郭欢欢
（晋钢控股集团）
摘要：在全球能源短缺与企业成本管控双重压力下，照明系统的能源浪费问题已成为企业运营管理中的重要痛点。本文以某企业车棚、厕所、办公楼楼梯照明系统为研究对象，针对“长明灯”现象及缺乏有效监控的问题，提出并实施了感应开关自动节电项目。
项目创新性地采用“光感+红外感应”双重控制模式，构建智能化照明系统，实现了“照明不足+人员经过”双条件触发照明，有效解决了单一感应开关的浪费问题。通过经济效益测算，每5盏灯每年可节约成本294元，同时在安全环保、设备寿命、管理效率等方面均取得显著成效，为企业照明系统节能改造提供了可复制、可推广的实践方案。
关键词：感应开关；节能改造；智能化照明；双重控制；成本管控
1 引言
1.1 研究背景
随着我国“双碳”目标（碳达峰、碳中和）的推进，能源节约与高效利用已成为各行业可持续发展的核心议题。企业作为能源消耗的重要主体，其内部基础设施的节能改造不仅关乎运营成本的降低，更与企业的社会责任及绿色发展战略紧密相关。在企业日常运营中，照明系统是基础且关键的能耗环节，尤其在车棚、厕所、办公楼楼梯等公共区域，由于使用频率不稳定、人工开关管理不及时等因素，“长明灯”现象普遍存在，造成了大量的电能浪费，同时也增加了照明设备的损耗与更换成本。 传统照明系统主要依赖人工控制，存在两大核心问题：一是开关操作依赖人员自觉性，在非工作时段或无人使用时，照明设备常处于开启状态，形成能源浪费；二是缺乏有效的监控机制，管理人员难以实时掌握各区域照明设备的运行状态，无法及时发现并解决“长明灯”问题。此外，市场上常见的单一感应开关（如光感开关、红外感应开关）虽能在一定程度上实现自动控制，但仍存在明显缺陷——光感开关仅依据环境亮度触发，在照明不足但无人使用时仍会开启，造成浪费；红外感应开关仅依据人员活动触发，在环境亮度充足时仍会开启，同样形成浪费。 因此，针对企业公共区域照明系统的节能改造，亟需一种能够结合环境亮度与人员活动双重条件的智能化控制方案，以实现“按需照明”，在保障照明需求的同时，最大限度降低能源消耗与运营成本。
1.2 研究意义
本研究的实践意义主要体现在以下三个方面：
1. **经济层面**：通过实施感应开关自动节电项目，可显著降低企业照明系统的电能消耗与设备维护成本，提升企业成本管控能力，为企业创造直接的经济效益。
2. **管理层面**：项目构建的智能化照明系统减少了对人工管控的依赖，提升了能源管理的智能化水平，降低了管理人员的工作强度，优化了企业运营管理流程。
3. **社会与环境层面**：项目的实施符合国家“双碳”目标与绿色发展战略，减少了电能消耗带来的碳排放，有助于提升企业的绿色形象，践行企业社会责任。 同时，本研究的成果可为其他企业或公共区域（如学校、医院、社区）的照明系统节能改造提供参考，具有广泛的推广价值。
2 研究内容与框架
本文以感应开关自动节电项目的实施过程为核心，围绕“问题诊断—方案设计—实施过程—效益分析—成果总结”的逻辑展开研究。具体内容包括：分析企业现有照明系统存在的问题；设计“光感+红外感应”双重控制的改进方案；阐述项目实施的具体措施与技术细节；测算项目的经济效益与社会效益；总结项目成果对企业运营管理的提升作用，为后续推广提供建议。 ## 二、企业现有照明系统问题诊断
2.1 问题现状
本次研究的对象为企业内部车棚、厕所、办公楼楼梯三处公共区域的照明系统。通过为期1个月的现场调研与数据统计，发现现有照明系统存在以下突出问题：
2.1.1 “长明灯”现象普遍
在车棚区域，由于员工停车时间分散（早7:00-晚22:00均有人员活动），照明设备需覆盖较长时段，但实际无人停车时，照明仍常处于开启状态。经统计，车棚照明每日无效开启时长约4-6小时，占总开启时长的30%-40%；在厕所区域，由于使用频率不稳定（高峰时段为上下班前后，低谷时段几乎无人使用），人工关闭不及时导致的“长明灯”现象更为严重，每日无效开启时长约8-10小时，占总开启时长的50%-60%；在办公楼楼梯区域，除上下班高峰外，其余时段人员活动极少，但照明设备常因忘记关闭而持续开启，每日无效开启时长约12-14小时，占总开启时长的60%-70%。
2.1.2 缺乏有效监控措施
现有照明系统未配备任何监控设备，管理人员无法实时掌握各区域照明设备的运行状态。仅能通过定期巡检发现“长明灯”问题，但巡检频率有限（每日1-2次），难以覆盖所有时段，导致问题发现不及时，能源浪费持续存在。同时，由于缺乏数据记录，无法准确统计各区域的能耗情况，难以制定针对性的节能措施。
2.1.3 单一感应开关存在缺陷
为尝试解决“长明灯”问题，企业曾在部分区域安装单一感应开关，但效果不佳。其中，光感开关的问题在于：仅依据环境亮度触发，当傍晚、阴天等照明不足的时段，即便无人使用，照明设备也会自动开启，形成“无人亮灯”的浪费；红外感应开关的问题在于：仅依据人员活动触发，当白天环境亮度充足时，只要有人员经过，照明设备仍会开启，形成“亮灯再亮灯”的浪费。两种单一感应开关均无法实现“按需照明”，未能从根本上解决能源浪费问题。
2.2 问题成因分析
2.2.1 管理机制不完善
企业未建立针对照明系统的专项管理制度，未明确各区域照明设备的责任人，也未制定定期巡检与开关管理的标准流程。员工缺乏节能意识，在使用公共区域照明后，常忘记关闭开关；管理人员缺乏有效的监督手段，无法及时纠正浪费行为。
2.2.2 技术方案不合理
现有照明系统采用的控制方式（人工控制或单一感应控制）技术含量较低，无法根据环境亮度与人员活动的实际情况实现动态调整。单一感应开关仅能满足单一条件的控制需求，无法兼顾“照明需求”与“节能目标”，导致技术方案与实际需求脱节。
2.2.3 成本意识不足
部分管理人员认为照明系统能耗占企业总能耗的比例较低，对“长明灯”现象的重视程度不足，未意识到长期能源浪费与设备损耗带来的累计成本。在制定预算时，优先考虑生产设备的投入，对照明系统节能改造的投入意愿较低。
3 感应开关自动节电项目方案设计
3.1 项目目标
基于对现有照明系统问题的诊断，本项目制定了明确的改进目标：
1. **节能目标**：通过安装感应式开关，实现车棚、厕所、办公楼楼梯等区域“无人自动熄灯、有人自动开灯”，感应人员离开后延时照明2分钟（保障人员安全离开），同时结合光感控制，仅在环境亮度不足时开启照明，从根本上解决“长明灯”问题，降低电能消耗。
2. **管理目标**：构建智能化照明控制系统，减少对人工管控的依赖，提升能源管理的智能化水平，实现照明设备运行状态的实时监控（间接通过能耗数据反映），降低管理人员的工作强度。
3. **安全目标**：保障人员在公共区域的活动安全，通过延时照明功能，避免人员在黑暗中行走导致的安全隐患；同时，减少照明设备的频繁启停，延长设备使用寿命，降低设备故障带来的安全风险。
3.2 方案设计原则
1. **实用性原则**：方案需结合企业公共区域的实际使用场景（如车棚的停车频率、厕所的使用高峰、楼梯的人员流动规律），确保感应开关的触发灵敏度与延时时间符合实际需求，避免出现“该亮不亮”或“该灭不灭”的情况。
2. **经济性原则**：在满足节能与安全目标的前提下，优先选择性价比高的感应开关设备，控制项目初期投入成本；同时，通过精准的经济效益测算，确保项目投资回收期短，长期收益显著。
3. **可靠性原则**：选择质量稳定、性能可靠的感应开关产品，确保系统长期稳定运行，减少设备故障与维护成本；同时，方案设计需考虑企业电网电压波动、环境温度变化等因素，提升系统的抗干扰能力。
4. **可扩展性原则**：方案设计需预留扩展接口，便于后续将照明系统接入企业能源管理平台，实现能耗数据的实时采集与分析，为企业整体能源管理提供数据支持。
3.3 核心技术方案
双重感应控制模式 针对单一感应开关的缺陷，本项目创新性地设计了“光感+红外感应”双重控制模式，通过两种感应开关的协同工作，实现“照明不足+人员经过”双条件触发照明，具体方案如下：
3.3.1 总开关
光感控制 在每个照明区域（如车棚、厕所、办公楼楼梯）设置一个总开关，采用光感开关。光感开关的核心功能是根据环境亮度自动控制整个区域照明系统的通电状态：当环境亮度低于设定阈值（如阴天、傍晚、夜间，阈值可根据区域实际需求调整）时，光感开关自动接通区域照明系统的电源，为后续红外感应控制提供基础；当环境亮度高于设定阈值（如晴天白天）时，光感开关自动切断区域照明系统的电源，即使有人员经过，照明设备也不会开启，避免“亮灯再亮灯”的浪费。
3.3.2 分开关
红外感应控制 在光感总开关控制的基础上，对每个区域的照明设备进行分组，每5盏灯为一组，每组设置一个红外感应开关。红外感应开关的核心功能是根据人员活动状态控制本组照明设备的开启与关闭：当光感总开关接通电源（即环境亮度不足），且红外感应开关检测到人员经过或停留时，自动开启本组照明设备；当人员离开后，红外感应开关延时2分钟（可根据区域实际需求调整，如楼梯区域人员行走速度较慢，可适当延长延时时间）后自动关闭本组照明设备，避免“无人亮灯”的浪费。
3.3.3 双重控制逻辑
双重感应控制模式的核心逻辑为“串联触发”，即只有同时满足“光感开关接通（环境亮度不足）”和“红外感应开关触发（人员经过）”两个条件时，照明设备才会开启。具体控制流程如下： 1. 环境亮度检测：光感总开关实时检测环境亮度，若亮度不足，接通区域照明系统电源；若亮度充足，切断电源，流程终止。 2. 人员活动检测：红外感应开关实时检测本组区域的人员活动，若光感总开关已接通电源，且检测到人员经过，开启本组照明设备；若未检测到人员活动，保持照明设备关闭。 3. 延时关闭：当人员离开后，红外感应开关启动延时程序，延时2分钟后关闭本组照明设备；若延时期间再次检测到人员活动，重新启动延时程序。 ### 3.4 设备选型与安装方案 #### 3.4.1 设备选型 根据项目方案需求，结合市场调研与性价比分析，选择以下设备： 1. 光感开关：选择交流220V供电、亮度阈值可调（5-500lux）、负载功率≥500W的产品，确保能够带动区域内所有照明设备，同时适应不同季节、不同天气的亮度变化。 2. 红外感应开关：选择交流220V供电、感应距离可调（3-8米）、感应角度≥120°、延时时间可调（10秒-5分钟）、负载功率≥100W的产品，确保能够覆盖本组5盏灯的照明区域，同时适应不同区域的人员活动范围。 3. 照明灯泡：沿用现有30W节能灯泡（若现有灯泡老化，更换为同功率LED节能灯泡，进一步降低能耗），避免因更换灯泡增加额外成本。 #### 3.4.2 安装方案 1. 光感开关安装：在每个照明区域的入口处或光线无遮挡的位置（如车棚顶部、厕所门口、楼梯间窗户旁）安装光感开关，确保检测到的环境亮度真实反映区域内的实际亮度，避免因遮挡导致误触发。 2. 红外感应开关安装：在每组5盏灯的中间位置或人员活动频繁的区域（如车棚停车区、厕所隔间旁、楼梯平台）安装红外感应开关，确保感应角度能够覆盖本组所有照明区域，同时避免因外界干扰（如车辆灯光、宠物活动）导致误触发。 3. 线路改造：对现有照明线路进行轻微改造，将光感开关串联在区域照明系统的总回路中，将红外感应开关串联在每组照明设备的分回路中，确保控制逻辑正确。改造过程中，需断电操作，避免安全事故；改造完成后，进行通电测试，确保开关控制正常。
4 项目实施过程
4.1 实施前期准备
4.1.1 现场勘查与数据统计
在项目实施前，对车棚、厕所、办公楼楼梯三个区域进行详细的现场勘查，统计以下数据： 1. 照明设备数量：车棚现有照明灯泡30盏，厕所现有照明灯泡15盏，办公楼楼梯现有照明灯泡20盏，共计65盏。 2. 照明设备功率：所有照明灯泡均为30W节能灯泡，单盏灯功率30W，每组5盏灯总功率150W。 3. 现有线路布局：绘制各区域照明线路分布图，明确总开关、分开关的位置，为线路改造提供依据。 4. 人员活动规律：统计各区域不同时段的人员活动频率，确定光感开关的亮度阈值、红外感应开关的感应距离与延时时间（如车棚延时时间设为2分钟，楼梯延时时间设为3分钟）。
4.1.2 设备采购与人员培训
1. 设备采购：根据设备选型方案，采购光感开关3个（每个区域1个）、红外感应开关13个（车棚6个、厕所3个、楼梯4个，共计65盏灯，每5盏1个，65÷5=13），采购成本共计：3个×30元/个（光感开关）+13个×30元/个（红外感应开关）= 480元（注：光感开关与红外感应开关单价相同，均为30元/个）。 2. 人员培训：组织电工人员参加感应开关安装培训，熟悉设备的工作原理、安装流程与调试方法；同时，对管理人员进行培训，讲解项目方案的控制逻辑、能耗统计方法与日常维护注意事项。
4.2 实施过程
4.2.1 分区域施工
按照“先易后难、分步实施”的原则，分三个阶段进行施工： 1. 第一阶段：厕所区域施工（1天）。厕所区域照明设备数量较少（15盏），线路布局简单，作为试点区域优先施工。施工内容包括：安装1个光感开关、3个红外感应开关，改造线路，通电测试。 2. 第二阶段：办公楼楼梯区域施工（1天）。楼梯区域照明设备数量为20盏，线路布局相对复杂（涉及多层楼梯），施工内容包括：安装1个光感开关、4个红外感应开关，改造线路，通电测试。 3. 第三阶段：车棚区域施工（2天）。车棚区域照明设备数量最多（30盏），面积较大，施工内容包括：安装1个光感开关、6个红外感应开关，改造线路，通电测试。
4.2.2 调试与优化
每个区域施工完成后，进行为期3天的调试与优化： 1. 光感开关调试：调整亮度阈值，确保在晴天白天（亮度≥500lux）时切断电源，阴天、傍晚、夜间（亮度≤50lux）时接通电源，避免误触发。 2. 红外感应开关调试：调整感应距离与延时时间，确保人员进入区域时及时开启照明，离开后延时关闭，同时避免因外界干扰导致误触发（如车棚区域避免车辆灯光触发，调整感应角度避开车辆行驶路线）。 3. 能耗数据监测：在调试期间，记录各区域的照明开启时长与能耗数据，与改造前的数据进行对比，验证节能效果；若节能效果未达预期，分析原因并优化参数（如调整延时时间、感应距离）。
4.3 实施后期验收
项目实施完成后，组织技术人员、管理人员进行联合验收，验收内容包括： 1. 功能验收：测试光感开关与红外感应开关的协同工作效果，确保只有同时满足“亮度不足”和“人员经过”时，照明设备才会开启；测试延时关闭功能，确保人员离开后延时2分钟（或调整后的时间）关闭。 2. 能耗验收：统计项目实施后1个月的能耗数据，与实施前同期数据进行对比，验证节能效果是否达到预期。 3. 安全验收：检查线路改造是否符合安全规范，设备安装是否牢固，避免因线路老化、设备松动导致安全事故。 验收通过后，项目正式投入运行，进入日常维护阶段。
5 项目经济效益与社会效益分析
5.1 经济效益测算
5.1.1 测算依据
1. 照明设备参数：单盏灯功率30W，每组5盏灯总功率150W，每1个红外感应开关控制1组灯。 2. 电价：企业工业用电价格为0.6元/度