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照明分组控制的分组粒度:一个开关管几盏灯决定节电率上限
智觉数科 · 智觉科技照明节能知识库:基于 50+ 落地项目的实测数据与工程经验,讲清照明分组控制的原理、做法与常见误区。
照明改造的节电率有多少,业内习惯归因到灯具光效:从传统光源换成 LED,功率降四成到六成,账很好算。但真正做过现场复核的人会发现,同一批灯具、同一套功率,最后跑出来的实际节电量能差出十几个百分点。差异不在灯上,在配电箱里——一个开关管几盏灯,决定了控制策略能落到多细的颗粒上,也决定了节电率的天花板在哪。
这篇文章谈照明分组控制,不谈灯具选型。核心是三组数字:一个开关所控的光源数、每个房间最少的控制组数、断电重启后系统回到哪个状态。三者都写在现行标准里,但多数改造图纸只对上了第一条的一半。
一、结论先行:节电率的上半场在灯具,下半场在分组
先看一条走廊的账。我们按同一场所、同一时段做三级推演,灯数与日间占空比为示例假设,电价为业主实际电价,不做市场推断。
| 状态 | 单灯输入功率 | 日耗电量 | 年耗电量 | 相对基准 |
|---|---|---|---|---|
| 基准:36 W 传统光源(含镇流器按 40 W 计),30 盏常亮 24 h | 40 W | 28.8 kWh | 10512 kWh | 100% |
| 第一步:换 18 W LED,分组与开关方式不变 | 18 W | 12.96 kWh | 4730 kWh | 45% |
| 第二步:在 LED 基础上按 6 盏一组分 5 组,夜间 12 h 平均点亮占空比 30% | 18 W | 8.42 kWh | 3075 kWh | 29.3% |
三年数据的读法:换灯拿下约 78% 的总节电量,照明分组控制再拿下约 22%。这个比例在走廊这类全天候场所接近上限——但如果把场所换成地下车库,结论会变。同样口径下,100 盏车位灯若全天平均占空比降到 35%,换灯贡献约六成、分组贡献约四成。这是我们的推演:占空比越低、空间越大、使用越不均匀,分组在总节电量里的权重越高。
也就是说,只换灯不改分组,在车库、大开间办公、展厅这类场所,等于把三到四成的节电量留在了桌上。
二、强制性规范把「分区、分组」写成了验收条款
分组不是设计偏好,而是强制性工程建设规范的条文。现行《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021 第 3.3.8 条规定:建筑的走廊、楼梯间、门厅、电梯厅及停车库照明应能够根据照明需求进行节能控制;大型公共建筑的公用照明区域应采取分区、分组及调节照度的节能控制措施。
条文说明给出了两点关键判据。一是路径:上述场所无人主动关注照明的开与关,可采用就地感应控制,包括红外、雷达、声波等探测器的自动控制装置,通过自动开关或调光实现节能控制;也可采用集中控制或智能控制系统。二是例外:医院病房楼、中小学校及其宿舍、幼儿园、老年公寓、旅馆等场所,因病人、儿童、老年人等人员在灯光明暗转换期间易发生踏空等安全事故,不宜采用就地感应控制——这类场所的分组必须走集中控制或智能控制路线。
大型公共建筑的界定沿用建质〔2007〕1 号文的表述,一般指单栋建筑面积 20000 平方米以上的办公、商业、旅游、科教文卫、通信及交通运输用房。这条界定决定了哪些项目必须做分区分组,而不是「宜」。
设计与验收层面,配套的设计标准给出更细的分组方法。《建筑照明设计标准》GB/T 50034-2024 自 2024 年 8 月 1 日起实施,同时废止 GB 50034-2013,其第 7.3 节对照明控制作了系统规定。
| 条款 | 适用对象 | 对分组的要求 |
|---|---|---|
| GB/T 50034-2024 7.3.1 | 公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等共用场所 | 宜按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施 |
| GB/T 50034-2024 7.3.2 | 建筑物公共场所 | 宜采用集中控制,并按需采取调光或降低照度的措施 |
| GB/T 50034-2024 7.3.5 | 除只设单个灯具的房间外 | 每个房间灯具的控制分组不宜少于 2 组 |
| GB/T 50034-2024 7.3.6 | 房间或场所装设 2 列或多列灯具 | 生产场所按车间、工段或工序分组;可分隔场所按每个可分隔场所分组;多媒体教室、会议厅、多功能厅、报告厅按靠近或远离讲台分组;其余场所所控灯列宜与侧窗平行 |
| GB/T 50034-2024 7.3.7 第 6 款 | 营业大厅、仓储、展厅、超市等大面积单一功能室内空间 | 宜采用分区或群组控制 |
| GB/T 50034-2024 7.3.7 第 7 款 | 高档办公室、高档酒店、精品商店等节能舒适要求高的空间 | 宜采用单灯或分组控制 |
| GB/T 50034-2024 7.3.8 第 6 款 | 大型公共建筑的智能照明控制系统 | 系统断电重新启动时,应恢复为断电前的场景或默认场景 |
| GB/T 50034-2024 7.3.9 第 5 款 | 采用定时控制的场所 | 系统应具有优先级设置功能,以便在非预定时段灵活使用 |
三、分组粒度的硬数字:一个开关管几盏灯
国标给方法,地方标准给数字。北京、重庆、云南、海南等地的公共建筑节能设计标准,在照明控制条款中反复出现同一句硬约束:除单一灯具的房间外,每个房间的灯具控制开关不宜少于 2 个,且每个开关所控的光源数不宜多于 6 盏。重庆的标准还额外加了一句:具有天然采光的场所,靠采光侧的灯具宜自成控制回路。
这两句话合起来就是分组粒度的两个坐标轴:横向沿采光与功能分区切开,纵向把每组压到 6 盏以内。反推一下就能看出存量项目的差距——一层走廊 36 盏灯具,按 6 盏一组应至少 6 个控制组;如果改造沿用原有 2 个回路,每组 18 盏,是条款上限的 3 倍。这种配置下,无论后期上多少策略,可控的最小单元就是半个走廊,感应探测也只能整片开关。
| 分组粒度 | 典型做法 | 可控最小单元 | 能支撑的策略 |
|---|---|---|---|
| 回路级(存量常见) | 沿用原配电箱出线回路,仅在箱内加断路器或接触器 | 半个楼层、整段走廊 | 手动开关、整片定时 |
| 组级(合规线) | 二次回路改造,按功能分区与采光侧切分,每组不超过 6 盏 | 3~6 盏,约 20~50 平方米 | 分区定时、就地感应、分场景降照度 |
| 单灯级 | 每灯配控制器并接入网关,策略集中在平台侧下发 | 单盏 | 恒照度、按需调光、逐灯策略与运行台账 |
把照明分组控制当成一件「电气施工活」是常见误解。它同时是控制系统的物理分辨率:分组粗,策略再聪明也只能整片开关;分组细,同一套策略的节能效果才会释放出来。这是我们的判断,也是我们在方案评审里最先看系统图的原因。
四、三种实现路径的代价差在哪
分组改造的成本不在开关,而在三件事:停电窗口、桥架与回路容量、驱动兼容性。
| 维度 | 回路级微调 | 二次回路改造 | 单灯控制器方案 |
|---|---|---|---|
| 投资强度 | 最低,主要在配电箱内 | 中等,含线缆、桥架、模块与人工 | 最高,含控制器、网关与平台侧 |
| 施工影响 | 短时停电即可 | 需按回路分批停电,桥架容量要复核 | 逐灯作业,可结合换灯同步完成 |
| 节电上限 | 受原回路划分限制 | 可达条款要求的分区与 6 盏粒度 | 可达单灯粒度,支持按需连续调节 |
| 后续可扩展性 | 低,策略改动需重新布线 | 中,需现场改接线 | 高,策略在平台侧迭代,可出运行报表 |
| 运维要求 | 低 | 低到中 | 需有人看告警、定期核对离线设备 |
选择依据不是「越细越好」,而是场所的使用不均匀程度。走廊、楼梯间、车库这类人流稀疏且分布不均的场所,组级分组已经能拿到大部分收益;多功能厅、展厅、高档办公这类需要频繁切换场景的空间,单灯粒度的边际价值才显出来。
五、四处最容易漏掉的分组失效
公开的施工图审查问题解析里,照明控制被判不符合规范的情形高度重复。以下四种形态,在改造项目的原状图纸里几乎都能找到对应。
一、整层一段控制。公共走道照明采用设于强电井内的照明配电箱出线回路断路器集中控制。这种配置既不方便人员操作,也无法实现分区、分组降低照度的措施,直接不满足 GB 55015-2021 第 3.3.8 条。改造时如果只换灯具、把这条原状保留下来,等于把不合规状态延续到新系统里。
二、灯列与侧窗垂直。7.3.6 要求除特定场所外,所控灯列宜与侧窗平行。灯列垂直于窗时,靠窗那一排灯具与内侧灯具绑在同一组,白天无法单独关掉靠窗的灯,天然采光就白给了。
三、车库按回路常亮。7.3.7 第 1 款明确地下车库宜按使用需求自动调节照度。存量车库常见做法是车位灯分若干回路,但全天 24 小时通电,回路划分得再细也没有意义——分组只是必要条件,策略才是执行环节。
四、断电后不认场景、定时没有优先级。7.3.8 第 6 款要求系统断电重新启动时应恢复为断电前的场景或默认场景;7.3.9 第 5 款要求定时控制系统具有优先级设置功能,以便在非预定时段灵活使用。这两条在现场验收时最容易被跳过:一次临时停电后灯具全亮或全灭,物业第二天就把自动策略关掉了——系统从此回到手动状态,节能量随之消失。
六、分组的体验底线:不能为了切细牺牲使用
分组切得越细,越要守住三条底线。
第一是场所适配。前文已述,医院病房楼、中小学校及其宿舍、幼儿园、老年公寓、旅馆等场所在灯光明暗转换期间易发生踏空等安全事故,不宜采用就地感应控制,应改用集中控制或智能控制系统。改造方案里把这类场所一并做成就地感应,是审核阶段最常被退回的设计。
第二是响应速度。7.3.9 第 2 款规定,采用场景控制的会议室或会客空间,场景切换的系统响应时间应小于 1 秒。切换迟滞在现场会被直接感知为「系统不好用」,进而被手动干预。
第三是照度维持。7.3.9 第 6 款要求恒照度控制应采用光电传感器等设备监测光源性能或场所照度水平。仅靠出厂光通量推算而不看实际照度,运行一两年后光衰与积尘叠加,恒照度就变成了恒定功率。
我们的实践经验是:探测方式要与安装高度匹配。走廊、卫生间等高差小、停留短的场所,红外与声波探测的组合成本低、误触发可控;车库行车道与车位这类有车辆遮挡与金属反射的环境,雷达类探测的稳定性更好。这不是标准条文,是现场判断,最终应以实测的误触发率与漏触发率来定。
七、验收怎么查分组:四张单子
分组是否做到位,纸面上查得出来。建议业主在验收资料里固定要这四份东西。
| 资料 | 查什么 | 不合格的典型形态 |
|---|---|---|
| 照明配电箱系统图 | 控制回路数是否与功能分区、采光侧划分一一对应;每组所控灯具数是否在 6 盏以内 | 整层 2 个回路、单回路控 18 盏以上;靠窗灯具与内侧同组 |
| 控制点位表 | 分组编号 × 场所 × 控制策略 × 生效时段,四列齐全且能与图纸对应 | 只有回路编号,没有策略与时段;策略描述为「智能控制」 |
| 断电恢复测试记录 | 模拟断电再上电,系统是否恢复断电前场景或默认场景 | 无测试记录,或上电后全亮、需人工重设 |
| 定时策略与优先级配置截图 | 非预定时段能否临时接管,接管结束后是否自动回归 | 只有一套固定时间表,临时使用需改动配置 |
这四份资料的价值在于:它们是节能量能否持续的依据。合同能源管理项目的节电率按年结算,如果分组与策略在半年后被人为关停,结算数据会先掉下来,届时再定位原因,成本远高于验收时多要一张点位表。
八、合同能源管理口径下,分组的投资与节电量怎么分账
分组改造会抬高单次投资,也带来额外的节电量,两者都必须在合同里说清归属。
投资侧,二次回路改造与控制器属于节能改造投入,应计入项目投资总额,并按合同约定的分享期分摊;存量配电箱若因回路增加需要扩容,这部分属于前提条件改造,建议在技术方案中单列,避免结算时被认定为「超出范围的追加」。
节电量侧,我们建议把节电量拆成三段归因:换灯带来的功率下降、分组带来的可控范围扩大、策略带来的运行时长压减。三段分别对应不同的持续风险——换灯的收益是刚性的,分组的收益依赖回路不被私自改接,策略的收益依赖运维人是否持续维护配置。分账的意义不在多算钱,而在于把可核查的责任钉在具体环节上。这是我们的判断,具体比例需按项目实测基线与合同条款协商。
需要提醒的是,节能量核算本身有成熟的方法体系,改造前后要用同一口径的计量边界与统计时段。若用改造前的月度账单直接对比改造后的月度账单,季节温差与使用强度变化会污染结论,把分组的功劳算到灯具头上,或反过来。
九、总结与建议
把上面几节压成四句话:第一,照明分组控制是节能量的物理分辨率,分组粗则策略失效,节电率封顶;第二,GB 55015-2021 第 3.3.8 条已把大型公共建筑公用照明区域的分区分组写成强制要求,走廊、楼梯间、门厅、电梯厅与停车库的节能控制不是选项;第三,地方标准把粒度压到每个开关所控光源不宜多于 6 盏,并对靠采光侧的灯具要求自成控制回路,这是可核查的验收线;第四,断电恢复与定时优先级这两条最容易被忽略,却直接决定系统上线三个月后是否还在自动运行。
给业主的三条落地建议:改造前先调原配电箱系统图,数清每条回路带几盏灯,回路上限决定改造形态;把「控制点位表」写进采购需求,而不是只在竣工资料里补;在合同里约定分组与策略的年度复核义务,让节能量有制度兜底。
如果您正在准备照明改造的技术方案或合同能源管理招标,需要把分组粒度、控制策略与节能量的归因口径一并落到图纸与合同条款上,欢迎与我们联系。智觉科技照明节能研究院可提供从现场核对、分组方案设计到运行数据复核的支持,承担方案集成、技术支持与获客拓展;照明产品与规模化供应由合作方三雄极光承担。更多改造流程与验收要点,可参阅 照明改造全流程、公共建筑照明改造 与 智慧照明与物联网控制 三个专题页;若项目拟采用合同能源管理模式,可先看 合同能源管理(EMC) 的边界说明。