北京市工业企业应用的照明器材调研与分析.docx
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北京市工业企业应用的照明器材调研与分析
北京市工业企业应用LED照明器材的调查与分析
北京照明学会
前言
“十一五”期间，北京市实施了一系列绿色照明工程，累计投入资金1.6亿元。
截至2010年底，共推广使用节能灯3200万盏，年节约用电13亿度，折合标准煤45.5万吨，经济、环境和社会效益显著。
“十二五”时期，本市将按照《北京市淘汰普通照明白炽灯行动计划》的统一安排，加大白炽灯淘汰工作力度。
2011年,按照《北京市淘汰普通照明白炽灯行动计划》的统一安排和国家“适度向农村和边远、贫困人群倾斜”的要求，在本市中小学校、部分市级公共机构,以及在低保户、残疾人、中小学生中实际推广高效照明产品497.06万只，其中紧凑型荧光灯356.62万只、直管荧光灯140.44万只。
2011年～2012年，按照国家统一要求，开展LED筒灯和LED射灯示范应用。
在地下通道试点应用LED照明产品替换现有传统照明光源；在政府机关地下停车场等室内照明领域；采用合同能源管理方式示范推广LED照明产品。
2013年～2015年，进入“十二五”深入推进节能减排的重要时期，将按《计划》在前几年行动奠定的基础上，摸清现状，研究对策，攻坚克难，稳步扩大推广范围。
为配合《北京市淘汰普通照明白炽灯行动计划》进一步实施，了解北京市工业企业领域的照明器材应用现状，北京照明学会对工业企业领域照明状况进行调研。
一、北京市工业企业的照明应用现状
北京市工业企业中，5千吨标煤以上的企业有221家、5千吨标煤以下的企业约2000家，涵盖北京的六大产业，即：
电子信息、装备、汽车与交通设备、生物与医药、基础与新材料、以及都市产业等。
包括国有、合资、外资及私营等多种经营性质。
采用统一发放调查表，由各企业相关部门据实填写的调查方式，共收回67家工业企业的调查表88份，其中：
5千吨标煤以上的企业55家、调查表74份，取样率为24.89%。
5千吨标煤以下的企业12家、调查表14份，取样率为0.6%（由于取样率低，不能说明5千吨标煤以下企业的总体情况，且每家用灯功率较低，因而本文不做统计分析）。
在取样调查基础上，课题组还选择五家采用LED照明产品进行了照明改造的5千吨标煤以上的典型企业（照明改造质量、效果不同的）做了现场调研、测量、数据复核。
根据5千吨标煤以上的企业55家调查表的数据统计，近3年来约有40家企业，三年累计投资约42万元，对厂房、厂区（室外）、办公楼三个区域进行了局部照明改造或照明改造试验，年节电达到162577kW·h。
其中有29家计划在2015年以前继续进行改造，有7家企业准备采用合同能源管理的形式进行改造。
三个区域照明统计如下
——厂房照明：
灯数量、功率及其范围和规格数见表1,各种用灯功率的比率见图1。
表1厂房照明用灯数量、功率
种类
数量（只）
功率
备注
（kW）
（%）
范围（及规格数）
钨丝
灯
白炽灯
2814
196.74
1.87
35W～150W（5以上）
应淘汰
卤钨灯
384
205.65
1.96
150W～1000W（8）
应淘汰
荧
光
灯
T12
1875
62.15
0.59
20W～40W（3）
应淘汰
T8
171356
6345.609
60.42
18W～58W（9）
可考虑
T5
8842
85.524
0.81
14W～36W（4）
筒灯
16982
211.676
2.02
9W～18W（3以上）
可考虑
自镇流
879
127.97
1.22
9W～270W（7）
可考虑
环形（或吸顶）
235
10.838
0.1
18W～60W（6）
可考虑
高强
气体
放电
金卤灯
6990
2149.125
20.46
70W～1000W（9）
高压钠灯
40
16.
0.15
400W
（1）
可考虑
高压汞灯
3591
727.775
6.93
65W～450W（8）
应淘汰
其
它
平面灯
14
2.352
0.02
168W
（1）
LED灯
13728
209.713
2
4W～150W（18）
无极灯
664
77.75
0.74
85W～185W（4）
防爆灯
866
74.065
0.71
23W～200W（7）
合计
228394
10502.937
100
图1厂房照明用各种灯功率的比率
5千吨标煤以上的工业企业类型不同，厂房的层高区别较大，故除大量采用荧光灯之外，高强度气体放电灯占一定比重，从功率角度看，分别约占60%和27.5%。
——厂区（室外）照明
用灯数量、功率及其规格数见表2，各灯种的功率比率见图2。
表2厂区（室外）照明用灯数量、功率及其规格数
种类
数量
（只）
功率
备注
（kW）
（%）
范围（及规格数）
钨丝
灯
白炽灯
30
6.75
0.58
150W，300W
（2）
应淘汰
卤钨灯
112
99.225
8.59
250W～1000W（6）
应淘汰
高强
气体
放电
高压汞灯
429
96.3
8.33
100W～400W（5）
应淘汰
高压钠灯
945
203.12
17.58
110W～400W（4）
金卤灯
1487
460.675
39.88
75W～3500W（10）
荧
光
灯
30W以下
4499
48.233
4.18
7W～30W（10）
可考虑
36W～65W
1432
70.038
6.06
36W～65W（7）
可考虑
70W以上
742
97.935
8.48
80W～250W（8）
可考虑
其
它
LED灯
2947
63.968
5.54
0.5W～250W（12）
太阳能灯
330
9.024
0.78
5W～200W（7）
合计
12953
1155.268
100
图2厂区照明各灯种功率的比率
由于工厂的特点，厂区室外作业场地（含料场）以及场区道路照明应用高强气体放电灯较多，功率占比较大，约65.8%。
——办公楼照明
用灯数量、功率及其规格数见表3，各灯种的功率比率见图3。
表3办公楼（室内）照明用灯数量、功率及其规格数
种类
数量
（只）
功率
备注
（kW）
（%）
范围（及规格数）
钨丝
灯
白炽泡
7084
289.275
9.95
25W～100W（5）
应淘汰
卤钨灯
2840
98.19
3.38
15W～250W（10）
应淘汰
荧
光
灯
筒灯
20539
332.073
11.42
9W～18W（3以上）
可考虑
T8
53529
1717.208
59.06
18W～58W（6）
可考虑
T5
7210
192.996
6.64
16W～30W（3）
T12
2765
103.36
3.55
20W～40W（3）
应淘汰
环形或吸顶
432
13.927
0.48
20W～60W（7）
可考虑
自镇流
409
4.672
0.16
7W～40W（5）
可考虑
LED灯
811
10.612
0.36
3W～18W（5）
金卤灯
246
145.38
5
150W～1000W（4）
可考虑
合计
95865
2907.693
100
图3办公楼照明用各灯种功率的比率
其特点与普通办公楼类似，应用荧光灯的品种、规格、数量较多。
二、北京市5千吨标煤以上的工业企业照明现状调研分析
1、工业企业照明节能改造积极性高、取得了经验
北京市工业企业对节能工作较为重视，不少单位设有节能主管和相关管理机构，或“节能小组”、“可持续发展小组”等专门机构，负责节能提案、年度目标、实施计划等技术、组织管理。
积极采用LED照明器材进行照明节能改造，取得了试点、试验的经验。
——用直管LED灯替换T8荧光灯
某公司在洁净厂房原有敞开式荧光灯灯具上，用原有色温相同的18WLED管形灯替换36WT8荧光灯灯管2000只，厂房平均照度500lx。
更换后节电率50%，月节电22576kW·h，已运行2年照明效果良好。
——用LED投光灯替换高压汞灯
该厂在潮湿、高温、高粉尘、工作环境较差的车间进行改造试点，取消原安装高度为4m、配用电感镇流器及搪瓷罩灯具的250W高压汞灯及其灯具30只，用防护等级高的（80～100）WLED投照灯灯具替换，调整了灯具设置位置，满足车间生产的照明要求，工人反映效果良好，节电60%左右。
——替换以金属卤化物灯为光源的工矿灯
该公司车间将50只400W金卤灯（工矿灯具）改为130W节能灯做节能改造试验，陈建工作人员反应：
改造后现场照度低、不如原有水平。
同时另在设备动力车间做光束角基本相同的、三种光源的工矿灯与原有以金属卤化物灯为光源的工矿灯作对比试验，安装高度均为6m，测试灯下的地面照度如下：
原400W金卤灯工矿灯：
照度210lx（该灯燃点很长时间，应更换了）；
现场安装试验的三种相对节能的灯具，经测试照度：
180W左右LED工矿灯：
315lx（建议使用此灯）；
130W左右紧凑荧光灯工矿灯：
55lx（照度过低，建议不应使用）；
200W左右无极灯工矿灯：
150lx（照度中等，不宜采用）。
2、照明总功率及其分布
——厂房、厂区（室外）、办公楼功率占用比
5千吨标煤以上企业的厂房、厂区（室外）、办公楼照明，三者的功率占用比
见图4。
图4厂房、厂区（室外）、办公楼三者的功率占用比
——照明总功率及各光源的比率
55家企业照明调查表的累加功率为16014kW。
按取样率24.89%估算：
5千吨标煤以上企业的照明总功率约为64339kW。
其中各种光源占总功率的百分数：
热辐射光源及其灯具（白炽灯、卤钨灯）约占6%左右；
低气压放电灯及其灯具（各种荧光灯）约占56%左右；
高气压放电灯及其灯具（高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯等）约占23%左右；
其它光源及其灯具（LED灯、无极灯等）约占15%左右。
——工业企业应用的照明产品种类、规格繁多
由于照明场所、工作性质的不同，对照明质量、照明效果的要求也不同，因而需要多种规格的照明产品。
同一灯种要有不同功率、不同光束、照明产品。
仅从功率上分，荧光灯、白炽灯就各有10种以上、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯等也各在4种以上，每种光源、均需按功率和使用要求配用不同光分布的灯具。
3、应淘汰的高耗能、低效率的照明器材
仍有部分企业在使用高耗能、并配用低效的照明器材。
白炽灯、卤钨灯属热辐射光源光效低约为（10～15）lm/W，约佔照明总功率的4.98%，按照“淘汰白炽灯”的要求应属于首先淘汰范围。
高压汞灯在工厂的厂房（车间）、厂区道路应用的较多，而且大部分配用电感镇流器和搪瓷罩灯具，约占照明总功率的5.15%，由于效率低、显色性差，应该更新。
T12荧光灯的光效为60lm/W左右、大多数配用电感镇流器，由于效率低在实际应用中早已被T8、T5荧光灯所替代，但在现实应用中仍占有0.65%的比率。
5千吨标煤以上工业企业照明中应用的这几种光源及其配套灯具、电器附件，属于高耗能、低效率的照明器材，其佔用的功率为照明总功率的10.78%。
应该、而且必须淘汰，可用相应的、能满足照明需求的、节能的LED照明产品替换，其汇总数据见表4。
表4工业企业照明应淘汰的光源（包括其配套照明器材）
种类
数量
（只）
功率（kW）
占总功率比率（%）
光源功率范围
及规格数（种）
可以替代的
LED照明产品
备注
取样
取样率估算
白炽灯
9928
394
1585
2.46
25W～300W（7）
球泡灯、射灯、筒灯
卤钨灯
3336
403
1619
2.52
15W～2000W（15）
筒灯、工矿灯
T12荧光灯
2765
103
414
0.65
15W～40W（4）
管型灯具、灯带
高压汞灯
4020
824
3310
5.15
50W～400W（8）
射灯、工矿灯、路灯
合计
1724
6928
10.78
4、5千吨标煤以上工业企业照明中可以考虑替换的照明产品
根据调研和工业企业进行照明改造的经验，部分现有照明产品中有一部分可以考虑用LED照明产品替换，按光源分类包括其配套照明器材的汇总数据见表5。
表5可以考虑替换的光源（包括其配套照明器材）
种类
数量
（只）
功率（kW）
占总功率
比率（%）
功率范围
及规格数（种）
可替代的
LED照明产品
取样
取样率估算
荧
光
灯
T8支架
224885
8063
32395
50.35
18W～58W（9以上）
管型灯具、灯带
自镇流
7961
349
135
2.18
7W～270W（10以上）
球泡灯、射灯、工矿灯
筒灯
16982
212
852
1.33
9W～18W（3以上）
球泡灯、射灯、筒灯
环形（或吸顶）
667
24
95
0.15
18W～60W（8以上）
管型灯具、灯盘
金卤灯
246
145
297
0.91
150W～1000W（4）
射灯、工矿灯
合计
8793
93774
54.92
——用LED管形灯替换T8荧光灯灯管
工业企业照明应用量最大的是T8荧光灯及其灯具，耗电量佔照明总功率的50.35%，而且每天最少开启12h，具有较大的节能潜力。
根据企业改造经验，在原有灯具上改装、用LED直管灯替代T8直管荧光灯，既可以保证原有照明质量，又可节电50%左右。
由于“在原有灯具上改装、用LED直管灯替代直管荧光灯”上存在争议、存在一定的安全隐患，为保证使用安全，企业针对“用LED直管灯替代T8直管荧光灯”制定了改造工艺、维护管理规定和安全保障措施。
落实专人负责维护管理，从而保证了安全。
——用LED灯替换其他荧光灯及其灯具
其他荧光灯包括：
自镇流、环形荧光灯；以荧光灯为光源的筒灯、吸顶灯等。
工业企业应用此类荧光灯的功率范围在7W～250W，可根据照明标准、场所需求，采用合适的LED球泡灯、LED射灯、LED工矿灯、LED筒灯、LED管型灯具以及LED灯盘来替换。
——用LED工矿灯替换以金卤灯为光源的工矿灯
以金卤灯为光源的工矿灯具可用LED工矿灯替代，其照度、色温、显色性等均能满足场所的功能要求，多数运行半年或一年以上，节电效果较好。
在工厂使用的金卤灯一般功率较大，色温在4000K左右、光效相对较高约为95lm/W，由于耗能大，也是节能改造的目标之一。
LED工矿灯替换以金卤灯为光源的工矿灯的最大替换功率、节电率见表6。
表6LED工矿灯替换金属卤化物工矿灯（效率按0.75）的最大替换功率
金
卤
灯
灯标称功率（W）
150
175
250
400
灯光效（lm/W）
85
85
95
95
工矿灯输入（含镇流器）功率（W）
170
195
275
440
LED工矿灯（W）（效能按85lm/W计）
110
130
200
330
节电率（%）
35
33
27
25
5、工业企业照明改造应解决的问题：
技术标准缺失、产品性能指标差别太大，不好判断LED灯具的质量与寿命；
市场混乱，价格高、一次投入大，投资回报期较长，照明改造风险较高；
对于高大厂房可选用的照明器材及照明方案少等等。
三、北京市推广应用LED照明产品应采取的措施与建议
1、明确替代的原则
当前的照明改造是以替换为主要形式，替换的照明器材以LED照明产品为主。
LED灯是一种新型节能电光源，最大优点是：
功率小、点发光，可控性好，无频闪，方向性强，光效在不断提高，目前已达到90lm/W，应用前景很好。
但它不是万能的电光源，目前尚存在急需解决的光衰、色漂移、配光、眩光、寿命等等技术问题。
在采用LED进行照明节能替换改造时应遵守以下原则，实现“两个确保、一个注重”：
——确保照明安全
照明改造不应留下安全隐患。
替换方案须经节能论证，同时要进行安全论证，应按规定取得相关产品的认证或检测报告。
按规定，固定式、嵌入式灯具必须通过3C认证，在更换零部件后须重新认证。
在原有灯具上改装，则该灯具需重新进行3C安全认证，未经认证的产品不应使用。
许多企业大量使用荧光灯照明，在照明改造中采用改造原有灯具线路，用LED直管灯直接替换T8直管荧光灯灯管。
虽然这种改造方式存在争议、和隐患，但是在工业企业实际应用的很多，而且确实可以做到既节能又保证照明质量。
因此，为确保安全，企业用这种方式在进行照明改造时，必须采用合理的灯具改造工艺、制定维护管理制度、采取有效的安全保障措施、落实责任制，在确实保证安全可靠的基础上方能使用。
施工单位应具有施工资质，竣工时应按规范验收。
——确保照明质量
节约能源是替代的目的，但不能降低照明质量。
替代改造中应从满足照明设计标准和使用功能出发，在关心灯具的效率、效能的同时，要注重灯具的配光是否合理，光源的色温、显色性，灯具的防护等级，场所的照度均匀度、眩光等是否满足要求，是否实现了必要的照明控制等。
并不是选用了高效的光源和灯具就是节能，而是要考虑最后达到的照明效果是否符合标准要求，这是检验替换成功与否的重要的、基本要素。
——注重综合效益
推广工作要注重统筹考虑经济投入、节能效果、照明质量和寿命期的综合效益。
首先应淘汰白炽灯、T12荧光灯、高压汞灯及其灯具等高耗能、低效的照明产品。
在推广实施过程中，要反对压价中标、要抽检照明产品的性能质量、要考察工程的实际节能效益。
2、制定技术要求
根据对北京市部分主要公共场所照明灯具应用状况调查，分析确认了LED照明产品可替代传统产品的种类。
鉴于相关国家标准尚未出台，现有CQC标准也只有反射型自镇流LED灯、LED筒灯和LED球泡灯的节能认证规范，为保证照明质量和有利于推广应用，建议我市应编制相应的LED照明产品的技术要求。
3、加强照明节能改造技术培训
应用LED进行照明节能改造是一项技术性较强的工程。
经调研，多数企业希望给予技术支持。
建议：
举办技术培训，普及LED照明基本知识，替代光源及灯具的技术要求、照明节能改造实操要点及案例等。
4、开展点对点技术支持
工业企业单位希望针对该单位照明改造方案给予设计、咨询等具体技术支持。
建议以北京照明学会为依托成立LED推广应用专家组，由业主根据需求联系北京照明学会或专家组专家，开展技术咨询。
5、政府给予财政补贴
建议市政府按照实施《北京市淘汰普通照明白炽灯行动计划》的财政补贴模式，鼓励工业企业采取多种形式进行照明节能改造，按节能效果给予适当的财政补贴。
结束语
本文力图实现：
为进一步实施《北京市淘汰普通照明白炽灯行动计划》做参考，为北京市工业企业在照明改造工作中正确、合理的推广、应用LED照明产品做初步的推荐和引导作用。
本文在北京照明学会名誉理事长戴德慈的指导下，在学会办公室全体成员对北京市工业企业照明现状调查资料的基础上，经共同研究分析后由王大有汇总并执笔编写。
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