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1、,中国航空工业规划设计研究院任元会,1 绿色照明工程概述,1.1 概述1991年美国环保署最早提出绿色照明的概念，并开始付诸实施，很快得到世界很多国家的响应。“中国绿色照明工程”是由国家经贸委负责，会同国家计委、科技部、建设部等13个部门，在“九五”计划期间共同组织实施的示范工程。1996年国家经贸委制定印发了“中国绿色照明工程实施方案”，全面启动了该项工程，五年中取得了明显的社会效益和经济效益。进入21世纪，国家经贸委与联合国开发计划署（UNDP）合作开发了“中国绿色照明工程促进项目”.制定产品能效标准,制定建筑照明设计能效标准,组织技术交流、开展绿色照明教育和培训等一系列计划。,1.2 宗
2、旨和主要目标绿色照明工程的宗旨是：通过科学、合理的设计方法，积极采用高效照明光源、灯具和电器附件，以达到节约能源，保护环境，建立优质高效、经济舒适、安全可靠，提高人们生活质量和工作效率、保护身心健康的照明环境。主要目标是:提高高效照明产品质量，增加其生产能力，提高公众节能环保意识，推进照明节能，到2010年实施照明节电10%的目标。,1.3 全面理解绿色照明从保护环境的高度理解绿色照明 在保证照明质量和照度的条件下实施节能 绿色照明远不只是推广应用某一种节能光源，而是一个系统工程。重视照明工程设计和运行维护管理 下面叙述在照明设计中如何实施绿色照明的问题,2 照度,2.1 确定照度的原则 2.
3、2 确定照度的依据 2.3 照度对工作、生产的影响2.4 照明设计标准现行国家标准民用建筑照明设计标准（GBJ133-90）和工业企业照明设计标准（GB50034-92），均为20世纪80年代后期编制，十多年来我国经济和电力水平发生了很大变化，其中的照度标准已不能适应当今发展的要求，2002年开始修订，于2004年6月批准。标准名称为建筑照明设计标准，编号为GB50034-2004。国际照明委员会（CIE）已于2001年正式制订了新的室内照明标准，编号为S 008/E-2001。是我国标准的主要依据和参考文件。,3 照明质量,3.1显色性 分级：按CIE标准和GB50034-2004规定：一般
4、显示指数（Ra）分5级，即90,80,60,40,20。应用：Ra值的高低，对于现代建筑场所建立良好的照明环境有很大意义，不仅是辨别识别对象颜色的需要，对视觉效果和视看舒适性也有很大影响。光源的显色指数高，被视对象和人物的形象会显得更真实、生动；反之，就会变得不好看，失去其本来的豪华和光泽。标准：连续工作的场所，Ra不小于80；灯高度大于6m的场所，Ra可降低。实用场所举例见表1。,表1 Ra分级及应用场所举例,3.2光源的色表 分类：按CIE和GB50034-2004的规定，光源的色表按相关色温分为三类，见表2。应用：按场所的使用特点、照度水平和需要营造的气氛，选择适宜的光源色表类别，一般说
5、，较低照度（150200lx以下）场所，需要一种温馨和亲切的情调，宜用暖色表；高照度（750lx以上）场所或热带地区、热加工车间等宜用冷色表；而大多数场所应选用中间色温为宜。,4 光源选择,4.1 光源选用原则（一）满足场所使用对显色性的要求（二）更高光效（1m/W），达到更好的节能、环保效果（三）合适的色温（四）较稳定的发光（五）良好的启点特性（六）使用寿命更长（七）性能价格比好,4.2 光源类型的选用（一）应选用高光效的气体放电灯，当使用白炽灯时，功率不应超过100W。（二）较低矮房间（44.5m以下）用荧光灯，更高的场所用HID灯。（三）荧光灯以直管灯为主，需要时（如装饰）可用单端和自镇
6、流荧光灯（紧凑型）；直管荧光灯光效更高，寿命长，质量较稳定；自镇流荧光灯的优势是大多使用稀土三基色粉，多配用电子镇流器，替换白炽灯方便。（四）用HID灯应选用金卤灯、高压钠灯，一般不用汞灯。金卤灯以较好的显色性和光谱特性，比高压钠灯更优越，在多数场所，具有更佳视觉效果。（五）近年新出现的陶瓷内管金卤灯比石英管金卤灯具有更高光效（高20%），更耐高温，显色性更好（Ra达8285），有隔紫外线效果。陶瓷金卤灯的优异性能是发展方向。,（六）美国最新研制的脉冲启动型（Pulse Start）金卤灯，比普通美式金卤灯提高光效1520%，延长寿命50%，改善了光通维持率，配电感镇流器和触发器即可启动，我国
7、已有源光亚明公司等三家引进生产。（七）金卤灯主要有两大类：一是美标的钪钠灯，二是欧标的金卤灯，如飞利浦的钠铊铟灯。注意其启动性能不同，配套电器附件不同。（八）直管荧光灯的管径趋向小型，有利于提高光效，节省了制灯材料，特别是降低了汞和荧光粉用量，从T12到T8到T5，当前主要目标是用T8取代T12，进一步再用T5；管径小便于使用稀土三基色粉，从而使Ra更高（85），光效提高了，光衰小，寿命更长（达12000h），用汞量少，更符合节能、环保要求。,4.3直管荧光灯的色温和显色性选择（一）荧光灯的显色性关系视觉效果，对辨别颜色、以及视看对象的真实、清晰和生动感受，影响很大；色温相宜，将产生舒适的光环
8、境，也可以营造各种特别的气氛。（二）使用稀土三基色荧光粉的灯管，具有显色性、光效、寿命三大好处，虽然价贵，其综合费用反而更低。（三）实例比较 以飞利浦3种T8型36W灯管比较列于表3（欧司朗、松下、GE和佛山照明电器公司的产品大体相同，参数略有差异）。,表3 三种T8型36W荧光灯的比较,表4 三种T8荧光灯费用比较,表4编制条件（参考值）：灯管价：前2种为卤粉灯管每支8元，第3种为三基色粉灯管每支20元；使用双管灯具，含电子镇流器及安装费，每套200元;年利用小时：4000h；电价：0.6元/kWh。（四）比较结论人们认为用三基色粉的灯管价太高，用不起。从上二表可知，虽该灯管单价高很多，但综
9、合费用反而低了不少，因为灯具费用减少了，总的初建投资更少，电费也节省了。此外，还有以下好处：a.Ra高，提高了视觉质量，适用范围更广；b.节能效果好，维修量减少，符合节能和环保要求。,4.4 其它新光源（一）高频微波灯、电磁感应灯特点是寿命长，达60000h至80000h。（二）光导纤维（Fibre Optic Lighting System）具有的优点和适用场所：a.无紫外、红外：适用于美术馆、博物馆；b.无电磁、无电火花：适用于火灾、爆炸危险场所；c.可变色、可闪烁：适用于城市夜景照明、庭院美化、装饰、广告；d.发光点微型、灵活、可拆卸再装：适用于展示、广告、拼图、满天星、桥上、扶手、栏杆
10、；e.价格较高。,（三）发光二极管LED（Light Emiting Diode）a.特点寿命长达100000h单色性好辐射光谱为窄带多种颜色红、黄、绿、蓝、白，无需滤色，耐震性好安全低电压、低温升节能光利用率高显色性好Ra为7585b.适用：交通信号灯、机场标志灯、夜景照明、庭院美化、商业装饰、广告、大屏幕背景、汽车尾灯、建筑标志、应急疏散标志等。c.未来：美国一公司已研制出大功率高光效的白光LED，5W的达120lm，光效24lm/W。美、日、欧都增加投入，我国已成立半导体照明领导小组。将解决一系列技术问题，如配套灯具，显色性提高，色温的多样性等，那时，将使LED进入建筑照明领域，引起照明
11、光源又一次革命性飞跃。,5 灯具选择,5.1 选择原则（一）灯具效率（）高：=L/O，取决于反射器形状和材料，出光 口大小，漫射罩或格栅形状和材料；（二）灯具配光应适应场所条件；（三）眩光限制符合使用场所要求；（四）符合环境条件的IP等级 5.2 按室形指数（RI）或室空间比（RCR）选择灯具的配光，以提高利用系数，表5可供参考。5.3 选用光通维持率高的灯具：涉及反射面、漫射罩、透光罩材料抗老化、防静电性能及维修性能。,表5按RCR或RI选择灯具配光,6 镇流器选择,气体放电灯必须配套镇流器才能正常工作。几十年来，荧光灯和高强度气体放电灯都广泛使用电感镇流器。由于电感镇流器自身功耗比较大，近
12、二十多年出现了各种改进的产品，主要有两类：一类是改进铁芯材料和工艺，从而降低功耗的节能型电感镇流器；另一类是运用电子线路产生高频（或低频）电流点灯的电子镇流器。这两种镇流器各有特点，都有较好的节能效果。按国际铜业协会的资料，节能电感镇流器约占全部镇流器的6.5%，电子镇流器约占22%，而传统的电感镇流器仍占71.5%。几种光源的几类镇流器的性能比较和应用分述如下。,6.1直管荧光灯镇流器 性能比较传统电感镇流器（以下用符号“LB”）和节能型电感镇流器（符号“SELB”）、电子镇流器（符号“EB”）的性能比较列于表6。EB按标准又分为H级和L级。表6 直管荧光灯镇流器性能比较,分析SELB是在L
13、B基础上改进而来，其自身功耗下降约4050%，使灯的系统功耗降低约8%，由于铁芯材料好，工艺合理，温升较低，可靠性更高，寿命更长，产品质量较稳定，虽硅钢片用量增大，价格稍高，但可从节能和使用寿命得到补偿，容易获得回收。选用意见（一）按上述性能比较和分析，从节能观点和提高质量观点考虑，应该积极应用SELB和EB，而不使用传统的LB。使用SELB比LB价高一些，但从节省电费中能很快回收（一年内）。可惜，不少设计中没有明确提出使用SELB的要求，工程承包公司多购买较便宜的LB，因而达不到预期目的。（二）关于SELB和EB，各有其优缺点，应根据情况选用。一般场所选用SELB，价格较低，回收期短，使用寿
14、命长，可靠性好，电磁干扰小等优点，更易于被用户接受；对于视觉要求高、无频闪的连续作业场所，要求安静的场所（如医院、阅览）等，选用EB更合适。使用EB时，宜用优质的L级产品，其谱波含量小，避免中性线过流。从今后发展的趋势看，EB产品将有更大优势，应用面会更广。,6.2 自镇流荧光灯镇流器这种灯的灯管和镇流器自成一体，配套性强。由于其功率较小，多在525W之间，由于小功率的EB产品质量较易过关，而LB或SELB的重量大，起动也较困难，所以绝大多数均配套EB产品。6.3 高压钠灯镇流器6.3.1 几种镇流器比较和应用为了降低镇流器功耗，同样在发展SELB和EB，逐步取代LB产品。所不同的是，SELB
15、是对LB的改进提高，技术上成熟，节能效果比较明显；而EB研制时间短，功率比较大，技术难度较大，运行经验不充分，特别是150W以上的，节能效果不明显，目前不能普遍推广应用。当前，推广应用SELB代替LB是主要课题。按国际铜协（中国）提供的资料，SELB与LB的功耗比较列于表7。,如250W灯泡，SELB的功耗减少1020W，400W灯泡约减少1220W，不到一年即可从节省电费中回收。,道路照明等场所，后半夜车流、人流较少时，为了节能，可以降低照度一半，一只400W钠灯，后半夜降功率运行，每年减少用电量达400kWh，可以用集中遥控或自控，也可用定时自控实施。用电子镇流器也可以实现双功率运行。,高
16、压钠灯双功率节能镇流器,高压钠灯恒功率镇流器 电源电压升高时，灯功率将大幅度增加，如电压为额定值的110%时，灯功率将达额定值的128%左右。对于道路照明，半夜以后，电压升高很多，灯功率和输出光通大幅度升高。用恒功率镇流器，可保持灯功率不变。达到节能和延长灯泡寿命的目的。,6.4 金属卤化物镇流器 几种镇流器比较和应用近年来研制了SELB和EB两类镇流器，而金卤灯的EB技术难度更大，暂时不宜普遍推广；而SELB比较成熟，有较好节能效果，应予推广应用。关于恒功率和双功率镇流器和高压钠灯基本相同。金卤灯镇流器和灯泡的配套美标金卤灯和欧标金卤灯的镇流器不同，欧标金卤灯可用钠灯线路或汞灯线路，即可用电
17、感镇流器加触发器；而美标金卤灯则应配置专用的CWA镇流器，即超前顶峰式（漏磁升压式）镇流器，否则将使启动困难，降低光效，色温不稳定，降低灯泡寿命。CWA镇流器价格较高，安装时往往用普通的镇流器代替，导致使用效果不好。,7 照明配电,（一）稳定电压：当光源端电压为1.1Un时，输入功率增加以下百分数：白炽灯、荧光灯14%15%金卤灯20%25%钠灯28%29%后半夜使用的路灯、走廊、楼梯灯更为突出。如某街道100只 250W钠灯，后半夜电压升高10%，年增电耗19000kWh。设计中应考虑稳定电压措施，如采用照明专用变压器，并且自动稳压；和电力负荷共用变压器时，应避开冲击性负荷对照明的影响。（二
18、）提高COS：上述街道钠灯，每灯装一电容器，COS提高到0.9，线路损耗每年降低40005000kWh（未计变压器损耗）。（三）降低线路阻抗：适当加大截面，用电缆或穿管线路。（四）合理的控制方式：有很多种控制，如微机自动开关灯，调压、调光方控，还有对道路灯（钠灯）采用恒功率输入，恒光通输出，采用后半夜降低灯端电压或灯功率，以降低光输出，节约输入电能等。,8 照明能效标准,制订能效标准是实施绿色照明的重要措施。标准包含两类：一是各类光源、镇流器的能效限定值和节能评价值；二是照明设计能效标准。国家经贸委已于2002年正式下达任务，现已编制完成，包括在建筑照明设计标准GB500342004中。该标准用照明功率密度值（LPD）评价照明设计能效。LPD=(PL+PB)/S式中 PL 光源功率（W）；PB 镇流器功率（W）；S 房间面积（m2）。该标准规定了七类建筑108个场所的LPD最高限值，以办公室为例：一般办公室300lx时，LPD不大于11 W/m2；高档办公室500lx时，LPD不大于18W/m2。该标准规定的LPD值系强制性条文，设计中必须严格执行。,
