建筑照明节能综述及展望（一）

建筑照明节能综述及展望

悉地国际建筑设计顾问有限公司李炳华

（100013）

摘要：本文回顾和总结了2015年建筑照明节能的相关技术，并对新标准、新技术、新产品、新系统进行分析。文中对2016年建筑照明节能技术的发展和应用进行展望，提出了FTY和FTP新概念，对光源的经济性和能源转换效率进行分析。

关键词：建筑照明节能 LPD 单位照度功率密度 FTY FTP 以太网供电

2015年已经过去了，虽然艰辛，但成绩斐然。盘点2015在建筑照明节能方面的得失，有助于从业人员认清形势，把握机会，为新的一年找到发展方向。笔者不才，就我的体会与大家分享2015年建筑照明节能的技术，并展望2016年建筑照明节能的新趋势、新动向。虽然片面，但希望对大家有所帮助。

1 2015年建筑照明节能总结

1.1 新标准引导建筑照明节能

2015年是全面执行《建筑照明设计标准》GB 50034-2013的一年，尤其照明功率密度LPD值对建筑照明节能起着至关重要的作用，标准中有更加严格的要求。表1是住宅类建筑LPD值变化情况，2013版与2004版相比，照度水平没有变化，但LPD的现行值和目标值分别降低了14%和17%，住宅建筑照明节能非常显著。

表1 住宅建筑LPD值的变化

表2 办公场所LPD值的变化

表2是办公建筑部分场所LPD值变化情况，新旧两个版本相比，照度水平保持一致，但LPD的现行值和目标值变化较大，根据场所不同，现行值降低在15%~18%，目标值降低在10%左右，办公建筑照明节能也非常明显。

表3 商业建筑部分场所LPD值的变化

表3是商业建筑部分场所LPD值变化情况，相类似，新旧两个版本照度标准值保持不变，但LPD有较大的变化。根据不同场所，现行值降低在15%以上，目标值降低近10%，商店建筑照明节能也非常明显。

表4 酒店建筑部分场所LPD

值的变化

* “/”前为2013版的，“/”后为2004版的。

表4是酒店建筑部分场所LPD值变化情况，两个版本的照度标准值基本保持不变（大堂、门厅除外），但LPD有很大的变化。根据不同场所，现行值和目标值降低高达53%，主要因为酒店可大量采用LED灯，照明节能非常明显。

体育照明则需满足《体育建筑电气设计规范》JGJ 354-2014的相关要求，该规范第19.3.1条规定，乙级及以上等级体育建筑的场地照明单位照度功率密度值宜符合表5的规定。

表5 场地照明单位照度功率密度值

表5适用于有电视转播的场地照明，表中对应于场地照明主摄像机方向上的垂直照度，面积是最大场地运动项目的PA值。单位照明功率密度可以控制过多使用场地照明灯具，避免不必要的投资，节省能源。

这两部标准是对建筑照明总体的能效要求，不论采用什么技术、什么产品、何种系统都必须满足此要求。因此，标准是建筑照明节能的引领者，也是建筑照明节能的守护神。

1.2 新技术支撑建筑照明节能

2015年，许多照明技术日渐成熟，应用范围逐渐扩大，尤其LED照明技术突飞猛进，逐渐成熟，性价比提升较快，价格已逐渐亲民，为公众所接受，应用场所稳步增加和普及。

1.2.1 LED技术进一步提升、价格逐渐下降

图1所示，2015年11月全球代替40W的LED灯泡零售价格为10.8美元，下降3%，折合1美元可以购买约44lm的LED光；代替60W的LED灯泡价格下降3%，降至14.6美元，折合1美元可购买约67lm LED发出的光。

图1 全球LED灯泡零售价格（数据来自华强北指数）

图2显示国内LED市场情况，同样LED灯泡零售价有相似的下降趋势，到2015年“双十一”，代替40W的LED灯泡零售均价只有4.0美元，下降达10%，折合1美元可购买约120lmLED发出的光，近国际市场的3倍；代替60W的LED灯泡价格下降8%，至9.9美元，折合1美元可购买约73lm的LED光，略优于国际市场同期的价格。

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图2 中国LED灯泡零售价格（数据来自华强北指数）

1.2.2 控制技术助力建筑照明节能

控制技术是另一种建筑照明节能技术，并且节能效果比较明显。从手动照明控制到智能照明控制，技术上的进步为照明节能奠定了基础。未来，智慧照明控制系统将会取代智能照明控制系统。

现在的智能照明控制系统种类繁多，应用比较普及。其功能可以概括为表6所示，可分为基本功能、增强功能、高级功能等三类，为建筑照明节能增添砝码。

表6 智能照明控制系统的功能分类

基本功能是对照明的开关、调光控制，实现取代传统机械开关的目的；高级功能则提供更多的乐趣，实现网络控制、无线控制；而增强功能是照明节能的主体。从工程实际反馈的信息，采用智能照明控制系统中的增强功能，节能至少在20%以上，某些场所节能可达80%。

1.3 新产品实现建筑照明节能

没有合适的产品怎么能实现建筑照明节能呢？因此，新产品在建筑照明节能中起着举足轻重的作用。图3是CCDI完成的某写字楼开敞办公区的照明设计，嵌入式条形灯为LED光源，功率15W/m，色温4000K。吊装式条形灯也为LED光源，功率30W/m，色温也是4000K。该场所的照度标准值为500lx，则LPD值仅有12.11W/m²，远低于GB 50034-2013中规定的现行值（15W/m²），也低于标准中的目标值（13.5W/m²），既美观又节能。

图3 某敞开式办公场所照明

图4是某游泳馆改造项目，原体育照明系统采用33套1000W和29套400W金属卤化物灯，游泳池是潮湿场所，使用7年后体育照明灯体锈蚀严重，存在安全隐患。现采用LED灯进行改造，采用单灯功率270W的高效、耐腐蚀LED灯具44套。新照明系统总安装功率只有原系统的12%，节能效果非常可观。除此之外，照明水平显著提高，照度、照度均匀度均有不同程度的改善，平均水平照度达600lx，照度提高34%，照度均匀度提高100%。

图4 上海浦东游泳馆实景（照片由Musco提供）

1.4 新系统提升建筑照明节能

根据文献介绍，系统是包含一切所共有的特性，是相互联系相互作用的诸多元素的综合体。

将系统的概念应用到建筑照明节能领域，其系统也是有诸多元素所组成，例如光源、驱动电路、镇流器、启辉器等等，这些元素相互联系又相互作用。我们会经常发现，当一个光源损坏后更换另一种品牌的光源，照明效果降低而达不到预期，甚至不能正常点亮，更有甚者会造成部件的损坏，这就是从系统角度看各部件没有很好的匹配。

LED的出现为建筑照明节能的提升提供了可能和保障。甚至这种系统将会引起一场照明的革命，例如，采用直流供电和网络控制的照明系统，颠覆了传统照明及其控制技术，这就是POE供电，符合IEEE802.3标准，这项革命性的技术已经出现，并进行了探索性应用，希望大家关注！

POE 是Power OverEthernet的缩写，意为在现有的以太网Cat.5布线基础架构下同时为基于IP的终端传输数据信号，及为此类设备提供直流供电的技术，简称以太网供电。两个版本的标准均反映了以太网除数据传输以外的供电问题，如果应用于LED供电，则还有一些亟待解决的问题需要研究。

表7 以太网供电分析

（未完待续）