1、全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽 南方高校教室照明系統(tǒng)節(jié)能減排改造方案設(shè)計說明書 學(xué) 校 華南理工大學(xué) 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程 專 業(yè) 給水排水工程 學(xué)生姓名 繩萬里 年 級 2006級 學(xué) 歷 本科生 提交日期 2010年04月 21 日 南方高校教室照明系統(tǒng)節(jié)能減排改造方案設(shè)計說明書設(shè)計者：繩萬里，帥哲，于琪指導(dǎo)教師：鄧學(xué)雄 （華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣州，510006）摘 要用節(jié)約的眼光審視南方各校園，發(fā)現(xiàn)多數(shù)大學(xué)課室日光燈的布局在使用時存在著嚴(yán)重的電能浪費情況。由于各課室內(nèi)現(xiàn)在使用的日光燈控制系統(tǒng)是以“單行控制”為單位，即一橫行的幾盞燈并聯(lián)在一起，受一個開關(guān)控制，這樣整個教

2、室的開關(guān)分別控制著課室的前部、中部、和后部。然而由于南方的地域特點，日照時間比較長，陽光相對充裕。白天或傍晚時，課室內(nèi)靠近窗的一側(cè)相對明亮，靠近走廊一側(cè)相對昏暗。大多數(shù)時間昏暗地帶需要開燈，而明亮地方不需要，但由于開關(guān)控制的為一行燈，使得靠近窗一端的燈存在著浪費。由于課室數(shù)量之大和使用時間之長，因此浪費的電能之大就不言而喻。由于各個課室的設(shè)計方式大同小異，為了研究方便，本文通過廣州大學(xué)城華南理工大學(xué)教室為例，剖析南方課室總體改進原理，使得開關(guān)以“區(qū)域控制”為單位，據(jù)光線的強度調(diào)節(jié)各個燈的開關(guān)情況，并在電路改進后，最大程度減小課室內(nèi)硬件設(shè)施和建筑的改動，以達到節(jié)約能源目的。關(guān)鍵詞 改進；節(jié)能；利

3、用率；可行性。第一章 緒 論11電力背景綜述改革開放以來，我國各行各業(yè)得到了長足的發(fā)展，綜合國力躍居世界前列。經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶動了電力工業(yè)的騰飛，電力給每個城市注入了無窮的動力和活力，帶來了無數(shù)的機遇與挑戰(zhàn)，使人們的生活越來越方便快捷，越來越多姿多彩，越來越與世界緊密結(jié)合。珠三角地區(qū)，處于改革開放前沿的時代浪尖，是廣東經(jīng)濟發(fā)展的龍頭，呈現(xiàn)工業(yè)化、城市化、信息化和國際化互動共進的良好格局，是國內(nèi)最具生機活力、經(jīng)濟增長最快的地區(qū)之一。電力供應(yīng)量一直在迅速增長，然而，電力生產(chǎn)的速度跟不上經(jīng)濟發(fā)展的快速步伐，且就全國而言，由于資源、人口分布和經(jīng)濟發(fā)達程度不同，必然造成某些地區(qū)電力的供需缺口。電力不足的

4、能源瓶頸再次引起了人們的關(guān)注。電力供求的緊張局勢依然如故。以南方典型省份廣東省為例，有著“中國經(jīng)濟發(fā)動機”之稱的廣東去年遭遇到30年來最嚴(yán)重的電荒。來自南方電網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示， 2008年廣東的最大電力缺口達950萬千瓦至1050萬千瓦，這比去年2007年623萬千瓦缺口高出近50至64。筆者掌握的廣東省保障電力供應(yīng)及安全工作方案(粵府辦200813號)顯示，2008年廣東全社會用電量達3800億千瓦時，同比增長12，由此導(dǎo)致廣東電力負荷缺口超過1000萬千瓦1200萬千瓦，全年電量缺口達到60億千瓦時以上，“全省電力供應(yīng)呈現(xiàn)全年性、全網(wǎng)性、電源性的缺電局面”。 廣東省保障電力供應(yīng)及安全工作方案還

5、顯示，“未來3年廣東省也將面臨電力供應(yīng)嚴(yán)重短缺形勢。”12研究內(nèi)容及方法：審視校園，發(fā)現(xiàn)南方院校大部分課室的日光燈的使用存在電能的嚴(yán)重浪費情況。經(jīng)觀察各課室內(nèi)的日光燈控制系統(tǒng)是以“單行控制”為單位，即一橫行的幾盞燈并聯(lián)在一起，受一個開關(guān)控制，這樣整個課室的開關(guān)分別控制著課室的前部、中部和后部。然而由于南方的地域特點，日照強度大，陽光相對充裕。白天或傍晚時，課室內(nèi)靠近窗的一側(cè)相對明亮，靠近走廊一側(cè)相對昏暗。大多數(shù)時間昏暗地帶需要燈光，而明亮地方光線足以滿足同學(xué)們看書的光照強度。但由于開關(guān)控制的為一行燈，使得靠近窗一端的燈光處于浪費中。而且這種光線現(xiàn)象存在時間較長，課室數(shù)目眾多，造成極大的浪費。由

6、于所有日光燈控制系統(tǒng)都是以“單行控制”為單位，每橫行中的所有日光燈的引線連接到一條主線路上，一個開關(guān)通過節(jié)點控制這條支路的所有負載，使得出現(xiàn)上述情況。我們要改進這種控制模式，重新分布各個負載，使得開關(guān)以“區(qū)域控制”為單位，控制課室的左部、中部、右部等部分，使得根據(jù)光線的需要來調(diào)節(jié)開關(guān)，并在電路改進后，最大程度減小課室內(nèi)硬件設(shè)施和建筑的改動，以達到節(jié)約能源目的。經(jīng)筆者調(diào)查，南方絕大部分校區(qū)的設(shè)計方案都存在著上述問題，其基本而原理大同小異，因此，筆者以自己所在的廣州華南理工大學(xué)（大學(xué)城校區(qū)）為例，展開此項研究。13研究框架論文的章節(jié)安排如下：第一章為緒論。介紹研究背景、課題研究內(nèi)容及方法、研究框架

7、。第二章為關(guān)于使用日光燈行為結(jié)果調(diào)查。本章主要對學(xué)生的日常使用教學(xué)樓日光燈行為習(xí)慣做一個客觀調(diào)查研究。并通過結(jié)果反映教室日光燈布局的整體情況和學(xué)生們的意見。第三章是改造方案的設(shè)計。通過華南理工大學(xué)教學(xué)樓為例，介紹總體原理和部分關(guān)鍵構(gòu)件，對其布局進行改造。以在AutoCAD軟件修改電路圖的截圖為說明圖紙，一步一步拆分改造電路圖。第四章是可行性分析。從各個方面對其改造的可行性進行分析。通過計算教學(xué)樓內(nèi)課室利用率和季節(jié)變化的影響，估算出一周期和幾周期節(jié)電情況和改造成本，進而估算出節(jié)電總價錢，并對研究結(jié)果進行總結(jié)。參考文獻用以說明設(shè)計理論所參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。第二章 使用日光燈行為結(jié)果調(diào)查華南理工大

8、學(xué)大學(xué)城校區(qū)教學(xué)區(qū)有5座教學(xué)樓，分別為A1-A5棟。由于A1-A3棟建筑物的構(gòu)造相同， A1棟共有五層樓，共有課室32間。A4棟有5層，A5棟有12層，多為自習(xí)用教室。所有課室現(xiàn)行的設(shè)計為所有日光燈由三個開關(guān)控制，橫向控制，分為前排、中排和后排燈。筆者在朋友和老師的指導(dǎo)下設(shè)計出一種調(diào)查問卷，來調(diào)查學(xué)生和教師對日光燈的使用習(xí)慣以及各自的看法。21調(diào)查問卷原型本問卷僅對學(xué)生的日常行為習(xí)慣做一個客觀調(diào)查，請您如實作答：一、當(dāng)您在傍晚時走進一間課室自習(xí)，當(dāng)課室只有少數(shù)人時，您通常會看到：A只有一排燈開著 B. 有兩排日光燈開著 C. 所有日光燈開著二、當(dāng)您清晨或傍晚走進課室自習(xí)，當(dāng)靠近窗戶的一側(cè)光線可

9、供看書，而課室內(nèi)側(cè)或中間很暗的時候，您會：A選擇靠窗的位置，不開燈 B. 選擇靠窗的位置，開燈 C. 選擇內(nèi)側(cè)的位置，開燈三、當(dāng)課室有少數(shù)幾位同學(xué)自習(xí)時，您習(xí)慣于：A分散坐，坐在離周圍人遠點的位置 B. 集中坐，坐在人多的位置 C. 無所謂四、課室內(nèi)控制日光燈的接觸式開關(guān)為可編程開關(guān)，您對上邊的8個按鈕的控制范圍的了解程度：A完全不清楚 B. 有一定了解，但會用錯 C. 很清楚每個的控制范圍五、您覺得現(xiàn)行的日光燈控制布局對教學(xué)時學(xué)生觀看幻燈片的影響程度：A比較方便 B. 不方便 六、您對現(xiàn)行日光燈的布局，在節(jié)約能源方面的看法：A布局不合理，存在浪費 B. 布局合理，存在浪費 七、您對現(xiàn)行日光燈

10、的布局，在使用的方便程度上的看法：A布局不合理，不方便 B. 布局合理，方便 八、您對現(xiàn)行的課室內(nèi)日光燈的布局、控制、節(jié)能等各方面有什么看法或意見。22統(tǒng)計結(jié)果及分析本次問卷的發(fā)放從9月初持續(xù)到10月中旬，分6此發(fā)放。發(fā)放對象為傍晚在教學(xué)樓的自習(xí)的同學(xué)，比較具有針對性。6次總計發(fā)出200份問卷，收回186份，有效收回率93% 。問卷統(tǒng)計結(jié)果： 表一 問卷調(diào)研結(jié)果統(tǒng)計題目A選項人數(shù)B選項人數(shù)C選項人數(shù)最高選項百分比一292513271.0%二661610455.9%三133163771.5%四119561164.0%五7511159.7%六1454178.0%七10680 56.0%結(jié)果分析：

11、從問卷結(jié)果可以對大部分學(xué)生使用日光燈的情況有所了解。結(jié)果表明，學(xué)生易于分散就坐，尤其在夏季持續(xù)較長的南方；并且由于自然光在室內(nèi)的不均勻照射，傾向使用日光燈。為了使照射面積協(xié)調(diào)，一般情況下很少在室內(nèi)只開部分日光燈，即大部分時間日光燈為全開狀態(tài)。另外對于學(xué)生對本校教學(xué)樓內(nèi)的日光燈布局，也有78%的學(xué)生覺得存在浪費，布局不合理，并給使用造成不便。對于開放性問題，大部分給的意見是希望在電能緊缺的現(xiàn)實生活中，能夠本著節(jié)約的觀念和設(shè)計的方便作出一些調(diào)整，方便同學(xué)，同時符合我們節(jié)約型社會的理念。第三章 改造方案的設(shè)計31 現(xiàn)行電路原理華南理工大學(xué)以A1-A3棟為主要教學(xué)樓，因此我們改造方案的設(shè)計以A1棟典型

12、的教室202為例，對其進行線路重組等一系列的改造。3.1.1 典型課室現(xiàn)行電路圖及原理圖一為A1-A3棟首層平面“強電”電路圖：圖一 A1-A3棟首層平面“強電”電路圖圖二為A1-A3棟二層平面“強電”電路圖：圖二 A1-A3棟二層平面“強電”電路圖圖三為典型課室202“強電” 平面電路圖：圖三 課室202“強電” 平面電路圖如圖三所示，課室202 存在五行十列的普通照明日光燈，此外還存在兩組黑板燈，共52組，即102展日光燈（黑板燈一組一展），總功率4080W。整個教室的日光燈由前后兩個相同的輕觸式開關(guān)控制，且控制原理相同。該開關(guān)為可編程控制開關(guān)，即整個教學(xué)樓為一個整體系統(tǒng)，可由智能系統(tǒng)控制

13、，每個課室總體回路數(shù)為5條，且由系統(tǒng)決定，不能改變。所有課室現(xiàn)行的設(shè)計為所有日光燈由三個按鈕控制，橫向控制，分為前排、中排和后排燈。其輸出線路連接到控制室，可以通過智能的系統(tǒng)遠程控制。3.1.2 可編程開關(guān)簡介可編程開關(guān)，即通過可編程系統(tǒng)達到自動控制的目的，是一個數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程的記憶體以存儲指令，用來執(zhí)行諸如邏輯、順序、計時、遠程控制等功能，并通過數(shù)字或模擬的輸入和輸出，以控制各種燈管的開關(guān)。如圖： ： 圖 圖四 可編程開關(guān)此開關(guān)由8個輕觸式按鈕組成，SB1SB8，按鈕應(yīng)接在可編程控制器的輸入端,中間繼電器應(yīng)接在可編程控制器的輸出端,8只按紐有8個輸入點，8只中間繼電器須8個輸

14、出點。該系統(tǒng)中的可編程控制器有16個I/O點。目前所有日光燈僅由三個觸電控制，但利用可編程特點，可以改變現(xiàn)在控制的范圍。3.1.3 存在的問題因為所有課室內(nèi)的日光燈控制系統(tǒng)是以“單行控制”為單位，即一橫行的幾盞燈并聯(lián)在一起，受一個開關(guān)控制，這樣整個課室的開關(guān)分別控制著課室的前部、中部和后部。然而由于南方的地域特點，陰雨、灰霾天氣相對較多，白天或傍晚時，課室內(nèi)靠近窗的一側(cè)相對明亮，靠近走廊一側(cè)相對昏暗。大多數(shù)時間昏暗地帶需要燈光，而明亮地方光線足以滿足同學(xué)們，但由于開關(guān)控制的為一行燈，使得靠近窗一端的燈浪費。而且這種光線現(xiàn)象存在時間較長，課室數(shù)目眾多，造成極大的浪費。同時現(xiàn)有設(shè)計黑板燈和前三行燈

15、同時被一個觸點控制，播放幻燈機時由于面積過大，難以控制部分明亮程度，使用極其不便。另外開關(guān)的8個觸點僅僅用上3個點來控制所有電路，使用不便的同時，也使部分控制按鈕存在浪費。32 改造后電路原理由于所有日光燈控制系統(tǒng)都是以“單行控制”為單位，每橫行中的所有日光燈的引線連接到一條主線路上，一個開關(guān)通過節(jié)點控制這條支路的所有負載，使得出現(xiàn)上述情況。我們要改進這種控制模式，就要重新分布各個負載，使得開關(guān)以“區(qū)域控制”為單位，使得根據(jù)光線調(diào)節(jié)開關(guān)，并在電路改進后，最大程度減小課室內(nèi)硬件設(shè)施和建筑的改動，以達到節(jié)約能源目的。 3.2.1 典型課室改造電路圖及原理最理想的控制方式是使更多的日光燈單獨被控制，

16、即增加控制線路，同時要增加一條或幾條回路（因為回路使整個線路閉合），但由于整個建筑物由可編程開關(guān)控制，如果要增加回路，必須更換整個控制系統(tǒng)，使改造整個成本大幅度增加。基于現(xiàn)狀，就要充分利用現(xiàn)存的5條回路，使整個區(qū)域劃分為5個區(qū)，同時使建筑物的改造和成本最小。筆者對此問題曾經(jīng)幾次深入請教過“廣州大學(xué)城建設(shè)部”電路的總設(shè)計者余舍高級工程師（華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院第6設(shè)計室）和建筑學(xué)院建筑鄧學(xué)熊教授以及中國南方電網(wǎng)公司，采取如下方案：基于可編程開關(guān)的運用，調(diào)節(jié)編程語言，重新分配現(xiàn)有的開關(guān)三個觸點控制的行數(shù)：第一個觸點控制黑板燈和第一、二列燈（注：列數(shù)數(shù)字在圖中最底端用紅色字體標(biāo)出）；第二個觸點控

17、制第三四五六列日光燈：第三個觸點控制七八九十列日光燈，如圖圖五：圖五 去除雜線后202課室原有控制線路，列數(shù)數(shù)字在圖中最底端標(biāo)出 從去掉雜線的電路圖中可以清楚的看到圖五中所有電路接到可編程開關(guān)中，進而進行改造，截斷三十列的線路，使三十列的線路電路分為上下兩部分，下兩行即靠近窗的部分，連接三六（綠線部分）、七十（綠線部分），如圖六。圖六 截斷部位標(biāo)記同樣對上半部分線路進行整改，去掉之前的部分連接，同時引兩條線路（黃色線路）至南半部（圖下部）新畫出的兩個區(qū)域。這個步驟的目的是引出5條回路，從而劃分出5個區(qū)域。圖七 新部位連接電路圖修改后的電路圖如圖八所示，黃色線為新引出的兩條回路，綠色為短的接線線

18、路，連接相鄰的日光燈。此為改造后的完整的電路圖。圖八 連接后新電路圖藍色的區(qū)域為新改造后的五個區(qū)域分布情況：圖九 改造后的五個區(qū)域3.2.2 改造后電路圖區(qū)域及作用改造后，新的電路被分為5個區(qū)域，分別由五個觸點控制。不妨令從左到右，從上至下分別為A、B、C、D、E區(qū)域，即A區(qū)：控制黑板燈和一二列的12組燈，方便在使用幻燈機時，調(diào)節(jié)小范圍的燈明滅。B區(qū)：控制內(nèi)側(cè)的三行燈，處于亮燈的狀態(tài)較多C區(qū)：控制外側(cè)的二行燈，傍晚或陰雨天且光線足夠的情況下可關(guān)閉D區(qū)：控制內(nèi)側(cè)的三行燈，處于亮燈的狀態(tài)較多E區(qū)：控制外側(cè)的二行燈，傍晚或陰雨天且光線足夠的情況下可關(guān)閉為了使同學(xué)們更加清楚5個區(qū)域，可以在開關(guān)旁標(biāo)注各

19、個部分的控制范圍，如“前排”“中左”“中右”“后左”“后右”。3.2.3建筑改造上述改造線路，大部分是以 “怎么樣使已形成的建筑物改動及造價最小”為出發(fā)點。因此上述對于建筑物的改造僅僅是線路的改造，省去了極為麻煩的系統(tǒng)改造。需要做的是在天花板內(nèi)切斷原來的冗繁線路，連接圖中所示的綠線路，使每個區(qū)域的日光燈彼此相連，并重新引出2條回路（黃色線路），同時把這些線路穿入已有的或新的線管中即可。第四章 可行性分析41學(xué)生行為對使用日光燈的影響教學(xué)區(qū)A1A3棟的課室可分為四種類型：型課室為130座位小課室型課室為170座位扇形課室型課室為200座位大課室型課室為226座位大課室4.1.1教學(xué)樓課室上課利用

20、率由于每一棟樓中現(xiàn)存32個課室，四種課室分布在每一層，顯示情況為A1 棟、A2棟利用率相對A3棟高一些，下面對3棟樓課室分別以四種課室的典型為代表抽樣調(diào)查，統(tǒng)計上課日5天的各個時段的利用率，“五天平均使用率”為平均每天在此時段中利用整個時間的百分比，如在8：5010：25 時間段內(nèi)，“五天平均使用率”為90%，則表示該95分鐘內(nèi)每天教室有效利用時間為95*90%=85.5分鐘，此統(tǒng)計沒有計入下課時間和黨課時間，統(tǒng)計結(jié)果如下：表二 課室上午第1,2節(jié)上課利用率統(tǒng)計 教學(xué)樓A1 棟上午第1,2節(jié)（8：5010：25）代表課室五天內(nèi)使用次數(shù)五天平均使用率代表間數(shù)課室類型A1 1025100%6A1

21、202480%4A1 2035100%5A1 3055100%6A1 306480%5A1 4025100%6由以上知，教學(xué)樓A1棟上午第1,2節(jié)（8：5010：25統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為100%，為90%，為100%，為80%。 表三 課室上午第3,4節(jié)上課利用率統(tǒng)計 教學(xué)樓A1棟 上午第3、4節(jié)（10：4012：15）代表課室五天內(nèi)使用次數(shù)五天平均使用率代表間數(shù)課室類型A1 1025100%6A1 202360%4A1 2035100%5A1 305240%6A1 3065100%5A1 402480%6由以上知，教學(xué)樓A1棟上午第3、4節(jié)（10：4012：15）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均

22、使用率為90%，為100%，為40%，為60%。表四 課室上午第5,6節(jié)上課利用率統(tǒng)計 教學(xué)樓A1棟下午第5、6節(jié)（14：0015；35）代表課室五天內(nèi)使用次數(shù)五天平均使用率代表間數(shù)課室類型A1 102480%6A1 202360%4A1 2035100%5A1 305360%6A1 306360%5A1 4025100%6由以上知，教學(xué)樓A1棟下午第5、6節(jié)（14：0015；35）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為90%，為80%，為60%，為60%。表五 課室上午第7,8節(jié)上課利用率統(tǒng)計 教學(xué)樓A1棟下午第7、8節(jié)（15：4517：20）代表課室五天內(nèi)使用次數(shù)五天平均使用率代表間數(shù)課室類型A1

23、102240%6A1 202480%4A1 2035100%5A1 305360%6A1 306480%5A1 402480%6由以上知，教學(xué)樓A1棟下午第7、8節(jié)（15：4517：20）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為60%，為90%，為60%，為80%。A2、A3棟的統(tǒng)計方法同樣如上述方法，在此并不一一羅列，A1A3棟總體統(tǒng)計結(jié)果為：所有教學(xué)樓上午第1,2節(jié)（8：5010：25）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為93.3%，為90%，為86.7%，為73.3%。所有教學(xué)樓上午第3、4節(jié)（10：4012：15）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為86.7%，為90%，為60%，為53.3%。所有教學(xué)樓下午第5

24、、6節(jié)（14：0015：35）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為86.7%，為73.3%，為53.3%，為53.3%。所有教學(xué)樓下午第7、8節(jié)（15：4517：20）統(tǒng)計結(jié)果為：五天平均使用率為53.3%，為73.3%，為46.7%，為53.3%。4.1.2晴天內(nèi)使用日關(guān)燈的時間統(tǒng)計筆者在朋友的協(xié)助下，在9月初到十月中旬，對各棟教學(xué)樓的開燈情況進行將近20次大小的統(tǒng)計，其中晴朗天氣達15次左右。此統(tǒng)計僅是對開燈情況以及學(xué)生的用燈習(xí)慣做客觀的反映：表六 晴天課室有課時每種課室開燈時百分比課室類型 時間7：508：5094.2%90.4%88.1%87.2%1、2節(jié)86.0%85.2%82.7%81.9

25、%3、4節(jié)42.5%77.3%64.2%59.5%5、6節(jié)28.0%70.9%36.0%39.7%7、8節(jié)47.8%80.6%49.2%53.6%6：007：0086.1%82.5%90.0%89.3%表七 晴天課室有課時每種課室開燈時百分比（包括無人使用時）課室類型 時間7：508：5060.8%29.4%27.7%35.4%1、2節(jié)70.4%40.2%52.4%49.1%3、4節(jié)27.6%37.6%36.2%25.5%5、6節(jié)19.2%35.9%24.5%21.4%7、8節(jié)43.8%75.0%59.5%64.2%6：007：0086.1%82.5%90.0%89.3%綜上所述：晴天一天內(nèi)平

26、均開燈率=有課率有課時開燈率+無課率無課時開燈率 ，按以上公式算出晴天一天中每種課室的使用時間：表八 晴天課室有課時每種課室開燈時百分課室類型 時間7：508：5092%84.3%80.1%73.4%上課時間 （6.8小時）49.4%73.8%52.1%51.5%6：007：0086.1%82.5%90.0%89.3%由第三章改造方法計算可得：課室型改后每小時可節(jié)省0.24kw.h 型課室改后每小時可節(jié)省0.32kw.h 型課室改后每小時可節(jié)省0.8kw.h 型課室改后每小時可節(jié)省1.6kw.h 綜上所述，上課日晴天每日節(jié)電電量如下表：表九 每種課室上課日晴天每日節(jié)電電量課室類型晴天上課日 每

27、日節(jié)電量KW.H1.2332.144.198.2代表課室數(shù)目36301812A1_A3總計KW.H44.38864.275.4298.4總計KW.H282.41【4.1.2】42客觀因素對使用日燈的影響4.2.1陰雨天等使用日關(guān)燈的時間統(tǒng)計為方便統(tǒng)計，以南方典型城市廣州為研究對象，為了得到廣州天氣的具體統(tǒng)計情況，筆者走訪了廣州市氣象局，由于氣象部門所觀測的云量十分具體，實際的光亮度無法準(zhǔn)確測量，但從已有的具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)及技術(shù)人員的經(jīng)驗可以知道整體概況。珠三角屬于陰霾多發(fā)區(qū)，據(jù)統(tǒng)計，2008年廣州灰霾天數(shù)131天，加之整年將近3040天的陰雨天，非晴天全年可達160天左右。非晴天中， 131天的灰

28、霾在一天中比較穩(wěn)定，至少有3/4的時間需要開燈，即98天；3040的陰雨天中變化較大，取1/2的變化，即有1520天需要開燈，并減去大約5天的完全或比較黑暗的天氣，月為12天左右。兩項之和約為110天。根據(jù)國標(biāo)GB 500342004，在標(biāo)準(zhǔn)的0.75m 水平面上的圖書館或教室照度照度(Luminosity)指物體被照亮的程度，采用單位面積所接受的光通量來表示，表示單位為勒克斯(Lux,lx) ，即 1m m2 。 1 勒克斯等于 1 流明(lumen,lm)的光通量均勻分布于 1m2 面積上的光照度。應(yīng)為300 lux，而陰天室外50500lux ，陰天室內(nèi)550lux ，視情況和地點而定，

29、我們假設(shè)在110天內(nèi)有2/3（極為保守估計）的天氣室中央達不到300lux,而靠窗的可以供給看書的照度，則有73天。去除周末及假日，約40天。這40天的白天時間為全負載狀態(tài)。即白天的10十小時。由上述統(tǒng)計按90%的課室開燈計算可得（每小時節(jié)省0.24kw.h，節(jié)省0.48kw.h，節(jié)省0.8kw.h，1.6kw.h）：一周期內(nèi)陰雨天氣內(nèi)節(jié)省電量（一年）為(0.24*36+0.32*30+0.8*18+1.6*12)*0.9*10*40=18663kw.h 【4.2.1】4.2.2季節(jié)以及高度角變化等因素的影響由于南方一年四季變化并不明顯，夏季居多。冬季或春季陽光強度雖然沒有夏季強，但根據(jù)太陽高

30、度角的變化，在冬季太陽高度角偏低，因此就房間采光的關(guān)系一般而言, 正午太陽高度角越大, 照射到房間面積越小, 即夏季照射面積小, 冬季照射面積大，太陽高度角變化如下圖所示。因此季節(jié)變化對改造日光燈的影響程度很小，甚至可以忽略。圖十 冬夏高度角變化照射圖43改造后一個周期（一年）內(nèi)節(jié)電成本的計算4.3.1一周期內(nèi)總計節(jié)電量按第三章改造方法可計算出：型課室為130座位小課室，改后每小時可節(jié)省0.24kw.h型課室為170座位扇形課室，改后每小時可節(jié)省0.32kw.h型課室為200座位大課室, 改后每小時可節(jié)省0.8kw.h型課室為226座位大課室, 改后每小時可節(jié)省1.6kw.h按一個周期為365

31、天，寒暑假90天，除寒暑假的周末78天，陰雨40天（其余灰霾天氣開燈情況按晴天處理），則實際晴天上課日為： 365907840=138（天）據(jù)4.1.2節(jié)的結(jié)論【4.1.2】得一周期晴天節(jié)電量： 138*282.41=38972.58kw.h由4.2.1節(jié)的結(jié)論【4.2.1】得一周期陰雨天節(jié)電量：18663kw.h 則一周期內(nèi)總計節(jié)電量： 57636. kw.h4.3.2電價由于規(guī)定學(xué)校機構(gòu)的用電為居民用電，根據(jù)南方電網(wǎng)公司的廣州最新報價為0.61元/千瓦時。4.3.3改造后一個周期（一年）內(nèi)節(jié)電成本 0.61 元/kw.h * 57636 kw.h = 35158 元44改造線路成本計算按照

32、第三章提及的方法改造，我們需要動用的地方：（1）剪斷部分日光燈的連接線路，并重新組合，即導(dǎo)線成本；（2）新線路的阻燃線管費用及人工費。則課室需要改造線路長度匯總?cè)缦拢罕硎?改造線路長度匯總課室類型課室用線長度m174.52125代表課室數(shù)36301812各課室總計m612135378300A1-A3總計m1425根據(jù)建筑電器工程工程量清單預(yù)算，算得各項費用單價如下：表十一 分部分項工程量清單完全費用單價分析法 建筑電器工程知識產(chǎn)權(quán)出版社，P221 、p246 .2005年3月。項目編碼項目名稱工程內(nèi)容完全費用單價法組成（元）費用單價（元）人工費材料費機械使用費031103001009鋼管（SC

33、20）：程式鍍鋅鋼管沿頂板、墻面或地面暗敷設(shè)電氣配管：磚、混凝土結(jié)構(gòu)暗配，鋼管公稱口徑(20mm以內(nèi)) 2366.350.088.79030212003005電器配線（ZRBV2.5）：敷設(shè)部位或線制館內(nèi)穿線管內(nèi)穿銅芯線 照明線路 ：導(dǎo)線截面2.5平方毫米內(nèi)0.250.100.011.17絕緣導(dǎo)線：截面2.5平方毫米內(nèi)0.81合計0.250.910.01根據(jù)建筑電器工程工程量清單預(yù)算，算得各項費用如下：表十二 分部分項工程量清單計價表建筑電器工程知識產(chǎn)權(quán)出版社，P203P228 2005年3月。項目編碼項目名稱計價單位工程數(shù)量金額（元）完全費用單價（元）合價031103001009鋼管（SC2

34、0）：程式鍍鋅鋼管沿頂板、墻面或地面暗敷設(shè)m1425 8.7912525.75030212003005電器配線（ZRBV2.5）：敷設(shè)部位或線制館內(nèi)穿線 m 14251.171667.25由以上各表格可知：改造項目工程費總匯：14193 元 由于更新速度所限，筆者沒有找到任何最新的資料統(tǒng)計，用2005年3月的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與現(xiàn)今相比會有所調(diào)整，但總體比較穩(wěn)定。4.5線路使用年限 日常的檢查維護對于維護照明設(shè)備的的功能及安全非常重要。如有異?？梢酝ㄟ^檢查維修延長使用壽命，但不能完全阻止機械設(shè)備的老化，絕緣設(shè)備的壽命受時間、電壓、環(huán)境溫度等左右，不能一概而論，法定使用年限是15年。4.6總節(jié)電費用 根

35、據(jù)4.3和4.4的費用計算，最終得出個周期總的節(jié)省費用： 表十三 周期內(nèi)節(jié)點費用表周期/年一周期內(nèi)兩周期內(nèi)五周期內(nèi)十周期內(nèi)十五周期內(nèi)節(jié)電總費用/元209655612316159733738751317747結(jié)語通過前文敘述和可行性分析，此類改造方法可以重新分布各個負載，使得開關(guān)以“區(qū)域控制”為單位，控制課室的前部、左中部、右左部、左后部、右后部5個區(qū)域，從而可以根據(jù)光線和使用的方便調(diào)節(jié)開關(guān)，并以最小的成本對課室內(nèi)硬件設(shè)施和建筑做了改動，達到節(jié)約能源的目的。在當(dāng)今的中國,高校數(shù)量龐大的驚人，而這種日光燈布局在其他眾多院校也存在，且數(shù)量很大。這種布局的理念的推廣，不但給使用帶來方便，同時這種一勞永

36、逸的改造，為國家節(jié)省了大量的電能。這些能源對我們現(xiàn)在能源緊缺的現(xiàn)狀可以在很大程度上給以緩解，因此作用之大不言而喻。參考文獻1 日照明協(xié)會. 照明手冊. 李農(nóng)、楊燕譯. 科學(xué)出版社.2005：52-63,108-112,169-1732室內(nèi)照明設(shè)計技巧及其科學(xué)計算方法,中國照明網(wǎng)、中國照明學(xué)會官方網(wǎng)20073室內(nèi)照明.荷JB波爾 D費舍 著， 劉南山 錢典祥 譯.輕工業(yè)出版社.1989：73-784李光耀.室內(nèi)照明設(shè)計與工程.化學(xué)工業(yè). 2007，20-345Donald A. Neamen.電子電路分析與設(shè)計清華大學(xué)出版社.2000,199-2006陳曾平.電路設(shè)計基礎(chǔ)與專用系統(tǒng)構(gòu)成. 科學(xué)出版社. 2006，38-467戴文.電路理論機械工業(yè)出版社. 20058楊居光.建筑中的固化能耗J.節(jié)能技術(shù). 2004, 22( 6) :32- 33, 389葉立誠.調(diào)研方法與調(diào)研報告.中國紡織出版社 .2002,44-4610戎安. 調(diào)查研究科學(xué)方法.中國建筑工業(yè)出版社. 2008,68-6911杜軍.李寶華.調(diào)查研究與信息工作基礎(chǔ).中國人民大學(xué)出版社 .2005，56-6112朱紅.關(guān)于太陽直射點季節(jié)移動.中學(xué)地理教學(xué)參考.2002 No. 7813潘志榮.太陽視運動路徑及物體影