高效节能照明

八、高效节能照明

照明消耗的能源在工业发达国家约占本国能源总消耗量的3%～5%、电力生产量的10%～20%。中国和美国的照明耗电占各自总用电量的10%～12%和20%，尽管这一比例还不是很大，但随着我国城镇建设的飞速发展和人民生活水平的提高，高效节能照明已成为当务之急。据估算，节约1千瓦发电容量的投资不到新增发电容量造价的20%，利用新技术开展节能照明的潜力很大。为此，国家有关部门自上世纪末大力推广“绿色照明工程”。所谓绿色照明，是指推广使用效率高、寿命长、安全可靠、性能稳定的电光源、灯具和电器附件以及调光控制器件组成的照明系统，以节约用电，减少发电对环境的污染，提高人们工作及生活质量。因此，通过科学的照明设计，实现“舒适、科学、方便、节能”的良好照明环境，就是绿色照明的目的。特别是传统的人工照明能效很低、浪费能源、影响环境。推广节能的新型光源，实现节能照明，是实施绿色照明工程的主要任务。最终建成高效、舒适、安全、经济、改善环境和提高人们工作、学习、生活的质量以及保护视力、有益人们身心健康的现代照明系统。

电光源对节能照明具有首要的意义。回顾过去的20世纪，光源的发展经历了两个时期：从白炽灯的出现到20世纪30年代末是第一时期，这是白炽灯发明、改进和成熟的时代；20世纪30年代末开始的第二时期是开发气体放电光源的时代。气体放电光源的时代又可分为两个阶段：第一阶段以荧光灯的普及应用为标志，是低气压放电灯的时代；第二阶段自20世纪60年代中期发明金属卤化物灯和高压钠灯为开端，由此进入高压气体放电灯的照明时代。

积极发展绿色照明工程

回顾历史，可以看到：由于电光源在发光效率、寿命和颜色特性上不断改进，为照明方式的变革和照明应用的发展提供了机会和条件。现代人工光源照明设计理论和应用技术是在电光源发展的第二个时期，即高光效、多品种的气体放电灯问世后才逐渐形成和完善的。

照明系统节能可通过采用高能效照明产品、提高照明质量、优化照明设计等手段达到。节约照明用能的原则有：根据视觉需要，确定照度水平，按所需照度进行节能照明设计；在考虑显色性的基础上采用高光效光源，采用不产生眩光的高效率灯具；室内表面采用高反射比的材料；照明散热与空调系统运行中的吸热或放热结合考虑；安设调控装置，在不需要照明时可及时闭灯；人工照明与天然采光相结合；建立换灯和维修制度，定期清洁照明器具和室内表面。

照明节能的主要技术措施首先是推广使用高光效光源，即能效高、寿命长、安全和性能稳定的光源。白炽灯价格较低，但发光效率很差。近几十年来，荧光灯技术不断进步，先后发展了紧凑型荧光灯以及高性能T8直管形荧光灯(功率为15～58瓦)、T5直管形荧光灯(功率为8～42瓦)。紧凑型荧光灯由于外形、装饰性的限制，多用于替代中小功率白炽灯作局部照明，而配用电子镇流器的直管形荧光灯能适应工作环境的温度变化，还可以用于室外照明。其中T8荧光灯将在传统的荧光灯市场上逐步扩大市场份额，而T5荧光灯则将在新建建筑室内照明中更广泛地使用。

出口指示灯又称安全门灯，我国一般以荧光灯为光源，额定功率在13瓦左右，少部分以白炽灯为光源，额定功率为40瓦左右。目前国外采用发光二极管光源为出口指示灯的光源部件，不但可使出口指示灯在无电源供电情况下维持较长的使用时间，也使指示灯亮度大大提高，在烟雾较大时保持良好的指示功能。

T5荧光灯

宽大场所用的光源一般采用高强度气体放电灯。此种灯分为金属卤化物灯、高压钠灯和高压汞灯三大类型，它们都是利用弧光放电点灯。金属卤化物灯具有高显色性、高效率、寿命长和低光衰性能，功率选择范围大(18千瓦～10千瓦)，可广泛用于户外及室内。而高压钠灯发光效率高、耗电少、寿命长、光色呈金白色，透雾能力强，适用于道路及广场照明。高压汞灯是目前用量较多的灯种。它与金属卤化物灯、高压钠灯相比，光效较低，发光颜色单调、显色性差、污染严重、寿命较短，应逐渐淘汰。但自镇流高压汞灯可不用镇流器运行，初安装费用相对较低，目前在中国农村有一定市场。

采用高效灯具应该在满足眩光限制的要求下，选择直射型灯具，室内灯具的效率不宜低于70%，尽量少用格栅式灯具和带保护罩的灯具。室外灯具的效率不宜低于55%，还应根据不同的使用现场，采用控光合理的灯具、光通量维持率好的灯具以及光利用系数高的灯具。

荧光灯是一种能量转换器件，在电能转换为光能的过程中，镇流器起着重要作用。过去常用的电感镇流器，结构简单，耐用可靠，价格低廉，但功率损耗很大。后来发展起来的电子镇流器，与电感镇流器比较，节约能源，自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右，工作电流也仅为40%左右，温升少，质量轻，无噪声，无频闪，使灯管寿命延长，光效提高20%，可在低温、低压下工作。应大力鼓励发展。但从我国现实国情出发，现阶段还要以节能型电感镇流器为过渡。

电子镇流器

在照明设计中，应选择合理的照度标准值，按不同的工作区域确定不同的照度。照明要求高的场所采用混合照明方式，适当采用分区照明方式，在一些场合下也可采用一般照明与重点照明相结合的方式。

选用适当的控制方式，也可以取得照明节能的成效。可以充分利用天然光的照度变化选择照明控制方式，确定不同条件下照明点亮的范围。按照照明使用的特点，可采取分区控制灯光或设清扫用灯等措施；还可采用各种节电开关，如定时开关、调光开关、光电自动控制器、限电器、电子自控门锁节电器以及照明自控管理系统等。

还应充分利用天然光，如在建筑设计时考虑开顶部天窗采光，利用天井采光，利用屋顶采光等；可利用集光装置进行采光，如设反光镜，利用光导纤维、光导管等。

总的说来，节能照明主要为三个内容：照明设施、设计及管理。具体为以下五个方面：

①开发并应用高光效的光源。

②开发并应用高效率灯具及配套的低能耗电器。

③合理的照明方式。

④充分利用天然光。

⑤加强照明节能的管理。