CBECS 2012: тенденции освещения в коммерческих зданиях

  1. Энергия, потребляемая освещением
  2. Программы и политики, которые влияют на освещение
  3. Освещение и основная строительная деятельность
  4. Освещение коммерческого здания по типу лампы
  5. Стандартный флуоресцентный
  6. Компактный флуоресцентный
  7. раскаленный
  8. Высокоинтенсивный разряд
  9. галоген
  10. Светоизлучающий диод
  11. Освещение по размеру здания
  12. Долгосрочные тенденции освещения в коммерческих зданиях
  13. Управление освещением и стратегии управления

CBECS - единственное национальное исследование, в котором приводятся оценки количества коммерческих зданий, общей площади в этих зданиях и освещенной площади. Респонденты идентифицируют типы ламп, используемых в их здании, а затем сообщают о доле освещенной площади, покрытой каждым типом ламп.

Запас коммерческих зданий составляет 87,093 миллиона квадратных футов, из которых 83,569 миллиона квадратных футов (96%) приходится на здания, в которых используется освещение, из которых 68,729 миллиона квадратных футов этой площади освещено (82%). Некоторые помещения могут освещаться более чем одним типом освещения, например, в офисе, в котором используется стандартное потолочное флуоресцентное освещение с дополнительными лампами накаливания (Рисунок 1).

Чуть менее 10% коммерческих зданий не имеют освещения. Здания, которые обычно не используют никакого освещения, - это пустующие здания, склады и здания для хранения транспортных средств.2

Общая площадь, освещаемая каждым из шести типов освещения, показана в крайнем правом столбце таблицы 2 и является ценной метрикой для измерения освещения в зданиях по типу ламп. Эта мера показана в этом отчете, но не сводные таблицы данных от CBECS.


Таблица 2. Измерения освещения по типу освещения, 2012 г.

Здания (тысяч) Общая площадь1 (миллион квадратных футов) Общая освещенная площадь2 (миллион квадратных футов) Общая площадь помещений, освещаемая каждым типом освещения (миллион квадратных футов) Все здания 5 557 87 093 68 729 NA Здания с освещением 5 025 83 569 68 729 NA Типы осветительного оборудования (более может применяться) Стандартный флуоресцентный свет 4,649 80,081 66,088 53,490 Компактный флуоресцентный свет 2,302 53,816 45,420 9,113 Лампа накаливания 1,826 38,406 32,035 4,071 Высокоинтенсивный разряд (HID) 525 23,396 20,039 3,527 Галоген 905 28,059 23,727 2,973 LED 473 22,071 18,934 1,957 Другие 1 447 1 957 Прочее 10 44 относится ко всей площади в освещенных зданиях, включая площадь, которая не была освещена.
2 Освещенная площадь пола относится только к той части площади в этих зданиях, которая, как сообщалось, была освещена.
Q = данные удерживаются либо потому, что относительная стандартная ошибка (RSE) была больше 50%, либо потому что было взято менее 20 зданий.
Источник: Управление энергетической информации США, Исследование энергопотребления коммерческих зданий 2012 года.

Стандартное флуоресцентное освещение является наиболее распространенным типом освещения: 93% коммерческих зданий, в которых используется освещение (освещенные здания), используют стандартное флуоресцентное освещение, а 78% освещаемой площади освещается стандартными флуоресцентными лампами. Компактный флуоресцентный свет (CFL) стал вторым наиболее распространенным типом освещения, обеспечивающим освещение до 13% всего освещаемого пространства в коммерческих зданиях. КЛЛ чаще всего заменяют лампы накаливания, тип освещения, который уменьшился в использовании с 2003 года. Остальные типы освещения - лампы накаливания, высокоинтенсивный разряд, галогеновые и светодиоды (LED) - каждый свет освещает менее 10% освещенной площади пола. во всех коммерческих зданиях (рисунок 2).

CBECS - единственное национальное исследование, в котором приводятся оценки количества коммерческих зданий, общей площади в этих зданиях и освещенной площади

Энергия, потребляемая освещением

Хотя на освещение по-прежнему приходится значительная доля общей энергии, потребляемой коммерческими зданиями, количество энергии, используемой для освещения, существенно уменьшилось с принятием более эффективных технологий освещения, которые становятся все более экономичными. В 2012 году на освещение было затрачено 10% всей энергии, потребляемой коммерческими зданиями, по сравнению с 21% в 2003 году (Рисунок 3).

В 2012 году на освещение было затрачено 10% всей энергии, потребляемой коммерческими зданиями, по сравнению с 21% в 2003 году (Рисунок 3)

При рассмотрении только использования электроэнергии в коммерческих зданиях на освещение приходилось 17% потребления электроэнергии в коммерческих зданиях в 2012 году (Рисунок 4), по сравнению с 38% в 2003 году. Однако освещение остается одним из крупнейших конечных потребителей электроэнергии, уступая только широкая категория других конечных потребителей электроэнергии. Другая категория использования электроэнергии включает разные электрические нагрузки (MEL), технологическое оборудование, двигатели и воздушные компрессоры.

Другая категория использования электроэнергии включает разные электрические нагрузки (MEL), технологическое оборудование, двигатели и воздушные компрессоры

Программы и политики, которые влияют на освещение

Повышение эффективности освещения было в центре внимания многих программ, проводимых как государственными органами, так и электроэнергетическими компаниями. На федеральном уровне между CBECS 2003 и 2012 годов были приняты два основных законодательных акта: Закон об энергетической политике 2005 года (EPAct 2005) и Закон об энергетической независимости и безопасности (EISA) 2007 года.

EPAct 2005 установил более строгие стандарты производительности для некоторых типов освещения, распространенных в коммерческих зданиях. Он также создал временный налоговый кредит для энергоэффективных коммерческих зданий, что дало владельцам зданий стимул инвестировать в новые типы освещения.

EISA повысил минимальные стандарты эффективности для более широкого спектра типов ламп. Эти стандарты требовали, чтобы с 2012 года новые лампы были примерно на 25% более эффективными. Лампы накаливания не могли соответствовать этим повышенным стандартам, но это сделали другие типы ламп. EISA снова повышает стандарты эффективности в 2020 году, устанавливая порог, который, как ожидается, не смогут удовлетворить ни лампы накаливания, ни галогенные лампы, что может способствовать переходу на стандартные люминесцентные лампы, лампы CFL и особенно светодиодные лампы. Обновления строительных норм и правил на национальном, государственном и местном уровнях также способствовали повышению эффективности освещения. Будущие сборы данных CBECS будут собирать информацию об освещении, установленном в соответствии с новыми стандартами, но изменение в распределении типов освещения с 2003 года предполагает, что эта политика привела к снижению спроса на освещение в коммерческих помещениях здания.

Действуя отдельно от стандартов, федеральная программа ENERGY STAR сертифицирует эффективность лампочек (и других продуктов) и предоставляет клиентам информацию о производительности. ENERGY STAR также работает со спонсорами (часто коммунальными и государственными учреждениями) программ по энергоэффективности. Эти программы могут включать бесплатные или субсидируемые высокоэффективные лампы, обучение по вопросам энергоэффективности, сравнительные данные и другие услуги, предназначенные для повышения эффективности освещения коммерческих зданий. По сравнению с альтернативными инвестициями в энергоэффективность, такими как модернизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) или замена изоляции, освещение - это простое, доступное и доступное изменение, которое операторы зданий могут сделать, чтобы сократить расходы на электроэнергию. Поэтому программы энергоэффективности призваны стимулировать переход к более эффективным формам освещения, таким как флуоресцентные и светодиодные лампы.

Освещение и основная строительная деятельность

Различные виды деятельности требуют различного количества света в здании. Среднее количество освещенных площадей во всех зданиях составляет 79%, но в трех типах зданий освещенность составляет не менее 90% площадей - продажа продуктов питания, здравоохранение и образование (Рисунок 5). Вакантные, складские и складские помещения, а также здания религиозного культа освещают свои площади меньше, чем другие коммерческие здания.

Вакантные, складские и складские помещения, а также здания религиозного культа освещают свои площади меньше, чем другие коммерческие здания

Освещение коммерческого здания по типу лампы

На следующих шести диаграммах показаны доли площадей, освещаемых лампами каждого типа для основных строительных работ. На каждой диаграмме строительная деятельность упорядочена от тех, которые имеют наиболее освещенную площадь по типу лампочки, к тем, которые имеют наименьшее количество, как определено CBECS 2012 года. Там, где изменения между 2003 и 2012 годами были признаны статистически значимыми, они отмечены в каждом разделе.

Стандартный флуоресцентный

Стандартные люминесцентные лампы обеспечивают свет для большинства освещенных площадей во всех зданиях (рис. 6). Хотя этот тип освещения распространен в коммерческих зданиях на протяжении десятилетий, технология продолжает развиваться. Трубки для стандартных флуоресцентных ламп становятся все более узкими в диаметре, переходя от ламп T-12 к T-8 и T-5, что означает, что они могут быть изготовлены из материалов более высокого качества, что приводит к более эффективной лампе. Балласты для стандартных люминесцентных ламп, компоненты, которые регулируют поток электроэнергии к лампам, также улучшились. Электронные балласты уменьшают мерцание и шум и являются более энергоэффективными, чем старые магнитные балласты. Учитывая преобладание стандартных люминесцентных ламп в коммерческих зданиях, эти улучшения в эффективности, вероятно, в значительной степени способствовали резкому сокращению энергии, используемой для освещения в коммерческих зданиях, которое наблюдалось в период с 2003 по 2012 годы.

  • В 2012 году стандартные люминесцентные лампы освещали 78% всей освещенной площади. Этот уровень статистически не отличается от 74% в 2003 году.
  • Люминесцентные лампы освещают 80% или более освещенных площадей для семи типов зданий: образование, продажа продуктов питания, другое, здравоохранение, офис, общественный порядок и безопасность, а также обслуживание.
  • Ни один из 14 рассмотренных здесь типов зданий не имел статистически значимых различий между 2003 и 2012 годами в отношении доли площадей, освещаемых стандартными люминесцентными лампами.

Компактный флуоресцентный

Доля освещенных площадей, освещаемых компактным флуоресцентным освещением, увеличилась на пять процентных пунктов в период с 2003 по 2012 год (Рисунок 7).

  • Жилье продолжает оставаться самым интенсивным потребителем компактных люминесцентных ламп: 42% освещенной площади, освещаемой этим типом, почти вдвое превышает эту долю (22%) в 2003 году.
  • На более чем 10% освещенных площадей используются лампы КЛЛ в семи других основных категориях строительной деятельности - общественное питание, религиозные обряды, общественный порядок и безопасность, общественные собрания, розничная торговля (кроме торговых центров), здравоохранение и офис.
  • В период с 2003 по 2012 год в семи дополнительных типах зданий наблюдалось статистически значимое увеличение доли освещенных площадей, освещаемых КЛЛ: питание, религиозное богослужение, общественный порядок и безопасность, общественные собрания, офис, обслуживание и образование.

раскаленный

Более высокие государственные стандарты эффективности освещения снизили доступность сравнительно энергоемких ламп накаливания. В 2003 году 11% освещенной площади в коммерческих зданиях было освещено лампами накаливания; к 2012 году только 6% освещенных площадей использовали лампы (Рисунок 8).

  • По состоянию на 2012 год лампы накаливания освещают 20% или менее от освещенной площади во всех категориях строительной деятельности.
  • В период с 2003 по 2012 год наблюдалось статистически значимое снижение доли освещенных площадей с использованием ламп накаливания в семи категориях зданий: образование, проживание, питание, религиозные обряды, розничная торговля (кроме торговых центров), здравоохранение и офис.
  • Жилье продемонстрировало наибольшее снижение использования ламп накаливания: доля освещенных площадей, освещаемых лампами, сократилась с 31% в 2003 году до 11% в 2012 году. Одновременное увеличение использования ламп КЛЛ при размещении в зданиях (с 22% до 42% всей освещенной площади) предполагает, что КЛЛ заменяют лампы накаливания в жилых помещениях.

Высокоинтенсивный разряд

Лампы высокой интенсивности (HID) производят очень яркий свет и хорошо подходят для освещения больших открытых пространств. По сравнению с более новыми формами освещения, такими как светодиоды, лампы HID менее эффективны, и их также труднее интегрировать в системы управления освещением, поскольку их трудно затемнить и они не включаются мгновенно (рисунок 9).

  • Доля освещенных площадей во всех зданиях, освещаемых лампами HID, упала с 10% в 2003 году до 5% в 2012 году.
  • Складские и складские здания являются наиболее интенсивными пользователями высокоинтенсивного разрядного освещения, при этом 11% освещенной площади освещается HID-лампами.
  • В период с 2003 по 2012 год (где доступно сравнение с 2003 годом) в трех строительных работах наблюдалось статистически значимое изменение доли площадей, освещаемых светом HID: офис, религиозное богослужение, а также склад и склад.

галоген

Галогенные лампы представляют собой лампы накаливания, которые содержат газообразный галоген, что повышает их эффективность. Галогенные лампы также имеют лучшую цветопередачу по сравнению с другими типами освещения, производя свет, более похожий на дневной. (Рисунок 10).

  • Коммерческие здания используют очень мало галогенного освещения; в 2012 году только 4% освещенной площади было освещено галогенными лампами.
  • Галогенные лампы наиболее распространены в складских и складских зданиях, а также в торговых (кроме торговых) зданиях, где они освещают 7% освещенной площади в каждой категории зданий.
  • Ни один тип здания не имел статистически значимого изменения в процентах освещенной площади пола, освещенной галогенным освещением, в период с 2003 по 2012 год.

Светоизлучающий диод

Светодиодные лампы, более известные как светодиоды, представляют собой новый и высокоэффективный тип освещения. Светодиодная технология быстро развивается, но эти лампы были относительно новыми для рынка в качестве обычного типа освещения в 2012 году (Рисунок 11).

  • CBECS 2012 года была первой итерацией опроса для сбора информации о светодиодном освещении.
  • Общее проникновение светодиодов было ограничено в 2012 году; только 3% всей освещенной площади было освещено светодиодами.
  • Жилищные и общественные здания являются наиболее интенсивными пользователями светодиодного освещения, при этом 5% освещаемой площади в каждой категории используют светодиоды.

Освещение по размеру здания

Меньшие коммерческие здания - те 50 000 квадратных футов или меньше - составляют 94% всех коммерческих зданий. Тем не менее, они составляют непропорционально небольшой объем общей торговой площади, чуть менее 50% общей площади.

Доля общего количества электроэнергии, используемой для освещения всех коммерческих зданий, составила в 2012 году 17%. Наименьшая категория зданий, площадью от 1 001 до 5 000 квадратных футов, использует наименьшую долю электроэнергии на освещение - 13% (Рисунок 12). Тем не менее, процент электроэнергии, потребляемой освещением, незначительно варьируется в зависимости от размера здания.


  • Таблица L2. Общая освещенная площадь в зависимости от типа освещения, размера здания и года постройки
  • Офисные здания составляют наибольшую долю от общей торговой площади (18%) и общей освещенной площади (20%) среди коммерческих зданий.

    • В 2012 году в небольших и больших офисных зданиях использовалось стандартное флуоресцентное освещение для освещения большей части освещаемой площади, при этом 84% и 85% освещенной площади освещались стандартными флуоресцентными лампами соответственно (рисунок 13).
    • С 2003 по 2012 год наблюдалось статистически значимое снижение доли освещенных площадей, освещаемых лампами накаливания, в небольших офисных зданиях (с 8% до 5%), а также в крупных офисных зданиях (с 6% до 4%). В больших офисных зданиях также снизилась доля площадей, освещаемых высокоинтенсивным разрядным освещением (с 5% до 3%).
    • Использование небольших ламп накаливания привело к статистически значимому увеличению в небольших офисных зданиях с 2003 года, когда КЛЛ освещали 5% от общей площади, до 2012 года, когда КЛЛ освещало 12% от общей площади. Использование галогенных ламп также выросло в небольших офисных зданиях - с 2% в 2003 году до 3% в 2012 году.

    Использование освещения в складских и складских зданиях в основном не изменилось в период с 2003 по 2012 год (Рисунок 14).

    • В 2003 году газоразрядные лампы высокой интенсивности освещали 41% освещенных площадей в больших складских зданиях. К 2012 году эта доля снизилась до 12%. На крупных складах также увеличилась доля освещенных площадей, освещенных лампами КЛЛ (от 2% до 7%).
    • Ни в одном другом типе освещения не было статистически значимой разницы в процентах площадей, освещаемых в складских зданиях, в период с 2003 по 2012 год. Существует очевидное увеличение стандартного использования люминесцентных ламп на складах с 2003 по 2012 год, но оно не является статистически значимым.

    Долгосрочные тенденции освещения в коммерческих зданиях

    Вопросы, которые ОВОС задает в отношении освещения внутри зданий, с 1995 года практически не изменились в каждом CBECS, что облегчает сравнение данных за последние четыре года сбора данных.

    • Стандартное флуоресцентное освещение присутствовало в более чем 90% коммерческих зданий в четырех CBECS, показанных здесь (Рисунок 15 и Таблица 3).
    • Доля зданий, в которых используется компактное флуоресцентное освещение, резко возросла: с 9% освещенных зданий в 1995 году до 46% освещенных зданий в 2012 году.
    • Доля освещенных зданий с использованием галогенных ламп также значительно возросла с 1995 года.
    • Меньше коммерческих зданий используют лампы накаливания. Это снижение было особенно заметным в период с 2003 по 2012 год, когда доля освещенных коммерческих зданий с использованием ламп накаливания упала с 51% до 36%, когда вступили в силу новые правила эффективности.

    Таблица 3. Количество зданий по типу освещения по годам обследования

    Количество зданий (тысяч) Здания, освещенные каждым типом освещения (может применяться более одного) Здания с освещением Стандартные люминесцентные лампы
    цент компактный флуоресцентный
    цент инкандес-
    цент высокоинтенсивный разряд Галогенные светодиоды Год обследования CBECS 2012 5,025 4,649 2,302 1,826 525 905 473 20031 4,248 3,943 941 2,184 455 565 NA 1999 4 172 3 778 607 2 193 430 572 NA 1995 4 237 3 885 364 2,479 393 302 NA 1 Данные не для торгового центра здания
    NA = Данные для этой категории освещения не были собраны в год проведения обследования.
    Источник: Управление энергетической информации США, Исследование энергопотребления коммерческих зданий.
    • Доля площадей, освещаемых стандартным флуоресцентным освещением, остается относительно стабильной. (Рисунок 16 и Таблица 4).
    • Доля освещенных площадей, освещаемых КЛЛ, увеличилась, а доля освещаемых лампами накаливания постепенно уменьшалась. КЛЛ обогнали лампы накаливания в 2012 году и стали вторым по распространенности типом освещения.
    • С 1995 по 2012 годы галогенное освещение постоянно использовалось для освещения 5% или менее всей освещенной площади в коммерческих зданиях.


    Таблица 4. Площадь помещений, освещенная по типу освещения по годам обследования

    Общая площадь, освещаемая каждым типом света (миллион квадратных футов) Общая освещаемая площадь (миллион квадратных футов)
    цент компактный флуоресцентный
    цент инкандес-
    цент высокоинтенсивный разряд Галогенные светодиоды Год обследования CBECS 2012 68 689 53 490 9,113 4 071 3,527 2,973 1,957 20031 51,342 37,918 4,004 5,556 4,950 2,403 NA 1999 54,845 41,247 3,409 6,966 5,926 2,390 NA 1995 50,303 38,553 1,304 7,258 4,075 885 NA 1 для данных здания
    NA = Данные для этой категории освещения не были собраны в год проведения обследования.
    Источник: Управление энергетической информации США, Исследование энергопотребления коммерческих зданий.

    Управление освещением и стратегии управления

    CBECS 2012 собрал новую информацию о средствах управления освещением и стратегиях управления освещением. Эти системы, как правило, используются в больших зданиях.

    • Датчики присутствия, которые уменьшают освещение, когда комнаты не заняты: Датчики, которые автоматически выключаются или тускнеют, когда человек покидает комнату или пространство. Датчики присутствия использовались в 16% всех освещенных зданий и 55% больших (более 50 000 квадратных футов) освещенных зданий.
    • Планирование: огни автоматически тускнеют или выключаются в определенное время дня. Планирование использовалось в 18% всех освещенных зданий и 43% больших освещенных зданий.
    • Многоуровневое освещение или регулировка яркости: управляющие устройства, которые регулируют мощность освещения путем непрерывного затемнения, пошагового затемнения или ступенчатого переключения. Эти устройства использовались в 7% всех освещенных зданий и в 23% крупных освещенных зданий.
    • Система автоматизации зданий (BAS) управляет системой внутреннего освещения: BAS чаще всего используются для управления механическими, электрическими и водопроводными системами в зданиях, но они также могут использоваться для обеспечения управления освещением на основе графика занятости. Эти системы были зарегистрированы в 4% всех освещенных зданий и в 19% крупных освещенных зданий.
    • Сбор дневного света: система управления освещением и шторы, которая автоматически затемняет светильники при наличии естественного света и / или регулирует шторы так, чтобы естественный свет и искусственный свет комбинировались для обеспечения желаемого уровня освещения. Сбор дневного света использовался в 2% всех освещенных зданий и в 9% больших освещенных зданий.
    • Освещение, реагирующее на спрос: уменьшает освещение, уменьшая или выключая свет во время пиковых цен на электроэнергию. Эта стратегия использовалась в 4% всех освещенных зданий и в 6% больших освещенных зданий.
    • Управление подключаемой нагрузкой: устройство, которое автоматически отключает розетки и загорается, когда человек покидает комнату или пространство. Контролируемые нагрузки были зафиксированы в 1% всех освещенных зданий и в 3% больших освещенных зданий.
    • Высококачественная обрезка или настройка уровня освещенности: Высококачественная обрезка устанавливает максимальный уровень освещения менее 100%. Настройка уровня освещения устанавливает уровень еще ниже, если комнате или пространству требуется меньше света. Эти стратегии использовались в 1% всех освещенных зданий и в 1% больших освещенных зданий.