LED灯在建筑工程中的应用

LED灯在工地临时工程中的应用随着LED照明技术的不断发展，LED照明市场前景范围广泛，应用领域广阔，在住宅照明、办公室照明、交通信号灯，汽车照明、等方面都有应用，作为一项突破性的照明技术，LED的好处不容小觑。而作为建筑工地的临时办公室、工人宿舍等都发挥着无可替代的作用。一、现有工人宿舍采用的临时照明的现状由于工人宿舍对于照度的要求并不高，一般要求工人宿舍的照明按住宅建筑照明的照度标准值为50lx。现有的工人宿舍照明一般利用交流36V变压器为集中电源 的交流低压供电， 采用36V60W36V100W白炽灯灯泡照明，耗能较高，并且电流大，布线时要求电线、电缆直径大，安装时一次性投资大，照明日常的运行电费相当高；另外，为解决工人宿舍内工人的手机充电的问题，还得设一间专用的充电间，并设专人看管，同时额外增加一个工人的工资开支。同时由于采用交流36V低压照明耗能较高，并且电流大，配电箱内的电气元件宜损坏，给日常的管理带来困难。以上的问题，都直接或间接地与照明灯具的选择有较大的关系，如何选择照明灯具，避免上述问题，在满足工人宿舍照明的基础上降低能耗，是一个重要的课题。二、LED灯的优点建筑照明设计标准（GB 50034-2013）里首次提出LED照明，在6.2.7条中明确提出，旅馆、居住建筑及其他公共建筑的走廊、楼梯间、厕所灯场所宜选用自动控制的感应式发光二极管灯，即采用LED光源。同样也适用于建筑工地临时照明，因为LED灯是直流低压光源，直流1.56V就能驱动照明，更安全，更可靠。LED是一种将电能直接转化为可见光的固态半导体器件，LED灯具是目前世界上重点推广的节能灯具。作为一种照明光源，LED光源有以下的优点。1）LED光源发光效率高，可达到100 lm/W200 lm/W，而且发光的单色性好、光谱窄、无需过滤并且可直接发出有色可见光。而白炽灯的发光效率为11 lm/W15 lm/W，日光灯的发光效率为40 lm/W 60 lm/W。2）LED光源耗电量少，LED单管功率0.03W0.06W，采用直流驱动，单管驱动电压1.5V6V。电流15 mA18mA，反映速度快，可在高频操作，用在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的1/100、日光灯的1/4。3）LED光源使用寿命长，目前品质较好的LED灯具质保寿命约50000h，白炽灯的寿命只有1000h，日光灯灯的寿命大于8000h。4）LED光源具有安全可靠性强、发热量低、无热辐射性、冷光源、可以安全触摸、能精确控制光型及发光角度、光色柔和、无眩光、不含汞和钠元素等可能危害健康物质的优点。LED光源与常用荧光灯光源基本参数比较，LED灯具的绝大多数技术参数都明显优于普通的荧光灯，结合上述优点，LED光源能耗低、光效高、寿命长、可靠性高，各项技术参数优于传统荧光灯，在照明领域前景光明。三、实例对比分析本文以某实际建筑工地临设为例，需要在现场建设（如下图）三栋二层，每层15间的临时工人宿舍的照明为例，对采用直流12V供电的LED灯具照明与传统交流供电的36V100W白炽灯照明进行了对比分析，采用直流12V给工人宿舍内供电比交流36V给工人宿舍内供电更安全（小汽车内是采用直流12V电源供电的），并且更节能、费用更低，同时也不用单独设充电间和专人看管，就会很好的解决了工人给手机充电的问题，详细的设计方案、计算、分析如下：工 人 临 时 宿 舍 楼3.1 LED灯照明与传统交流36V照明的设计方案对比3.1.1 主要材料与灯具的选用：1）LED灯照明的材料与灯具的选用1、选用7W LED灯泡或LED灯带照明。因LED灯的发光照度是白炽灯的1015倍。2、选用直流12V 30A 360W的LED灯专用的直流电源（如下图），安装在电源控制箱中集中供电。电源控制箱距离工人宿舍楼越近越好，线路的电压损失越小，电源控制箱应安装在工人宿舍楼中间或两端，分四路或两路供电输出。因每栋楼二层，每层15间，每间一盏12V 7W LED灯，总用电功率为 7*15*2/75=280W,再考虑不定时的工人手机充电。故选用12V 30A 360W的直流电源做每栋工人宿舍楼的集中电源。直 流 LED 灯 专 用 的 直 流 电 源（根据现场情况选用相应的功率）3、选用BV2.5mm或BV4 mm的绝缘铜线穿电线管敷设。因每栋工人宿舍线路的总最大电流30A，分四路或两路供电，故选用BV2.5mm或BV4 mm的绝缘铜线。4、选用直流输入624V，输出直流5V的USB充电模块或车载USB充电器（如图）为工人的手机充电。多输出口直流5V的USB充电模块 多输出口车载USB充电器2）传统交流36V照明的材料与灯具的选用1、选用36V100W的白炽灯泡照明。2、选用交流36V 5000VA的行灯变压器（如下图）作为交流36V照明的集中电源，安装在电源控制箱内，电源控制箱距离工人宿舍楼越近越好，线路的电压损失越小，电源控制箱应安装在工人宿舍楼中间或两端，分四路或两路供电输出。因每栋楼二层，每层15间，每间一盏36V 100W的白炽灯，总用电功率为 100*15*2/75=4000W。故选用36V 5000VA的行灯变压器做每栋工人宿舍楼的集中电源。交流36V行灯变压器 插座箱内插座 明装插座箱3、选用BV6mm或BV16 mm的绝缘铜线穿电线管敷设。因每栋工人宿舍线路的总最大电流4000/36112A，分四路或两路供电，故选用BV6mm或BV16 mm的绝缘铜线。4、选用专用的带漏电保护器的插座箱（如上图），并安装在一间专用的房间，且有专人看管的情况下为工人的手机充电。3.1.2 照明设计：1）、每栋临时工人宿舍楼，设一台照明控制箱，箱内配置空气开关、漏电开关、12V 30A 360W的LED灯专用的直流电源各一台，为工人宿舍照明提供直流12V电源，共3台 。而传统的控制箱内采用交流36V 5000VA的行灯变压器，为工人宿舍照明提供交流36V电源，共3台 。2)、每间工人宿舍内设一盏7W LED灯泡或LED灯带照明和一只开关，共90盏，90只开关。而传统的采用每间一盏36V 100W的白炽灯照明和一只开关，共90盏，90只开关。3)、每间工人宿舍内设2处直流输入612V，输出多接口直流5V的USB充电模块或车载USB充电器，共180处。而传统的每栋楼设专用的房间安装10台专用的带漏电保护器的插座箱（如上图），并且有专人看管的情况下为工人的手机充电。4)、设定条件：灯具平均工作时间5h/d，电费1.0元/(kWh),为了便于计算,工程建设周期为2年。以下与现有交流36V供电计算对比。5)、采用直流12V集中供电的LED灯照明原理如下图3.2一次性投入的固定成本费用对比计算分析3.2.1 传统采用交流36V 100W的白炽灯方案 1） 36V行灯变压器每台1200元左右，共三台，合计 3600元 2） BV6mm或BV16 mm的绝缘铜线大概300米 ， BV6mm绝缘铜线每米3.5元，共计 300*3.5*3=3150元。 3）交流36V 100W的白炽灯每间一盏灯，每盏1元，共计1*15*2*3=90元。 4）为工人的手机充电的插座箱每栋工人宿舍楼10台，每台350元，共计350*10*3=10500元合计大概设备投入费用为 3600+3150+90+10500=17340元3.2.2 采用LED灯（7W）照明方案1）12V 30A 360W LED灯专用的直流电源每台110元左右，共三台，合计330元2）BV2.5mm或BV4 mm的绝缘铜线大概300米，BV2.5mm绝缘铜线每米1.5元，共计 300*1.5*3=1350元3）直流12V 7W LED灯泡每间一盏灯，每盏11元，共计11*15*2*3=990元。4）每间工人宿舍内设2处直流输入612V，输出直流5V的USB充电模块或车载USB充电器，共180处。每只5V的USB充电模块或车载USB充电器，大概25元，共计 180*35=6300元。合计大概设备投入费用为 330+1350+990+6300=8970元3.3日常使用过程中消费成本费用对比计算分析3.3.1 传统采用交流36V 100W的白炽灯方案每天耗电量：100901 0005=45kW两年电费：4536521 =32850元一名工人看管充电间两年的费用：4500122=元工人的手机充电的费用暂时不计（工人的手机充电的费用基本是固定的）两年工程完成后工人宿舍照明总费用32850元元=元3.3.2 采用LED灯（7W）照明方案每天耗电量：79010005=3.15 kW两年电费：3.1536521=2299.5元不需要设充电间，也不需要专业人员看管，只是在每间工人宿舍内设2处直流5V USB充电器。工人的手机充电的费用暂时不计（工人的手机充电的费用基本是固定的）两年工程完成后工人宿舍照明总费用 2299.5元3.4其他费用 在工人宿舍的电气照明的安装过程中还涉及到其他的费用，比如工人的安装费，电线管、辅助材料的费用等费用。采用直流12V LED灯照明还是采用交流36V 白炽灯照明上述这些其他费用都基本相同。施工工序、施工方法施工质量等要求都基本相同。四、分析小结由此可见，在建筑工地内工人临时宿舍楼的照明采用自感应式直流12V供电的LED灯照明，灯光布局及照度更加科学合理，一次性投入的固定成本费用和日常使用过程中消费成本费用都大大的节省，并且为工人手机充电完全可以利用此直流12V安装5V USB模块或车载USB充电器。采用直流12V在工人宿舍内布线比采用交流36V在工人宿舍内布线电压更低、电流更小、更安全，更可靠