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摘要：照明能耗是公共建筑能耗的重要组成部分，节能潜力较大。本文结合对LED灯的性能特点、与常用照明光源优劣势分析，从标准方法制定、LED灯具技术发展、智能控制方式以及相应公共建筑照明指标政策等角度，探讨LED灯在公共建筑照明中的节能应用的关键技术，在公共建筑中应尽量选用高效节能的照明光源和灯具，选取经济合理的智能控制方式，采取切实有效的措施，争取将公共建筑照明能耗降低到更合理的水平。
关键词： LED、照明能耗、公共建筑照明
Abstract: lighting energy consumption energy consumption is an important component of the energy saving potential. According to the performance characteristics of LED lights, with common lighting of the disadvantages analysis, from the standard method making, LED lighting technology development, intelligent control method and the corresponding public building lighting index policy perspective, probes into LED lights in public buildings the energy saving of lighting applications and key technology in public buildings should try to choose energy-efficient lighting source and lamps, the selection of economic and reasonable intelligent control way and take effective measures to fight for the public building lighting reduce energy consumption to a more reasonable level.
Keywords: LED, lighting energy consumption, public building lighting
中图分类号：O434.19文献标识码：A 文章编号：
一、 概述
近年来，公共建筑作为一个城市现代化的象征，同时大型公共建筑往往成为潜在的耗能大户。据有关资料显示，我国2万平米以上的大型公共建筑面积占城镇建筑面积的比例不到4%，但是能耗却占到建筑能耗的20%以上。这说明大型公共建筑的节能潜力巨大，为了解决公共建筑能耗水平高、增长势头猛、节能改造进展慢等问题，我国政府也出台了一系列资金补贴等激励政策。在公共建筑能耗中，照明能耗约占总能耗的30%左右，据不完全统计全国718个城市中已经存在着的13723万盏照明灯具，照明灯具所占比重及节能空间均较大。从节能改造而言，照明改造因改造方便、技术可行、节能量较大以及对节能量易于评估等原因使其成为最为可行的改造方式之一，成为当前节能改造的重点方向之一。
照明灯具中，白炽灯使用了近一百年，但它的寿命短、能耗大逐渐被大家认识，荧光灯虽然不错，但它含汞而有害环境。照明灯具正逐步走向节能、高效、环保、长寿命的LED照明灯具。今年来，国家更是对LED灯的大力支持，20l1年 8月初，国家发改委颁布中国逐步淘汰白炽灯路线图，到2016年将取消白炽灯的销售，这无疑又给LED照明一个巨大的机会，使得LED灯迅速发展[1]。
本文将对LED灯的性能特点、与常用照明光源优劣势分析，以及照明控制方式的分析，探讨LED照明在公共建筑中的节能应用。
二、 LED灯性能特点及优劣势分析
半导体照明也叫LED，也就是发光二极管，它是由砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等半导体制成的，是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，它是真正意义上的绿色照明，它与传统照明产品相比具有节能高效、寿命长、安全环保无辐射以及易更换免维护等特点[2]。
LED在公共建筑照明领域应用的优势如下：
1、光效高：LED光效目前即可达到90—120流明/瓦，超过各种传统的光源。这是LED目前相对于传统照明光源最大的优势之一。
2、节能：LED耗电量低，比同等亮度的普通节能灯耗电减少约80% 。
3、环保：无有害金属汞，无红外和紫外线辐射，保护皮肤，是真正的绿色环保光源。同时，其亮度和色彩也易于动态控制。
4、寿命长：LED产品采用环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，是普通灯泡的50倍，同时也具备更长的质保期。
5、安全可靠：低电压，驱动单颗LED的电压仅为2.5~3V,不会造成触电事故，防止火灾隐患。
6、免维护：LED灯在寿命期内不需要任何维护，可以节省大量维护费用。在某些需要24小时点亮和维护更换不方便的场合具有很大优势。可实现与原有产品的直接更换，简单方便。
但同时因LED应用在照明上还是刚刚起步，对驱动电路的设计、功能的选择及灯具的结构设计有待研究，特别是在照明的标准和灯具的可靠性研究上还处于滞后状态。
LED在公共建筑中应用的劣势如下：
1、成本高。采用LED制成的室内照明灯具，其初次购买成本约是传统照明灯具的3～5倍，对于普通用户来讲成本劣势非常明显。目前对于大功率LED室内照明灯具来说，LED光源部分占了成本非常大的比重，因此降低大功率LED光源的单位流明成本是关键。否则，有限的节能本身很难支持LED光源的高价格。
2、光谱质量。人类的眼睛已经习惯于太阳所发出的连续光谱的光，而目前白光LED光谱的不连续性，尤其是荧光粉转化的白光LED存在色温偏高，显色性不够高等问题。开发高显色指数和宽光谱的LED光源，满足是内照明对光源质量的高要求，这是LED大规模进军室内照明领域时需要解决的问题。
三、 LED灯在公共建筑中的节能应用中的关键技术
LED灯作为公共建筑照明的主要发展方向，在2011年蓬勃发展的基础上，如何能在公共建筑中发挥更大的作用，可从以下几个角度着重考虑[3]：
1、编制和起草有关LED照明灯具检测方法、可靠性评价方法等相关标准规范。进一步完善LED照明的相关标准，尽量减少怕用或滥用泛用LED照明的情况。
2、从LED光源及灯具本身的寻找突破，解决目前LED照明的发展瓶颈及关键技术，具体如下：
（1）LED封装技术：科学、合理的LED封装结构，是提高LED光源效率的技术关键。因此设计合理的LED封装结构，最大程度减少光衰，满足散热要求是LED光源设计的难点，也是发展的重点。
（2）LED散热技术：LED的封装散热问题已经成为制约大功率LED发展的关键性因素。未来可重点从有效散热及封装材料上加以研究发展，将LED热量有效传导，并解决光衰问题。
（3）二次配光技术：照明灯具最重要的参数是满足室内照明的要求，其主要参数有平均照度、照度均匀度和维持照明时间等，这一要求在公共建筑中尤为显著。因此应通过二次光学设计，结合LED的发光特点，设计符合配光要求的光学结构满足照明使用要求。
3、LED智能控制技术：从LED光源的特性，研究数字智能化控制方式及驱动电源。并通过对与各种传感器结合的控制方式以及适合于照明模式要求的最佳控制方式的研究，结合LED灯自身的节能特点，从智能控制的角度进一步减少照明能耗[4]。
4、结合公共建筑的不同功能区的照明需求特点，研究相应功能区域的照明能耗指标及设计规范，在满足照度要求的基础上，通过合理的指标指导照明节能设计及改造，进一步推动LED照明的发展，将节能照明落到实处。
四、 结论
照明能耗是公共建筑能耗的重要组成部分，能耗较大且节能潜力较大。本文通过对LED灯的性能特点、与常用照明光源优势及劣势分析，从检测评价方法标准的制定、LED灯具技术发展、智能控制方式以及相应公共建筑照明节能政策等角度，探讨LED灯在公共建筑照明中的节能应用的关键技术，在公共建筑中应尽量选用高效节能的照明光源和灯具，选取经济合理的智能控制方式，采取切实有效的措施，争取将公共建筑照明能耗降低到更合理的水平。
参考文献
[1] 顏重光.2011年度LED照明行业的回顾与前瞻.电子产品世界，2012.2
[2] 王玉卿，王浩然.公共建筑照明、控制与节能简述.电气智能化，2012.2
[3] 关于改善LED照明节能问题的几点建议，中国照明，2012.2
[4] 布小苗，高振全.建筑照明节能设计问题研究.科技向导，2011
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词： LED、照明能耗、公共建筑照明
Abstract: lighting energy consumption energy consumption is an important component of the energy saving potential. According to the performance characteristics of LED lights, with common lighting of the disadvantages analysis, from the standard method making, LED lighting technology development, intelligent control method and the corresponding public building lighting index policy perspective, probes into LED lights in public buildings the energy saving of lighting applications and key technology in public buildings should try to choose energy-efficient lighting source and lamps, the selection of economic and reasonable intelligent control way and take effective measures to fight for the public building lighting reduce energy consumption to a more reasonable level.
Keywords: LED, lighting energy consumption, public building lighting
中图分类号：O434.19文献标识码：A 文章编号：
一、 概述
近年来，公共建筑作为一个城市现代化的象征，同时大型公共建筑往往成为潜在的耗能大户。据有关资料显示，我国2万平米以上的大型公共建筑面积占城镇建筑面积的比例不到4%，但是能耗却占到建筑能耗的20%以上。这说明大型公共建筑的节能潜力巨大，为了解决公共建筑能耗水平高、增长势头猛、节能改造进展慢等问题，我国政府也出台了一系列资金补贴等激励政策。在公共建筑能耗中，照明能耗约占总能耗的30%左右，据不完全统计全国718个城市中已经存在着的13723万盏照明灯具，照明灯具所占比重及节能空间均较大。从节能改造而言，照明改造因改造方便、技术可行、节能量较大以及对节能量易于评估等原因使其成为最为可行的改造方式之一，成为当前节能改造的重点方向之一。
照明灯具中，白炽灯使用了近一百年，但它的寿命短、能耗大逐渐被大家认识，荧光灯虽然不错，但它含汞而有害环境。照明灯具正逐步走向节能、高效、环保、长寿命的LED照明灯具。今年来，国家更是对LED灯的大力支持，20l1年 8月初，国家发改委颁布中国逐步淘汰白炽灯路线图，到2016年将取消白炽灯的销售，这无疑又给LED照明一个巨大的机会，使得LED灯迅速发展[1]。
本文将对LED灯的性能特点、与常用照明光源优劣势分析，以及照明控制方式的分析，探讨LED照明在公共建筑中的节能应用。
二、 LED灯性能特点及优劣势分析
半导体照明也叫LED，也就是发光二极管，它是由砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等半导体制成的，是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，它是真正意义上的绿色照明，它与传统照明产品相比具有节能高效、寿命长、安全环保无辐射以及易更换免维护等特点[2]。
LED在公共建筑照明领域应用的优势如下：
1、光效高：LED光效目前即可达到90—120流明/瓦，超过各种传统的光源。这是LED目前相对于传统照明光源最大的优势之一。
2、节能：LED耗电量低，比同等亮度的普通节能灯耗电减少约80% 。
3、环保：无有害金属汞，无红外和紫外线辐射，保护皮肤，是真正的绿色环保光源。同时，其亮度和色彩也易于动态控制。
4、寿命长：LED产品采用环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，是普通灯泡的50倍，同时也具备更长的质保期。
5、安全可靠：低电压，驱动单颗LED的电压仅为2.5~3V,不会造成触电事故，防止火灾隐患。
6、免维护：LED灯在寿命期内不需要任何维护，可以节省大量维护费用。在某些需要24小时点亮和维护更换不方便的场合具有很大优势。可实现与原有产品的直接更换，简单方便。
但同时因LED应用在照明上还是刚刚起步，对驱动电路的设计、功能的选择及灯具的结构设计有待研究，特别是在照明的标准和灯具的可靠性研究上还处于滞后状态。
LED在公共建筑中应用的劣势如下：
1、成本高。采用LED制成的室内照明灯具，其初次购买成本约是传统照明灯具的3～5倍，对于普通用户来讲成本劣势非常明显。目前对于大功率LED室内照明灯具来说，LED光源部分占了成本非常大的比重，因此降低大功率LED光源的单位流明成本是关键。否则，有限的节能本身很难支持LED光源的高价格。
2、光谱质量。人类的眼睛已经习惯于太阳所发出的连续光谱的光，而目前白光LED光谱的不连续性，尤其是荧光粉转化的白光LED存在色温偏高，显色性不够高等问题。开发高显色指数和宽光谱的LED光源，满足是内照明对光源质量的高要求，这是LED大规模进军室内照明领域时需要解决的问题。
三、 LED灯在公共建筑中的节能应用中的关键技术
LED灯作为公共建筑照明的主要发展方向，在2011年蓬勃发展的基础上，如何能在公共建筑中发挥更大的作用，可从以下几个角度着重考虑[3]：
1、编制和起草有关LED照明灯具检测方法、可靠性评价方法等相关标准规范。进一步完善LED照明的相关标准，尽量减少怕用或滥用泛用LED照明的情况。
2、从LED光源及灯具本身的寻找突破，解决目前LED照明的发展瓶颈及关键技术，具体如下：
（1）LED封装技术：科学、合理的LED封装结构，是提高LED光源效率的技术关键。因此设计合理的LED封装结构，最大程度减少光衰，满足散热要求是LED光源设计的难点，也是发展的重点。
（2）LED散热技术：LED的封装散热问题已经成为制约大功率LED发展的关键性因素。未来可重点从有效散热及封装材料上加以研究发展，将LED热量有效传导，并解决光衰问题。
（3）二次配光技术：照明灯具最重要的参数是满足室内照明的要求，其主要参数有平均照度、照度均匀度和维持照明时间等，这一要求在公共建筑中尤为显著。因此应通过二次光学设计，结合LED的发光特点，设计符合配光要求的光学结构满足照明使用要求。
3、LED智能控制技术：从LED光源的特性，研究数字智能化控制方式及驱动电源。并通过对与各种传感器结合的控制方式以及适合于照明模式要求的最佳控制方式的研究，结合LED灯自身的节能特点，从智能控制的角度进一步减少照明能耗[4]。
4、结合公共建筑的不同功能区的照明需求特点，研究相应功能区域的照明能耗指标及设计规范，在满足照度要求的基础上，通过合理的指标指导照明节能设计及改造，进一步推动LED照明的发展，将节能照明落到实处。
四、 结论
照明能耗是公共建筑能耗的重要组成部分，能耗较大且节能潜力较大。本文通过对LED灯的性能特点、与常用照明光源优势及劣势分析，从检测评价方法标准的制定、LED灯具技术发展、智能控制方式以及相应公共建筑照明节能政策等角度，探讨LED灯在公共建筑照明中的节能应用的关键技术，在公共建筑中应尽量选用高效节能的照明光源和灯具，选取经济合理的智能控制方式，采取切实有效的措施，争取将公共建筑照明能耗降低到更合理的水平。
参考文献
[1] 顏重光.2011年度LED照明行业的回顾与前瞻.电子产品世界，2012.2
[2] 王玉卿，王浩然.公共建筑照明、控制与节能简述.电气智能化，2012.2
[3] 关于改善LED照明节能问题的几点建议，中国照明，2012.2
[4] 布小苗，高振全.建筑照明节能设计问题研究.科技向导，2011
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。