优质的电光源
科学的选用电光源是照明节电的首要工作。白炽灯泡发光效率一般为7~20Lm/W,其寿命一般为1000h,特殊的为2000h;单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)其光通量一般为50Lm/W,采用一只9W寿命3000~5000h的节能灯完全可以替代40W的白炽灯泡;双端直管荧光灯T12型的光通量为55 Lm/W,寿命为3000~5000h,而现在的T5型则达到90~110Lm/W,寿命可达8000~10000h.所以T12,T10的荧光灯都应该淘汰,不但可以节约大约50%的电能,还会改善灯光的显色性。目前,室内照明光源以荧光灯为主,使用比较广泛主要有:T8中细管径(26MM)直管型卤粉荧光灯,以36W为例,光通量约2480,平均寿命8000小时;光衰快,使用3000小时,光通量衰减30%。T8中细管径(26MM)直管型三基色粉荧光灯:光效高,以36W为例,光通量约3250,平均寿命12000小时;光衰小,使用3000小时,光通量仅衰减10%。显色性好,是节能、舒适、环保、二十一世纪绿色照明最理想的光源之一。T5直管型三基色粉荧光灯:高光效,以28W为例,光通量约2600,平均寿命8000--1000小时;光衰小,使用3000小时,光通量仅衰减10%。显色性好,是节能、舒适、环保、二十一世纪绿色照明最理想的光源之一。除以上光源外,还有高强气体放电灯,如高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯、发光二极管和半导体照明灯等。
三.选择节电的照明电器配件
在各种气体放电光源中均需要有电器配件。例如镇流器, 荧光灯点亮有电感镇流器和电子镇流器两种方式电感镇流器与电子镇流器。
以下分别将高性能电子镇流器与电感镇流器及普通高功率因数电子镇流器使用情况做节能方面的比较:
配置比较对象:
设:符合测试标准对应的优质电感镇流器 36W 1只
电子镇流器 1×36W 1只
1只电感镇流器自身耗电: 10W
1只1×36W电子镇流器自身耗电: 4W
电感镇流器为工频50HZ频率点灯;
电子镇流器为高频20KHZ—50KHZ频率点灯;
灯管在高频下发光效率比工频高10%,因此,在同等亮度下,采用电子镇流器比电感镇流器至少节电20%;其中电感镇流器增加的室内温升,夏季需要用空调降温的电费在此未计算在内。
运行费用比较:
例:为了便于计算,设:
电感镇流器 1×36W 1只
电子镇流器 1×36W 1只
以大型商业照明实案对比介绍:
设本工程照明面积5000平方米:
灯具配置:2×36W灯带,配置标准:地面平均照度按800,地面高1米处平均照度1000LX设计,平均按1套灯具(2只灯管)/1.73M2计算约需设置T8直管三基色荧光灯管36W共计2900只;每年按365天;每天14小时;电费0.73元/KW·h预算:
理论推算节电情况:
电感镇流器/只:输入功率 36W+10W(镇流器自身功耗)=46W/只
电子镇流器/只:输入功率 32W+4W(镇流器自身功耗)= 36W/只
电感镇流器年用电运行总成本:
0.73元/KW·h×0.0460/KW×2900(只)×365(天)×14(小时)=49.76万元
电子镇流器年用电运行总成本:
0.73元/KW·h×0.036KW×2900(只)×365(天)×14(小时)=38.94万元
对比结果:
①、在标准工作电压下,理论推算电子镇流器节电率:22%;
②、采用高性能电子镇流器比采用优质电感镇流器年节电费最少 10.82万元;每只灯管年节电:37.31元
四.安装照明系统节电器
目前国内外都大力推广照明节电器,在现在照明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多,其中照明控制节电装置所占比例最大。从工作原理上大致可分为以下三类:
1.控硅斩波型照明节能装置;
2.自耦降压式节电装置;
3.智能照明调控器。
这三种节电器各有特点:
1.由于是斩波所以存在大量谐波,对电网危害很大。
2.由于其核心部件是一个多抽头的变压器,变压比固定,存在无法实时稳压输出的技术缺陷,无法起到对电光源的保护作用。
3.可实现智能照明调控,有效保护电光源,降低电能消耗的功能,使用的经济性和可靠性远远好于前两种产品,因此是目前国际上比较成熟的照明控制方案,在国内也有厂家研制出此类产品,并开始推向市场。
加装照明节电器使所有的照明光源(气体放电灯或卤钨灯),都是要标准的电压条件下才能保持其寿命。加装照明节电器对于气体放电光源还可以利用微机进行智能控制,通过内置的专用优化控制软件。照明节电器的优点是接入方便,自动调节无需专人维护,减少有功功率消耗,降低无功功率,多重保护安全可靠,降低启动电流延长光源寿命1倍以上。有些节电器还可以采用先进的防雷技术,经过集成优化设计防止照明电路受到雷电损害而引起事故。
五.能源的综合利用
综合利用各种自然能源,比如太阳能,风能等。风能和太阳能是目前全球在新能源利用方面技术最成熟和产业化发展的行业,而将风力发电和太阳能发电两者互补性的结合实现了两种新能源在资源配置、技术方案、性价比上的最合理,也为新能源在社会发展中的普及推广应用奠定了基础。风光互补路灯利用风电技术力量和光伏技术,把风能和太阳能互补的特点有效的结合在一起,开发出风光互补新能源应用技术。风光互补路灯有着完善的储能系统,系统储满电后可保持4-5天的正常供电,根据区域所处地理位置的气候条件,风能充足且日照时间较长,风能和太阳能的时间互补性很强。
综上所述,建筑照明节能潜力很大,采用新材料,新技术的绿色节能照明将成为永恒的科技发展方向,选择高效节能设备, 应用先进的设计技术, 按照节能标准合理设计,在为人类提供合理工业生产环境,健康、舒适、安全的生活空间的同时,又能行之有效地节约能源, 这是每一个工程项目人员必须思考的问题。 ■
一.充分利用天然光源
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件。同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。目前应用的方法主要有:(1)导光管法。(2)采光搁板。(3)反射高窗。(4)棱镜窗。
二.选用优质的电光源
科学的选用电光源是照明节电的首要工作。白炽灯泡发光效率一般为7~20Lm/W,其寿命一般为1000h,特殊的为2000h;单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)其光通量一般为50Lm/W,采用一只9W寿命3000~5000h的节能灯完全可以替代40W的白炽灯泡;双端直管荧光灯T12型的光通量为55 Lm/W,寿命为3000~5000h,而现在的T5型则达到90~110Lm/W,寿命可达8000~10000h.所以T12,T10的荧光灯都应该淘汰,不但可以节约大约50%的电能,还会改善灯光的显色性。目前,室内照明光源以荧光灯为主,使用比较广泛主要有:T8中细管径(26MM)直管型卤粉荧光灯,以36W为例,光通量约2480,平均寿命8000小时;光衰快,使用3000小时,光通量衰减30%。T8中细管径(26MM)直管型三基色粉荧光灯:光效高,以36W为例,光通量约3250,平均寿命12000小时;光衰小,使用3000小时,光通量仅衰减10%。显色性好,是节能、舒适、环保、二十一世纪绿色照明最理想的光源之一。T5直管型三基色粉荧光灯:高光效,以28W为例,光通量约2600,平均寿命8000--1000小时;光衰小,使用3000小时,光通量仅衰减10%。显色性好,是节能、舒适、环保、二十一世纪绿色照明最理想的光源之一。除以上光源外,还有高强气体放电灯,如高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯、发光二极管和半导体照明灯等。
三.选择节电的照明电器配件
在各种气体放电光源中均需要有电器配件。例如镇流器, 荧光灯点亮有电感镇流器和电子镇流器两种方式电感镇流器与电子镇流器。
以下分别将高性能电子镇流器与电感镇流器及普通高功率因数电子镇流器使用情况做节能方面的比较:
配置比较对象:
设:符合测试标准对应的优质电感镇流器 36W 1只
电子镇流器 1×36W 1只
1只电感镇流器自身耗电: 10W
1只1×36W电子镇流器自身耗电: 4W
电感镇流器为工频50HZ频率点灯;
电子镇流器为高频20KHZ—50KHZ频率点灯;
灯管在高频下发光效率比工频高10%,因此,在同等亮度下,采用电子镇流器比电感镇流器至少节电20%;其中电感镇流器增加的室内温升,夏季需要用空调降温的电费在此未计算在内。
运行费用比较:
例:为了便于计算,设:
电感镇流器 1×36W 1只
电子镇流器 1×36W 1只
以大型商业照明实案对比介绍:
设本工程照明面积5000平方米:
灯具配置:2×36W灯带,配置标准:地面平均照度按800,地面高1米处平均照度1000LX设计,平均按1套灯具(2只灯管)/1.73M2计算约需设置T8直管三基色荧光灯管36W共计2900只;每年按365天;每天14小时;电费0.73元/KW·h预算:
理论推算节电情况:
电感镇流器/只:输入功率 36W+10W(镇流器自身功耗)=46W/只
电子镇流器/只:输入功率 32W+4W(镇流器自身功耗)= 36W/只
电感镇流器年用电运行总成本:
0.73元/KW·h×0.0460/KW×2900(只)×365(天)×14(小时)=49.76万元
电子镇流器年用电运行总成本:
0.73元/KW·h×0.036KW×2900(只)×365(天)×14(小时)=38.94万元
对比结果:
①、在标准工作电压下,理论推算电子镇流器节电率:22%;
②、采用高性能电子镇流器比采用优质电感镇流器年节电费最少 10.82万元;每只灯管年节电:37.31元
四.安装照明系统节电器
目前国内外都大力推广照明节电器,在现在照明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多,其中照明控制节电装置所占比例最大。从工作原理上大致可分为以下三类:
1.控硅斩波型照明节能装置;
2.自耦降压式节电装置;
3.智能照明调控器。
这三种节电器各有特点:
1.由于是斩波所以存在大量谐波,对电网危害很大。
2.由于其核心部件是一个多抽头的变压器,变压比固定,存在无法实时稳压输出的技术缺陷,无法起到对电光源的保护作用。
3.可实现智能照明调控,有效保护电光源,降低电能消耗的功能,使用的经济性和可靠性远远好于前两种产品,因此是目前国际上比较成熟的照明控制方案,在国内也有厂家研制出此类产品,并开始推向市场。
加装照明节电器使所有的照明光源(气体放电灯或卤钨灯),都是要标准的电压条件下才能保持其寿命。加装照明节电器对于气体放电光源还可以利用微机进行智能控制,通过内置的专用优化控制软件。照明节电器的优点是接入方便,自动调节无需专人维护,减少有功功率消耗,降低无功功率,多重保护安全可靠,降低启动电流延长光源寿命1倍以上。有些节电器还可以采用先进的防雷技术,经过集成优化设计防止照明电路受到雷电损害而引起事故。
五.能源的综合利用
综合利用各种自然能源,比如太阳能,风能等。风能和太阳能是目前全球在新能源利用方面技术最成熟和产业化发展的行业,而将风力发电和太阳能发电两者互补性的结合实现了两种新能源在资源配置、技术方案、性价比上的最合理,也为新能源在社会发展中的普及推广应用奠定了基础。风光互补路灯利用风电技术力量和光伏技术,把风能和太阳能互补的特点有效的结合在一起,开发出风光互补新能源应用技术。风光互补路灯有着完善的储能系统,系统储满电后可保持4-5天的正常供电,根据区域所处地理位置的气候条件,风能充足且日照时间较长,风能和太阳能的时间互补性很强。
综上所述,建筑照明节能潜力很大,采用新材料,新技术的绿色节能照明将成为永恒的科技发展方向,选择高效节能设备, 应用先进的设计技术, 按照节能标准合理设计,在为人类提供合理工业生产环境,健康、舒适、安全的生活空间的同时,又能行之有效地节约能源, 这是每一个工程项目人员必须思考的问题。 ■