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摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 关键词 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 绪论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 论文主体„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3
一 前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 二 照明设计合理布局，充分提高照明质量„„„„„„„4 三 合理选型，提高照明效率„„„„„„„„„„„„„5
1. 推广使用高光效照明光源„„„„„„„„„„ 5 2. 推广高效率节能灯具„„„„„„„„„„„„„6 3. 积极推广节能型镇流器 „„„„„„„„„„„7
四 合理选择照明控制方式„„„„„„„„„„„„„ 8
五 执行照明功率密度值(LPD),提高照明能效„„„„„ 8
结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 参考文献表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
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论石油化工企业照明节能设计
摘 要
本文对石化企业照明工程设计中如何实现节能设计从四个方面进行了简要论述。一、照明设计要合理布局，根据建筑物的不同功能不同区域来确定照明布局方案，根据视觉作业要求确定合理的照度标准，充分提高照明质量。二、照明设计合理选型，提高照明效率。从光源、灯具和附属装置3个方面进行了比较分析。1、合理选择照明光源，采用高效光源是照明节能的首要因素，具体分析了几种高效光源的性能及其应用范围；2、采用高效节能灯具，可充分发挥光源的潜力，与普通灯具相比提高了照明质量。3、采用节能附属装置。镇流器也是照明耗电的一部分，对于节能型电感镇流器和电子镇流器的高效、节能原理进行了论述。三、合理选择照明控制方式。根据石化企业装置区和办公区的不同特点对于照明控制方式也要区别对待，要尽可能做到使用方便，又为节电创造条件。四、强调执行照明功率密度值(LPD),提高照明能效，并通过具体例子的分析，进一步说明LPD限值对照明节能设计的影响。
关键词
照明设计 节能 高效光源 照明功率密度值 高效灯具 镇流器
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论石油化工企业照明节能设计
绪 论
随着我国石化工业迅猛发展，能源的消耗也迅速增加，在石化企业生产过程中，照明能耗占有一定的比例。目前，我国能源不足，电力供应紧张，节电是一个重要方针，必须坚决贯彻。因此，作为节能一个重要组成部分的照明节能，已成为设计人员进行照明设计时必须认真考虑的问题。本文根据如何在石化企业照明设计中实现节能设计进行了简要论述，希望通过具体分析照明节能设计过程，为今后石化企业的工程节能设计提供一些经验。
一、 前言
当前，我国石化工业发展突飞猛进，这就需要有庞大而持续的能源供应做支持。同时，节约能源、保护环境，又是我国长期推行的重大方针。这就提出了新的要求，既不能够影响生产发展，又需要采取各种措施来降低能耗，节约能源。在石化企业生产过程中，照明能耗占有一定的比例，目前仍有许多工厂以低效照明为主，因此，有效降低照明能耗是节约能源的重要途径之一。我国从1993年开始准备启动绿色照明工程，建设部于2004年12月1日开始实施的《建筑照明设计标准》GB50034-2004对照明节能提出了具体要求，关于节能要求列入了强制性条文，节能范围涵盖了大部分的工业建筑，并注重光源、灯具的效率，主张在满足显色性的要求的情况下，积极选用新型高效光源和电气附件，如细管径直管型荧光灯、金属卤化物灯、电子
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镇流器等，以达到节能目的，促进照明技术发展。本文根据如何在石化企业照明设计中实现节能设计就以下几个方面进行简要论述。
二、 照明设计布局合理，充分提高照明质量
照明节能是在保证和提高照明质量的基础上实现的。在进行石化企业照明设计时，首先要根据建筑物的功能来合理确定照明布局方案。根据视觉作业要求确定合理的照度标准，不同场所应有针对地进行照明设计。
在化工企业的装置区里，工作场所通常采用一般照明。但装置区中设备、管道、仪表等布置复杂，不规则，故在选择照度时要区别对待。在同一场所不同区域有不同照度要求时，为节约能源，贯彻所选照度在该区域该高则高和该低则地的原则，应采用分区一般照明方式。在照度要求高，但作业密度又不大的场所，若只装设一般照明，会大大增加照明安装功率，因而不节能，应采用混和照明方式。石化厂区内的高大房间和场所可采用一般照明与加强照明相结合的方式，在上部设一般照明，在柱子或墙壁下部装壁灯照明，比单独采用一般照明更节能。
对于装置区和办公区，在可能条件下应尽量积极利用天然光能，以节约电能。在允许的情况下，白天尽量以天然采光为主，当天然采光不够时，辅助以部分人工照明。也可以采取一些办法增加采光，如在办公区域增大门窗面积，采用透光较好的玻璃窗。在设计时，对于靠近窗口，采光良好的位置可增加一些控制开关，根据自然光的强弱
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来调节人工照明，大大的节约能源。
三、合理选型，提高照明效率
1、推广使用高光效照明光源
光源是节能的首要因素，而光源的节能又取决于发光效率。高效光源主要指气体放电灯。低压气体放电灯以荧光灯为代表，高压气体放电灯主要为高压钠灯和金属卤化物灯。表1中对各种光源的技术指标做了比较。表1：
光源种类 白炽灯 普通荧光灯 光效(lm/w) 15 70 显色指数 100 70 80－96 23 65－92 色温 2800 全系列 全系列 1950/2300/2500 3000/4500/5600 寿命 1000 10000 12000 24000 6000-20000 三基色荧光灯 93 高压钠灯 100－200 金属卤化物灯 75－95 注:摘自《照明节能设计》张文才 《电气应用》2006年第1期 29页
对于石化企业的厂房和装置区一般采用高压钠灯，它具有光效高，寿命长的优点，价格较低，但显色性差，可用于辨色要求不高的场所，如材料库、成品仓库等。金属卤化物灯具有光效高、显色性好等特点，特别适用于有显色性要求的高大厂房。
白炽灯在过去石化企业中应用较广泛，因为它价格低廉，安装使用方便。但因其光效低、耗电高、寿命短，在现代石化企业的照明设计中已很少使用。
荧光灯的光效为白炽灯的5－7倍，寿命是白炽灯的5－10倍，用它取代白炽灯，可节约电能。细管径直管形荧光灯光效高、启动快、
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显色性好，适用于办公室、仪表、电子等生产场所。如功率为100W的白炽灯光效仅相当于于功率为20W的节能荧光灯，假设某个场所需要1000只100W的白炽灯，现在可以采用1000只20W的荧光灯来代替，若灯泡每天工作8小时，则一年可节电：△P=(100-20)x1000x10
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x8x365＝233600(kWh)，由此可见，荧光灯代替白炽灯的节能效果
是显著的。对于办公楼以及高度在4.5米以下的生产场所，应主张使用直管型荧光灯。上述几种光源在石化企业中适用的场所见表2：
光源类型 白炽灯 适用场所 ▲要求瞬时起动或连续调光的场所 ▲防止电磁波干扰的场所 ▲照度要求不高，且照明时间短的场所 ▲开关灯频繁的场所 ▲应急照明、局部照明 荧光灯 ▲悬挂高度较低，要求照度又较高场所 办公区、层低照度要求举例 层高低及照度要求也低的厂房、仓库等建筑。 ▲无天然采光或天然采光不足而人需要长期停留的高厂房、精密产品装配、场所 高压钠灯 控制室 ▲高大厂房、照度要求高，对光色无特别要求的场所 金属车间、加工车间、▲有振动场所 ▲多烟尘场所 露天场所 金属卤化物灯 ▲高大厂房、照度要求高，且显色性要求较高的场所 精密产品车间 注：摘自《建筑照明设计标准》（GB 50034-2004）中国电力出版社
2、 推广高效率节能灯具
灯具是除光源外的第二要素，而且是不容易为人们所重视的因素。灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率。
为节约电能，在进行照明设计时注意高效灯具的使用。灯具的
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效率就是灯具射出有效光通与光源总光通之比。灯具反射面的反射比越高，设计越合理，灯具的效率也就越高。条件允许时，优先选用直接开启式灯具。依据规范要求对室内荧光灯和高强气体放电灯的开启式灯具效率不应低于75％；当灯具装有遮光格栅时要注意遮光格栅保护角对降低灯具效率的影响,灯具效率不应低于60％，以提高灯具效率。
要注意选用变质速度较慢的材料，如用玻璃灯罩制成的灯具，以减少光能衰减率；采用易清洁、防静电且不吸尘材质制造的灯具。 3、 积极推广节能型镇流器
传统型电感镇流器的缺点是体积大、重量重、自身功率损耗大，约为灯功率的20%～25%，有噪声、功率因数低、灯频闪等，是一种不节能的镇流器。电子镇流器的优点是节能，其自身功耗低，功率因数高达0.9以上,灯光效率高、重量轻、体积小、启动可靠、无频闪、无噪声、可调光、允许电压偏差大等。例如36W荧光灯用电子镇流器，功耗仅为1～3W。节能型电感镇流器是采用低耗材料，其能耗介于传统型和电子型之间。因此，照明设计中应提倡选用优质节能电子镇流器和节能型电感镇流器。对于直管荧光灯T8、T5直管荧光灯，应选用电子镇流器；大功率高压钠灯、金属卤化物灯应采用节能型电感镇流器；小功率金属卤化物灯应选用电子镇流器。
表3以T8，36W直管荧光灯为例，将几类镇流器的性能列出比较。表3：
类型 功耗(w) 功率因数 频闪 噪声 调光 寿命(年) - 7 -
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传统电感型 节能电感型 电子式(H级) 电子式(L级) 9 4.5-5.5 3.5-4 3.5-4 0.5 0.5 >0.9 >0.95 有 有 无 无 有 小 无 无 不可 不可 可 可 15－20 15－20 4－5 8－10 注：传统电感镇流器(符号“LB”)和节能型电感镇流器(符号“SELB”)、电子镇流器(符号“EB”)EB又分为H级和L级
注:摘自《绿色照明在室内照明设计中的实施》任元会
四、合理选择照明控制方式
照明灯具的控制要根据不同特点和要求区别对待，尽可能做到使用方便，又为节能创造条件。
对于化工企业装置区的照明，根据不同区域，可采取分区控制，开关装设在人员进出必经的位置。在露天场所，白天利用天然光，晚上可采用时控、光控进行人工照明；对于装置区里多层非封闭的建筑，白天利用自然光达不到要求照度，需要利用人工照明做为补充，可将补充人工照明分为多个回路，白天可开启1～2路作为补充照明。到夜间，再开启全部人工照明，既达到了照度要求，又做到了节能，一举两得。
在办公场所，一般装设有两列或多列灯具，当整个房间有均匀照度要求时，可采用灯具隔排控制的方式，所控灯列与侧窗平行；无均匀照度要求的可采用分区控制；走道、楼梯、雨蓬等其他人员短暂停留的场所，可装设声控开关进行照明控制。
五、执行照明功率密度值（LPD）,提高照明能效
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新修订的《建筑照明设计标准》中，大幅度提高了工作场所的照度水平，一方面是与国际标准接轨，另一方面也是社会发展的需要，是人民生活水平提高的一个体现。如果还采用老式的照明方法，低效光源，高能耗附件，则照明的用电量也将成倍增加，因此照明节能势在必行。
新标准提出了限制照明功率的一个评价指标－照明功率密度值（LPD）,它是单位面积上的照明安装功率，单位为瓦每平方米（W/m2）。对于石化企业，生产、工作场所类型复杂，布置也不规则，受环境气候变化的影响大，这就对照明工程设计提出了更高的要求。要在满足照度水平的条件下，设计的照明功率应限定在标准规定值以下，从而保证照明系统的能效。设计者需运用合理的方法，选用优质、高效的照明光源、灯具及附件，优化控制方案，获得好的节能效果。下面举一个例子，进一步分析LPD限值的应用，以及对照明设计节能的影响。
已知：一大开间办公室长(l)80m，宽 (w)20m ，顶高3.5m，工作面高度为0.75m，选用天花板安装荧光灯具，顶棚反射率取70％，墙面反射率取50％，地面反射率取20％，镇流器选用电子镇流器，不考虑功耗。维护系数(K)取0.8，新标准的照度要求是300lx，根据利用系数法，从下面的照度公式确定灯具的数量(N)：
E = Φx N x UF x K / S 式中E---照度要求值 Φ--- 灯具光通量（lm） UF---灯具利用系数
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S--- 房间面积
灯具利用系数的确定与房间的室形指数(RI)、反射率、灯具类型有关。表征房间的室形指数：
RI = 5h x (l + b) / l x b = 5x2.75x(80+20)/80x20 = 0.86
1） 若选用传统的T12直管荧光灯，型号2 x 40W，该光源的光通量为2200，查表得利用系数UF＝0.4 则可得 N = E x S/Φx UF x K
= 300 x 1600/2200×2×0.4×0.8 =340
根据新标准LPD对于办公区限值为11W/m2，设计中实际计算的LPD值不应超过标准规定值，计算式如下：
L P D = ∑P / S = ∑ ( PL + PB ) / S W/m2 P--- 单个光源的输入功率
PL ---单个光源的额定功率 PB ---光源配套镇流器的功耗
则选用T12荧光灯可得 LPD = 340 x2x40 / 1600 = 17 W/m2 ，远大于11 W/m2 的限值。
2）若选用新型T8 直管荧光灯，型号2 x 36W，光通量为2500，利用系数为 0.5
则可得 N = E x S/Φx UF x K
= 300 x 1600/2500×2×0.5×0.8 = 240
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LPD =240 x2x36 / 1600 = 10.8 W/m2 ，符合了限值。 可见选用新型T8直管荧光灯，光通量有了很大提高，而功率却降低了，灯具的使用数量自然减少，进一步节约了电能。同样是T8灯型，也有多种类型，对于使用不同的T8 直管荧光灯，比较得到的LPD值也不同，表4列出四种T8直管荧光灯的主要参数比较。
表4： 类型 卤粉灯管 同上 三基色灯管 同上 功率 36 36 36 18 相关色温 Ra 6200 4100 4000 4000 72 63 85 85 光通量 2500 2850 3350 1350 平均寿命 8000 8000 12000 12000 注：摘自《提高认识_实施标准_推进建筑照明节能》任元会 《建筑电气》2005年第2期 17页
由光源的光效ns＝Φ/ P 和照度公式变换可得： LPD = E / ns x UF x K x N
从以上可以看出，要降低LPD值应提高光源的光效 ，提高利用系 数UF，就是选用效率高的灯具，合理确定照度标准值。
结 论
通过前面的分析和比较，说明石化企业照明节能潜力很大，应在设计中认真考虑建筑的具体功能，严格遵守规范要求，节约能耗。在选用节能器材时，详细了解其原理、性能和效果，全面考虑后再选定，合理控制，最终达到真正节能的目的。
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参考文献表
【1】《建筑照明设计标准》（GB 50034-2004）中国建筑工业出版社 【2】《照明设计手册》（第二版）北京照明学会照明设计专业委员会 编 中国电力出版社
【3】《照明节能设计》张文才 《电气应用》2006年第1期 【4】《提高认识_实施标准_推进建筑照明节能》任元会 《建筑电气》2005年第2期
【5】《在照明工程设计中提高照明能效限制LPD值的措施》杨蓉 《电气设计技术》2008年第1期
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