近年来,LED照明发展迅猛,政府投入大量的资源去补贴企业,从而提升LED国产占有率,同时市场需求也不断提升,但LED关键技术很大程度上依赖国外,故国产LED照明性能与国外还存在一定的差距。同时,国内假冒伪劣产品盛行,产品质量监管缺失,对照明质量产生了相当大的影响。
本文通过对某大型车库改造项目进行实地调查,对LED照明在车库改造后的使用情况进行了分析。
车库照明实测
选取某大型车库具有代表性的4F、6F进行现场实测,对节能情况进行对比分析。车库4F、6F建筑面积均为6 598 m2,4F车库区域设置284盏单管LED T8日光灯,6F设置277盏单管LED T8日光灯。不考虑灯具价差及维护费用,仅从能耗对比来分析。实际使用中,车库管理人员在每天不同时段对灯具控制管理,一般上下班1 h高峰期,灯具全部打开;23:00～7:00共8 h,只打开1/4灯具;其余14 h,打开1/2灯具。该车库每天照明灯具使用情况是24 h使用,其中2 h灯具全开;其余时间,灯具只开1/2。车库4F能耗情况如表1所示,其中电费按0.845 8元/kWh计算。
灯管类型改造前T8荧光灯改造后LED日光灯管输入总功率/(W/支)40161d所有灯耗电/kWh(分时考虑)124．96049．9841a所有灯耗电/kWh(分时考虑)45610．4018244．161a电费/万元3．85771．5431
按目前市场主流价格,T8荧光灯每只10元,LED T8灯每只35元,车库4F灯具总价格差为0.71万元,节约的电费大约3.7个月即可收回灯具多支出的成本,还没有考虑LED灯使用寿命是荧光灯的10倍左右以及维护周期及费用等因素。从以上计算来看,LED照明在节能方面具有绝对的优势。
现针对LED照明照度情况进行测量分析。根据GB/T 18204.21—2000《公共场所照度测定方法》第4.1条,按照每100 m2布10个点的测定方式,结合车库内部具体特征,采取每两跨距选取10个点测试。测试点及光源位置示意如图1所示。
测试选取2个楼层,4种布灯方式,不同照度值下环境:1/4照度,点1、5处灯亮;1/2照度,点1、4、6、7处灯亮;3/4照度,点1、3、4、5、6、7处灯亮;100%照度。车库4F/6F(照明LED T8灯管)各测试点照度值如表2所示。
表2 车库4F/6F(照明LED T8灯管)各测试点照度值 lx
各测试点1/4照度环境1/2照度环境3/4照度环境100%照度环境第1点照度33．0/32．942．0/41．039．3/37．342．7/41．7第2点照度2．3/2．59．0/10．85．7/5．218．1/19．2第3点照度5．2/4．94．0/4．341．5/44．550．8/48．8第4点照度1．5/1．948．2/48．547．1/42．145．4/46．4第5点照度39．1/39．33．6/3．247．6/42．637．0/40．1第6点照度3．2/4．043．1/45．047．2/48．245．6/48．6第7点照度1．6/1．258．2/56．243．2/49．239．7/42．7第8点照度3．3/3．16．7/6．610．8/10．111．2/13．2第9点照度0．8/0．611．5/11．029．8/26．814．0/26．0第10点照度1．6/2．020．8/21．825．3/24．317．2/28．2平均照度9．16/9．2424．71/24．8433．75/33．0332．17/35．49
通过对比测试结果,发现如下问题:
(1) LED照明灯源有很强的方向性(理论值120°发光),特别是在照明灯没有全部打开的情况下,LED灯下方区域的照度与周边的区域照度差别非常明显,例如1/4照度时LED灯下方点5照度为39.1 lx,而距离LED灯最远处点7照度只有1.6 lx,相差20多倍。
(2) 车库4F测试区域,3/4照度平均照度值为33.75 lx,大于100%照度平均值为32.17 lx,而车库6F测试区域3/4照度平均照度值为33.03 lx,接近于100%照度平均值为35.49 lx,特别是测试点8在上方灯具开和关的两种情况下,照度值相差非常小。结合现场情况分析原因,主要有以下方面:
① 测试点8和测试点2上方的LED灯已更换,与周围其他LED灯(LED T8灯管)明显不一样,测试点8和测试点2上方的LED灯都可以看到一颗颗LED灯珠,而且灯珠之间间距较大,站到稍远的距离往该处看,亮度明显低于周边区域,故判断后换的LED灯为劣质产品,光通量严重不足。分析原因,市场上LED照明供过于求,使LED平均单价下滑幅度达30%～40%,越来越多厂商面临亏损而退出市场,相反,价格低廉的假冒伪劣产品盛行,加上监管缺失,导致很多物业采购并且使用该类产品,严重影响照明质量。
② 所选择测试区域的左侧大约16 m远的地方有一扇外窗,対照度测试有一定的影响。
(3) 灯具全开的情况下,平均照度为32.17 lx、35.49 lx,距离设计值50 lx还有一定的差距,且测试点没有照度超过50 lx的情况。分析原因,主要是品牌LED灯的光衰相对比较严重,平均更换周期只有不到2 a,与市场上宣称的5万h寿命相差较大;现场设备管线安装不合理,车位管理系统的线槽安装高度低于灯具高度,安装高度距地面2.2 m,距离LED灯水平距离约为0.3 m,加上LED灯的方向性特征,导致大面积区域光线受到遮挡,造成工作面照度不足。另外,少量后期更换的LED产品质量不达标,光通量严重不足。
利用DIALux软件模拟现场选择的测试场景,采用正规商家产品详细光参数,计算出理论照度分布情况。等照度曲线如图2所示。点照度图如图3所示。
模拟结果验证了LED灯具有很强的方向性,灯源周围一定距离以外,照度不足40 lx。对比现场实测数据可知,模拟照度值大于实测照度值,除了已分析的原因外,就是LED灯本身。目前,国内LED灯制造水平虽然已有大幅度提升,但是虚标光通量等参数以及产品使用年限的情况还是依然存在,造成与设计参数不符,虽然在能耗方面没有超出GB 50034—2013《建筑照明设计标准》规定的目标值,且相比普通荧光灯有较大节约,但是严重影响了室内照明质量,造成产品更换周期短,后期使用费用高,且增加对环境的污染(从产品制造、废品回收等角度考虑)。
通过以上方面对LED照明的调查研究表明,要大力发展并且推广LED照明,LED照明综合能效FTP是白炽灯的25倍,是节能灯的1.33倍,经济能效比FTY是白炽灯的1.7倍,是节能灯的1.11倍。
在民用建筑中,不能盲目地使用LED照明,如LED照明的蓝光问题,北京市计量检测科学研究院绿色光源产业测试中心对3个LED球泡灯、2个LED台灯、1个普通节能灯试验样品进行测试,表明6个样品中有4个LED灯和1个普通节能灯都检测出蓝光1级危险(低危险,危险级分类参考GB/T 20145—2006《灯和灯系统的光生物安全性》[3]),这类灯可以正常照明使用,但人眼应避免直视;同时6个样品灯中有4个样品色温在6 500 K以上,色温相对较高,不适用于照明。