冯思伟
(中国电子工程设计院，北京 100086)
摘 要：基于工业厂房的绿色照明理论，并结合工业厂房照明设计的经验，从LED灯具的选择和实际应用案例，来探讨LED在工业厂房照明设计中的应用。
关键词：LED ；绿色照明；节能；工业厂房；灯具
引言
在普通工业厂房(以轻工电子类厂房为主)照明中引入绿色照明设计的理念十分重要。如果能将照明用电量有效降低，不但能降低生产成本，还能为环保做出贡献，且合理的照明设计也能提高企业的生产力。
绿色照明内涵包含高效节能、环保、安全、舒适四项指标。[1]LED光源符合绿色照明的要求，近年来在各个领域被广泛应用。本文将结合工业厂房的照明特点，探讨如何将LED光源用于工业厂房的照明。
工业厂房照明一般包括普通照明、区域化照明、
局部照明、特殊作业照明、应急疏散照明等。
一般工业厂房多为层高较高的单层建筑，层高一般在6m 以上，结合生产要求，光源一般选择高压气体放电灯，如金属卤化物灯。灯具悬挂高度6～10m时，可采用250～400W 高压气体放电灯，10m 以上可采用250～1 000W高压气体放电灯。灯具类型选用深照型。多层厂房的层高一般在4m 左右，光源可选用直管荧光灯。
工业厂房照明设计的主要内容如下：
1)依据GB 50034—2013《建筑照明设计标准》的相关条款，结合厂房的性质、大小、生产的火灾危险类别等确定厂房内不同区域的照度、照明光源、灯具类型、灯具布置及安装方式等。
2)根据车间、工段或生产线工艺流程进行照明分区，合理设置照明配电箱，确定供电方式，敷设照明干线，确定照明配电系统，当然照明配电箱(控制箱)的设置要便于工作人员操作。
2.1 工业厂房照明光源选择方案对比
现在工业厂房中常见的照明光源是荧光灯和金卤灯。我们将LED灯与荧光灯、金卤灯进行比较分析，见表1～表2。
表1 三基色荧光灯与LED灯对比
Table 1 Comparison of trichromatic fluorescent
lamps and LED lamp
指标LEDT8日光灯三基色荧光灯光源功率14W36W实际耗电15W40W工作电压85～265V220V线路损耗≤0.4W0.5W电源损耗(3%)0.6W3.5W寿命≥50000小时10000小时发热量低高防震性高防震、耐冲击易碎维护费用低高频闪度无频闪有频闪启动性能很好,无需启动装置及时间差,低温、低压时难以启动光衰小大
表2 金卤灯与LED灯对比
Table 2 Comparison of metal halide lamp and LED lamp
性能指标LED工矿灯金卤灯光效90～100lm/W70～100lm/W显色指数≥7565左右启动时间瞬间几分钟适用高度6～15米≥8米适用场所工厂、仓库、车库等户外、高天棚场所寿命≥30000小时8000～12000小时功率因数≥0.950.8左右工作电压90～265V200～240V可控性可任意控制不能控制
通过以上的对比和分析，使用LED灯作为照明光源从各个方面来说都非常具有优势，是今后工业厂房照明设计必然的选择。
2.2 工业厂房LED照明工程案例分析
在某电子产品生产企业厂房照明设计项目中，原照明设计主要使用产品为：36W长管荧光灯，18W短管荧光灯，18W筒灯，250W传统高天棚灯。现使用LED照明产品替代传统照明产品，以取得节能、延长使用寿命、改善照明质量等效果(见表3)。
表3 灯具替代表
Table 3 Representative of lamps and lanterns
序号原照明灯具LED照明灯具1T81200mm36WT8600mm9WLED灯管T8600mm18W218W传统筒灯6寸8WLED筒灯3250W传统高天棚灯105WLED高天棚灯
2.2.1 工厂地下车库LED照明设计
工厂地下车库的参数如下：空间高度：3.900m，安装高度：3.900m，维护系数：0.90，工作面的高度0.750m。计算出的照度见表4。
表4 照度计算值
Table 4 Calculation of illumination
表面P/%平均照度/lx最小照度/lx最大照度/lx照度均匀度工作面—605.31950.088地板20595.75810.097天花板70126.09210.511墙壁50255.9597—
使用141套1×18W单管控照灯具替换1×36W传统荧光灯，地面平均照度达到59lx，设计照度为50lx。工厂地下车库LED替换图及实景图见图1～图2。
图1 工厂地下车库LED替换图
Fig.1 LED replacement of factory underground garage
图2 工厂地下车库LED改造后
Fig.2 Factory underground garage after LED replacement
2.2.2 产品测试间LED照明设计
产品测试间的参数如下：空间高度：3.000m，安装高度：3.000m，维护系数：0.90，计算照度结果见表5。
表5 照度计算值
Table 5 Calculation of illumination
表面P/%平均照度/lx最小照度/lx最大照度/lx照度均匀度工作面—4031345460.333地板203801544950.406天花板707646900.600墙壁5015554306—
使用32套3×9W短管格栅灯具替换3×14W传统荧光灯，工作面平均照度达到403lx，设计照度300lx。产品测试间LED替换图及实景图见图3～图4。
图3 产品测试间LED替换图
Fig.3 LED replacement of product testing room
图4 产品测试间LED改造后
Fig.4 Product testing room after LED replacement
2.2.3 项目分析
1)项目运行情况分析。本项目采用LED灯具替换后，运行良好。虽然初始的投资比之前要高，但运行后每年节约的电能比原来的多，维护费用比之前的少。而且照度有所提升，整体项目比以前美观。
2)照明指标分析。LED光源的寿命约40000h，是荧光灯的4倍左右。LED光源不含汞，在制造装配、使用、废弃回收等环节均不会对环境造成污染。
3)项目投资回收期分析(见表6)。经测算，LED替换方案在第一年后即可收回投资成本，五年累积节省62.3万元支出。
表6 投资回收期
Table 6 Pay back period 单位：万元
初始投资第一年第二年第三年第四年第五年原方案43.274.7106.2137.7169.2200.7LED方案57.97490.1106.2122.3138.4
2.3 小结
本项目在不更改原设计灯型及布灯方案的前提下，使用LED照明产品替换原荧光灯。设计方案满足原设计照度要求，且照度略有提高，1～2年内即可收回初始投资。
LED在工业厂房照明中的应用前景是广阔的，其大规模普及是必然的。从照明效果、投资回报和节能环保角度来看，我们都应该选择LED照明。因此我们应积极地将LED应用到工业厂房照明中，积累相关的设计和实用经验，为将来LED的大规模应用奠定基础。
参考文献
[1] 管亚敏.铁路客站绿色照明及LED应用研究[J].照明工程学报,2014,25(3):50-52.
[2] 刘木清.LED,一个更光明的事业![J].照明工程学报,2014,25(6).
[3] 侯建成,杜悦.LED光源在室内照明中的应用案例[J].照明工程学报,2014,25(6):43-45.
Feng Siwei
(China Electronics Engineering Design Institue, Beijing 100086, China)
Abstract： This paper discussed the application of LED lighting in the industrial factory building from the aspects of the choice of LED lamps and lanterns and the practical application, based on the green lighting of the industrial factory building and its experience.
Key words: LED；green lighting；energy saving；industrial building；lamps and lanterns
中图分类号：TM923
文献标识码：A
DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.03.007
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