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1、1绿色照明工程及技术对策一、绿色照明“的提出和发展”绿色照明“是 90 年代初提出的照明领域的新方针,它是从节约能源、保护环境的角度提出来的。美国环保局于 1991 年初提出了绿色照明和有关计划,并积极付诸实施,几年来取得了显著成效。随后得到了联合国和世界上众多国家的关注,并制订了相关的计划。我国对节约能源十分重视,在照明领域的节能也进行了很多工作。例如在进入 90 年代之际,中国照明学会组织了照明节能的分析研究,提出了一些措施,1990 年组织撰写了未来十年照明节能预测的报告,对 20 世纪最后十年的照明节能潜力进行了研究分析,提出了技术措施和建议,报送国家计委、中国科协等领导单位,引起了更
2、多贾视,该报告被列入了1991年全国节能宣传周节能报告文集进行了贾点宣传。国家经贸委 1993 年开始把照明节能提到了能源、环境与经济协调发展的战略高度,放在资源节约工作的优先位置,并于 1994 年开始组织制订中国绿色照明工程计划,于 1996 年正式制订了中国绿色照明工程实施方案,正式组织试点和实施。1996年 10 月,1997 年 10 月,1998 年 10 月,结合全国节能宣传周,由国家经贸委资源节约综合利用司主办,中国照明学会等单位协办了三届中国绿色照明国际研讨会,进行了技术交流和广泛的宣传,起到了积极推动作用。实施绿色照明的宗旨,是2要在我国发展和推广高效照明器具,节约照明用电
3、,建立优质高效、经济、舒适、安全可靠、有益环境和改善人们生活质量,提高工作效率,保护人民身心健康的照明环境,以满足国民经济各部门和人民群众的日益增长的对照明质量、照明环境的更高要求和减少环境污染的需要。按国家经贸委的实施方案提出的预期目标,经“九五”期间的努力,可形成终端节电 220108kW.h 的能力,可削减电网高峰负荷720104kW.h,相当于少建 978l04KW 装机容量的发电厂,节约电力建设资金 490630 亿元,同时将获得很大的环保效果,到 2000 年可减少 S02 排放量 20 万吨,C02排放量 740 万吨。如果付诸实施,确是一个十分重大的成果,将在国民经济中获得巨大
4、的经济效益和环境效益。二、全面认识绿色照明的内涵和意义不论是开始在美国的提出的“绿色照明计划” ,或者我国制订的绿色照明工程实施方案,都有其明确的宗旨和目标,具有丰富的内涵。要实施我国的绿色照明工程方案,达到预期的目标,必须要使照明工程的设计、科研、生产维护专业人员,各行业、各地区、各企业事业单位的管理者,对绿色照明工程有比较全面的认识和正确的理解,懂得它是一项综合性的系统工程,需要从多方面采取政策手段和技术措施,才能凑效,对这个问题认识的简单化,或片面的理解,都是有害的。我认为对以下儿个问题需要有正确的认识。1.绿仓照明工程要求人们不要简单地认为只是3节能,而要从更高层次去认识,提高到节约能
5、源、保护环境的高度对待,这样意义更广泛,更深远电有的地区、有的单位可能认为现在电力供应不那么紧张了,照明节电不那么重要了,这种简单地理解,就是没有从环保的高度去认识节能,因为绿色照明工程提出的宗旨不只是个经济效益问题,而更主要是着眼于资源的利用和环境保护的大课题。通过照明节电,从而减少发电量,即降低燃煤量(目前我国 70%以上的发电量还是依赖燃煤获得),以减少 S02,C02 以及氮氧化合物等有害气体的排放,对于世界面临环境与发展的课题,都有深远的意义。2.绿色照明工程要求照明节能,已经不完全是传统意义的节能,这在我国“绿色照明工程实施方案”中提出的宗旨已经有清楚的描述,就是要满足对照明质量和
6、视觉环境条件的更高要求,因此不能靠降低照明标准来实现节能,而是要充分运用现代科技手段提高照明工程设计水平和方泣,提高照明器材效率来实现。3.实施绿色照明工程,不能简单地理解为提供高效节能照明器材,高效的器材是重耍的物质基础,但是还应有正确合理的照明工程设计。设计是统管全局的,对能否实施绿色照明要求起着决定作用;此外,运行维护管理也有不少忽视的作用,没有这一因素,照明节能的实施也不完整。4.高效照明器材是照明节能的重要基础,但照明器材不只是光源,光源是首要因素,已经为人们认识,但不唯一的,灯具和电气附件(如镇流器)的效率,对于照明节能的影响是4不可忽视的,这点往往不为人们所注意,比如一台带漫射罩
7、的灯具,或一台带格栅的直管形荧光灯具,高效优质产品比低质产品的效率可以高出 50%以至 100%,足见其节能效果。5.高效光源是照明节能的首要因素,必须重视推广应用高效光源。但是有人把推广高效光源简单地理解为推广节能灯(而这里的节能灯是专指紧凑型荧光灯),这是很不全面的,很有害的,因为光源种类很多,有不少高效者应予推广。就能量转换效率而言,有和紧凑型荧光灯光效相当的(如直管荧光灯),有比其光效更高的(如高压纳灯,金属卤化物灯),这些高效光源各有其特点和优点,各有其适用场所,决非简单地用一类节能光源能代替的。根据应用场所条件不同,至少有三类高效光源应予推广使用。第一类是以高压纳灯、金属卤化物灯为
8、代表的高强度气体放电灯(HID),适用于高大工业厂房、体育场馆、道路、广场、户外作业场所等。这类场所范围广,使用光源多(按光源总功率计更为明显),节能效果最显著。第二类是以直管荧光灯(以 T8 型荧光灯为推广重点)为主,适用于较低矮的室内场所,如办公楼、教室、图书馆、商场,以及高度在 4.5m 以下的生产场所(如仪表、电子、纺织、卷烟等)。第三类是以紧凑型荧光灯(包括“H”型, “U”型, “D”型,环形等)为主,替代白炽灯,适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。显然,第二类灯不能应用于第一类场所,也不适宜在第二类场所推广应用,必须清楚地认识以上三类5光源都要积极推广,但第一、二类场所
9、范围更大,节能潜力更大,更有不可忽视的地位。有人只强调紧凑型荧光灯。把他夸大到不恰当的程度,甚至作出十分错误的估量;提出按我国生产白炽灯的年产量,以百分之几十替换为紧凑型荧光灯,再同自炽灯的耗电量作比较,竟然计算出年节电达 300 亿、500亿、甚至 700 亿千瓦小时的结论。这类似乎科学的计算,是在错误的假设基础上作出的,这类谬误的结论将造成严重的误导,似乎只要多生产和应用紧凑型荧光灯,就可以实现我国绿色照明工程制订的目标,这就把一项复杂的综合性系统工程简单化,庸俗化了。三、研制和推广应用高效优质照明器材1.光源如前述光源是节能的首要因素,而光源和节能又取决于他的发光效率,但是光源并不是唯一
10、因素,如果一种高光效的光源,它的其他性能不佳,必将影响甚至无怯发挥其节能效果。这些性能主要有显色指数、使用寿命、起点性能、调光性能等,例如:低压纳灯的光效远远高于其他高效光源,但由于他的显色指数太低,以至在很多场所不能使用,至今仅仅能应用在高速公路。在第二类场所,应积极推广使用直管荧光灯,目前主要任务是使用 T8 灯管(直径 26mm)取代 T12灯管(直径 38mm),无论是光效和寿命,T8 灯管都大大优于T12 灯管,应该无条件应用,在欧美、日本等国,T12 灯管已很少使用,甚至趋于淘汰。可惜到现在,我国还有大量 T12 灯管在运行使用,甚至新建的建筑物,还设计和使用 T12 灯管,6可见
11、绿色照明工程的实施还需要做大量艰巨的工作。此外,T8 灯管由于其直径减少,体积减少近一半,荧光粉等有害物质耗量也减少,大大有利于环保。还应该提出,我国正在积极推广用 T8 灯管取代 T12 灯管的时候,欧美国家已经研制出管径 16mm 的 T5 荧光灯,我国浙江紧跟世界照明科技发展的步伐,于 1997 年也研制成功 T5 灯管,无疑,T5 灯管以更细的管径,比 T12 管减少 80%以上的体积,降低 80%以上的荧光粉材料,而大大降低环境污染,获得更好的环保效益,称得上是真正绿色照明的新产品。推广应用新型高效光源,有一定阻力和困难,一是认识上和观念上跟不上;二是某些新光源的质量和可靠性还存在一
12、些问题,特别是紧凑型荧光灯更为明显;二是多数新型高效光源价格较高,增加了建设投资或使用者的费用。这些问题需要切实解决。认识上的问题需要进行大量的宣传、教育、培训,有不少工作要做。新光源需要提高可靠性,提高使用寿命,降低光通衰减,近年来主管部门做了很多工作,调整光源生产结构,扩大高效光源产量,引进先进技术,提高光源水平。关于新光源价格,固然有降低成本的问题,但我认为更主要还是新光源的可靠性问题,和人们对它的价格的认识问题,前面说到的几种高效光源,其价格比传统的白炽灯泡贵得多,而且还要加价格很高的电器附件,所以给人们一种难以承受的价格之感觉,但是经过仔细分析,计及这些光源的光效高,寿命长之特点,其
13、价格不一定高多7少,甚至更低。我认为比较各种光源的价格,不应该以单只灯泡比价,也不应该以输入电功率的单位瓦数比价,而应该以光源输出的单位光能量(即流明数)进行比价,同时还要计及相同的使用寿命,为此,将几种光源的价格折算到每 1000lm光通量、每 1000h 使用寿命后作对比,是比较切实际的。2.灯具在照明器材中,灯具是除光源外的第二要素,而且是容易为人们所不重视的因素,我们着重要解决两个课题,一是研制高效优质系列完善的灯具,二是要正确合理选用灯具。 (1)研制高效优质系列完罄的灯具这是灯具研究生产企业的任务,十多年来我国从基础到应用的研究,技术引进,开发了一大批与新光源发展相配套的灯具,有很
14、大进步,但总体说,灯具的科研队伍很小,灯具生产企业规模小,和国外先进水平比,尚有不少差距。主要任务是:提高灯具效率,现在市场上有些灯具效率仅有 0.30.4,光源发出的光能,大部分被吸收,能量利用率太低,要提高效率,一方面是要有科学的设计构思和先进的设计手段,运用计算机辅助设计(CAD)来计算灯具的反射面和其他部分,另一方面要从反射罩材料、漫射罩和保护罩的材料等加以优化。提高灯具的光通维持率,从灯具的反射面、漫射面、保护罩、格栅等的材料和表面处理上下功夫,使表面不易积尘、腐蚀,容易清扫,采取有效的防尘措施,有防尘、防水、密封要求的灯具,应经过试验达到规定的防护等级(IP 等级)。提供配光合理、
15、品种齐全的灯具,应8该有多种配光的灯具,以适应不同体型的间,不同使用要求(照度,均匀度,眩光限制等)的场所的需要。提供与新型高效光源配套、系列较完整的灯具。现在有一些灯具是借用类似光源的灯具,或者儿种光源几种尺寸的灯泡共用灯具。要达到高效率、高质量,应该按照光源的特性、尺寸专门设计配套的灯具,形成较完整的系列,提供使用。 (2)正确合理选用灯具有了高效的灯具,还不是问题的全部,还必须正确应用。因为灯具效率高,解决了把光源的光通量最大限度发散出灯具以外,但要让光更多地照射到视觉需要的工作面上,还必须提高光通的利用系数,这是照明工程设计者的任务。利用系数取决于灯具效率,灯具配光与房间体形的适应状况
16、,还和室内各表面(墙、顶棚、地面、设备、家具等)材料的反射比有关。简单描述一下选用灯具配光特性要和房间体形适应,以提高利用系数的问题,直接型灯具配光粗略分为三类,即宽配光,中配光、窄配光。对于面积大而灯具悬挂高度较小的房间,应选用宽配光灯具,可获得较高灯具效率,灯具发出的直射光绝大部分能直接照射到工作面上;面积小而灯具悬挂高度较大的房间,如果用宽配光灯具,则导致相当一部分直射光照射到墙面和窗上,降低了光通利用率,所以宜选用窄配光灯具。表示房间体形的参数,是室尝间比(RCR),按 RCR值选择灯具配光特性,选用灯具,还要处理好能量效率与装饰性的关系,当前,在民用建筑中乃至一部分工业建筑中,照9明设计有一种偏向,强调了灯具的装饰性能,而忽视了灯具效率和光的利用系数,造成过大的能源消耗,而得不到良好的照明效果。例如,有的商场,照明安装功率竟然超过100W/m2,显然是不合理的。有些公共建筑,把照明设计交给建筑装饰公司完成,而一些装饰公司又缺乏熟悉照明专业技术的人员,只按装饰要求去设计照明,选用灯具,较少考虑照明效率,对实施绿色照明工程很不利。这些应该从审查照明