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1、1照明设计中，实施 LPD 目标值的几点体会（修改版）Experiences on design of office lighting江苏省教育建筑设计研究院 何瑶2010 年 3 月 23 日，江苏省住房和城乡建设厅审定并发布了公共建筑节能设计标准 （DGJ32/J96-2010） （下面简称节能标准 ） ，其中 5.2.1 条规定：“根据照明场所功能要求确定照明功率密度值，并应符合国家标准建筑照明设计标准GB50034-2004 规定的目标值” 。从此，在我省范围内照明 LPD 值由之前的“现行值”提升为“目标值” ，对照明节能的要求更高了。下面，以办公室照明设计为例，谈谈实施 LPD 目
2、标值的几点体会。一、 采用利用系数法计算平均照度时，应选用正确的公式：根据照明设计手册 （第二版） （以下简称手册 ）P214 页，应用利用系数法计算灯具数量的基本公式如下：N= (5-48)UAavE式中 N灯具数量；Eav工作面上的平均照度，lx，从照明设计标准GB50034-2004 或DGJ32/J 96-2010 第 5.2 节中查取；A工作面面积，m 2；光源光通量，lm；U利用系数，从设计手册中的利用系数表查得；K灯具的维护系数，按照手册表 2-24 选用，内容如下：表 2-24 维护系数环境污染特征 房间或场所举例灯具最少擦拭次数（次/a）维护系数值室内 清洁卧室、办公室、餐厅
3、、阅览室、教室、病房、客房、仪器仪表装配间、电子元器件装配间、检验室等 2 0.802一般 商店营业厅、候车室、影剧院、机械加工车间、机械装配车间、体育馆等 2 0.70污染严重 厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间等 3 0.60室外 雨篷、站台 2 0.65根据手册P213 中关于 “利用系数是灯具光强分布、灯具效率、房间形状、室内表面反射比的函数，计算比较复杂。为此常按一定条件编制灯具利用系数表以供设计使用”的说明可知，在利用系数表上查出的 U 值已经把灯具效率这个因素考虑进去了。但在有的设计手册上，灯具数量的计算公式（N= ）的分母中 ，又将灯具效率 作为计算的一部分考虑进去，存在重UA
4、avE复计算的问题，计算出来的灯具数量必定大于前者，从而产生误差，不利于节能。下面进行实例分析：某办公室长 13.8m，宽 7.2m，吊顶后室内高度 2.75m。室内表面反射比分别为：顶棚 0.7，墙面 0.5，地面 0.1。采用 FAC42651P 型格栅灯具，灯具效率72%，配三基色 2x36W T8 灯管，其光通量为 2x3350lm，显色指数 85，色温30004000K,其利用系数见 手册P116 表 4-22。灯具嵌顶安装，距地面0.75m 高的工作面上的照度要求为 300lx,求所需灯具数量。解：1填写原始数据灯具 FAC42651P、光源光通量 =2x3350lm 、要求平均照
5、度 Eav=300lx、室长 =13.8m、室宽 b=7.2m、顶棚空间高 hc=0m、顶棚反射比 c=0.7、室空间l高 hr=2.0m、墙面反射比 w=0.5、地板空间高 hf=0.75m、地板反射比 f=0.1、灯具效率 =72% 。2计算室空比3RCR= = = 2.1blhr)(52.78130.5）（3查利用系数表RCR=2.1，查手册表 4-39，利用公差法计算 U 值如下：= U=0.6261.250U65.24查灯具维护系数，由表 2-24 查得 K=0.85由式（5-48）计算灯具数量N= = = 8.88 8 (盏)EAav.062.35039因所取灯具数量略少于计算值，
6、故再校验照度值 Eav 是否满足要求：Eav= = =270 (lx)AKNU3.9.8计算照度偏差 Eav%= =-10%，满足建筑照明设计标准027GB50034-2004（以下简称标准 ）4.1.7 条“在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10% +10%的偏差”的规定。下面验算其照明节能评价指标（即照明功率密度值）：根据手册P79 表 3-91 可知，对 36W T8 灯管而言，当其采用节能电感镇流器工作在工频 50Hz 状态时，其灯具的实际功率是 36W，而当采用电子镇流器工作在 2060kHz 的高频状态时，其灯管的实际功率则为 32W，再加上电子镇流器的损耗 4W，
7、则单管灯总功率为 36W，故该灯具的LPD= =5.8W/m2 9 W/m2 ， 满足 节能标准5.2.1 条对 LPD 值.781362要求。4如果采用某设计手册上的公式，重复考虑灯具效率 ，则计算灯具数量的公式改为如下：N= = = 12.34 12 (盏)AavE72.086.235039校验 Eav 值=405 (lx)，计算照度偏差 Eav%= =35%，不满足标3045准4.1.7 条要求； LPD=8.69W/m2 9 W/m2 ， 虽然满足节能标准5.2.1条 LPD 目标值要求，但是需要多设 4 盏灯具及相关管线开关等，加大了初期投资，增加了运行中的电能消耗，不符合节能原则。
8、二、 应选用三基色大功率高效光源根据平时设计的工程，一般来说，在同样采用三基色、高效光源的前提下，选用大功率灯管其光效高，比小功率灯管更加节能。见以下实例。依然是前面所设计的办公室，现在分别采用 FAC41610PH 型灯具照明(T8管 1x45W)，和 FAC22620PH 型灯具照明（T8 管 2x23W） ，两种灯具均为嵌入式格栅灯具，灯管均采用三基色、高光效光源。解：1灯具 FAC41610PH、光源光通量 =4700lm，查该灯具的利用系数表（手册表 4-18） ，当 RCR=2.1 时，用插入法计算得 U=0.598 。由式（5-48 ）计算灯具数量N= = = 13.3 14 (
9、盏)UEAav8.059.4736经校验其 Eav%值满足 标准4.1.7 条要求。该灯具总输入功率为 45W，则 LPD=45x14/99.36=6.34 W/m2 9 W/m2 ，节能效果明显。2灯具 FAC22620PH、光源光通量 =2x1890lm，查该灯具的利用系数表（手册表 4-19）,当 RCR=2.1 时，用插入法计算得 U=0.636 。由式（5-48 ）计算灯具数量5N= = = 15.5 16 (盏)UEAav8.063.21890经校验其 Eav%值满足 标准4.1.7 条要求。该灯具总输入功率为 46W，LPD=46x16/99.36=7.4 W/m 29 W/m
10、2对比上述两个计算结果可以看出，在同样满足照度和节能评价指标 LPD 的情况下，使用大功率的灯具，可减少安装数量，且每平方米运行耗电减少1.0W，若以 10000 m2 的公共建筑建筑物为例，以每天工作 8 小时计，扣除节假日，按照一年 250 天工作日计算，则每年耗电可减少 20000 度，从而可以达到更好的节能效果。三、 选用灯具应采用高效灯具灯具效率 是指灯具对光源所发出光能的利用效率。通常在规定使用条件下，是测出的灯具光通量与灯具内所有光源在灯具外测出的总光通量之比，灯具效率也称灯具光输出比。灯具效率越高，说明从灯具发出的光能越多。灯具效率用百分数表示，其数值总是小于 100%。在节能
11、标准 （DGJ32/J 96-2010）第 5.2.2 条第 2 款中已明确规定，室内灯具效率不应低于 70%。依然是前面所设计的办公室，现在分别采用 FAC42761ENH 型灯具照明(T8管 2x36W)，和 FAC42651P 型灯具照明（T8 管 2x36W） ，前者为嵌入式消光格栅荧光灯灯具， =58%；后者为嵌入式白色钢板格栅荧光灯具， =72%，满足 规范要求。解：1灯具 FAC42761ENH、光源光通量 =2x3350lm，查利用系数表，由表 4-21 查得数值后当 RCR=2.1 时，用插入法计算得 U=0.51 。由式（5-48 ）计算灯具数量N= = = 10.9 10
12、 (盏)UEAav8.0512369经校验其 Eav%值满足 标准4.1.7 条要求。该灯具总输入功率为 72W，LPD=73x10/99.36=7.25 W/m 29 W/m 262灯具 FAC42651P、光源光通量 =2x3350lm ，查利用系数表，由表 4-22 查得数值后当 RCR=2.1 时，用插入法计算得 =0.63 。由式（5-48 ）计算灯具数量N= = = 8.8 8 (盏)UEAav.0632359经校验其 Eav%值满足 标准4.1.7 条要求。该灯具总输入功率为 72W，LPD=72x8/99.36=5.79 W/m 29 W/m 2比较上面两个计算结果可知，如果选
13、用效率高的灯具，所需的灯具数量就比较少，计算出的 LPD 值也相对比较低，更加能够体现节能的效果。四、 气体放电灯应选用高效镇流器计算照明功率密度 LPD 值，应考虑单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或变压器的消耗功率） ，所以在选择灯具时不光要考虑选用高效灯具，而且也要考虑选用高效镇流器。电子镇流器损耗最小，其次是节能电感镇流器，传统的电感镇流器损耗最大，不能采用。在手册的表 3-117 和表 3-118 中分别列出了管形荧光灯选用节能电感镇流器和经济型节能电感镇流器的技术数据，现摘录如下：表 3-117 管形荧光灯用节能电感镇流器技术数据配光源功率（W）电源电压（V）工作电流(A)
14、 总输入功率(W) 功率因数1x36 220 0.43 42 0.51x18 220 0.37 24 0.5表 3-118 管形、环形荧光灯用经济型节能电感镇流器技术数据配光源功率（W）电源电压（V）工作电流(A) 总输入功率(W) 功率因数1x36 220 0.43 44 0.51x18 220 0.37 26 0.33比较两个表可以看出，配同样的光源功率，经济型的节能电感镇流器比节能电感镇流器消耗的功率要大，所计算出的 LPD 必然也会大一些。因此，设计时选用灯具应注意选择更加节能的镇流器。7结语：在照明节能设计中，为了实现 LPD 目标值，应注意如下几点：1、采用利用系数法计算平均照度时
15、，应选用正确的公式，即 N= ， UEAav不要再把灯具效率 重复计算进去；2、要选用三基色、高光效光源，并且尽量选用大功率光源；3、应选用高效灯具，即 值在满足节能标准 （DGJ32/J 96-2010）规定70% 的前提下，应尽量采用效率高一些的灯具。4、在选择灯具时不光要考虑选用高效灯具，而且也要考虑选用高效镇流器。参考文献1 姚家祎，徐华，任元会. 照明设计手册. 第二版 . 北京：中国电力出版社，2006：32，86，92，108，109，115，116，135，214.2赵建平，张绍刚，李景色 等. 建筑照明设计标准GB50034-2004. 北京：中国建筑工业出版社，2004：10，173. 公共建筑节能设计标准DGJ32/J 96-2010说明：本文曾将 36W T8 灯管采用高频电子镇流器时的光源功率按 36W 计。经无锡市建筑设计研究院蔡浩先生指正，现已进行修改（文中黑体字部分） 。作者在此对蔡浩先生表示衷心感谢。作者简介：姓名 何瑶 性别 女 职称 中级工作单位 江苏省教育建筑设计研究院 地址 南京市北京西路 15 号 2510 室邮编 210024 电话 83335919手机 13951628028 传真 8
