绿色照明技术

摘 要：节能是当今人类面临的生存与可持续发展重大问题的大环境下世界建筑发展的基本趋向。建筑能耗中照明节能是技术进步的一个重大标志，也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。在我国，照明用电量大约占发电量的12%左右，并且主要以低效照明为主，照明终端节能具有很大的潜力。同时照明用电大都属于高峰用电，照明节能灯具有节约能源和缓解高峰用电的双重作用。

关键字：节能 绿色照明 技术

0 引言

“绿色照明”(Green Lights)这一概念最早由美国环保局(EPA)于1991年提出并开始实施，美国、日本等发达国家和发展中国家先后制定了绿色照明工程计划，取得了明显的效果。

据报载，我国由国家经贸委牵头，由国家计委、国家科委、电力部、电子部、建设部、轻工总会等部门组成领导班子，并由中国节能协会、中国照明电器协会、中国照明学会、国家计委能源研究所、清华大学、北京电光源研究所、电力部龙源公司等单位组成专家组，正式开始“中国绿色照明工程”的筹划工作，以2005年为基数年，城市照明节电目标5%，５年累计节电25%，根据十一五要求，必须要达到节电290亿千瓦时，减少二氧化碳排放2900万吨的目标。本工程旨在发展和推广高效照明电器产品，节约照明用电，建立优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统，满足社会照明质量、照明环境和减少环境污染的需要。

“中国绿色照明工程”主要包括：制定我国"绿色照明"法规、条例；采用光效高、光色好、寿命长、安全和性能稳定的电光源；采用自身功耗小、噪音低、对环境和人身无污染影响的灯具电器附件；采用光能利用率高、耐久性好、安全美观的照明灯具；采用传输率高使用寿命长、电能损耗低，安全可靠的配电器材和节能的调光控制设备等[1]。

1 灯具能耗分析

从能耗趋势图可以看出我国的能耗日趋增长，发展低碳经济，城市照明走绿色路线已成为必然。在我国，照明用电量大约占发电量的12%左右，其中城市公共照明的用电量大约占到了总用电量的30%以上，基于传统灯具的低效率、高能耗的照明占据了照明用电的很大比例。因此绿色照明技术的研究是目前照明技术研究中的热点也是重点。

2 绿色照明技术

2.1光源利用

2.1.1混光照明技术

1973年世界能源危机之后，在日本及欧洲国家广泛推行混光照明技术。混光照明不是依靠采用单一的节能灯(紧凑型荧光灯)来达到绿色照明的，而是通过选用两种或两种以上不同性能的光源，通过安装的位置、角度和不同的混光比达到最佳照明效果和节能目的。

混光照明的效益主要表现就是节约能源，正符合了绿色照明的要求。达到相同的照明效果，混光照明比采用单一光源照明节电30%以上。在相同功率下，混光照明能比单一光源照明成倍提高照度并改善照明环境。混光照明现已从早期仅限用于室外的广场、码头和体育场，到室内候机大厅、工业厂房和家居、商场普遍采用。

2.1.2 LED

作为一种冷光源，LED具有很多传统光源所不能比拟的优势[2]。

（1）不需要充气，不需要玻璃外壳，抗冲击性好，抗震性好，不易破碎，便于运输。

（2）灯源单元较小，使得布灯更为灵活，而且能够更好地实现夜景照明中“只见灯光不见光源”的效果。

（3）能够较好地控制发光光谱组成，从而能够很好地用于博物馆以及展览馆中的局部或重点照明。

（4）理论上具有与传统光源相比更高的发光效率，理论上LED的发光效率大于200lm/W，从而具有相当巨大的节能潜力。

（5）寿命更长，实验室寿命可达100000h，且光源可以频繁地亮灭，而不会影响其寿命，并且启动速度非常快。

（6）可以通过控制半导体发光层半导体材料的禁止带幅的大小，从而发出各种颜色的光线，且彩度更高。

（7）光源中不添加汞，有利于保护环境。

（8）LED发光具有很强的方向性，从而可以更好地控制光线，提高系统的照明效率。比如，Chips Chipalkatti在美国光电产业发展协会（OIDA）举办的半导体照明研讨会上发表的《LED Systems for Lighting :Where the Rubber Hits the Road》指出：尽管15Ｗ荧光灯的发光效能大约为60lｍ/Ｗ，但是经过灯具的折减就变为了35lｍ/Ｗ，如果再考虑照射到目标区域以外的光线，则只有30lｍ/Ｗ。而半导体光源在这些环节上的折减则会少很多。

（9）使用低压直流电，具有负载小、干扰弱的优点。与传统光源相比，LED特别是白光LED在一般照明领域中的优势和节能潜力，使它日益受到政府部门及相关专业人员的关注，也成为了当前半导体研究领域以及照明产业中的热点。

可以看出利用新型LED灯代替传统的高压钠灯、白炽灯等照明产品，是一条非常有效且简单易行的实现节减排目标的途径。仅在路灯使用方面，据不完全统计，若全国的道路照明均采用高效、新型LED路灯，按全国平均供电煤耗330克/千瓦时来计算，则每年可以节省标准煤2600万吨二氧化碳，减排77万吨二氧化硫。如果用LED取代我国目前1/3的传统路灯，每年就可为国家节省用电1000亿度，相当于节省一个三峡工程的年发电量，其节能效益十分可观。

2.1.3节能灯

紧凑性节能灯是目前替代白炽灯最适宜的光源。国外最近研制产品的紧凑性节能灯与白炽灯相比，节能80%，功率范围5W～23W，寿命长达10000小时，降低维护和替换费用。这种光源使用稀土三基色荧光粉使被照物体更真实、更自然，光色从暖色到冷色，满足不同应用需求，还可应用于可调光电路。现以广泛被国内的重点工程所采用，如任命大会堂、西单商场、中国银行总行、巴黎春天百货、上海书城等。

2.1.4电磁感应灯

我国企业经过三年潜心研制，终于将一种高效节能灯的新型光源：电源磁感应灯，推向实际使用。电磁感应灯是继传统白炽灯、气体放电灯后在发光机理有突破的新型光源。它是由高频发生器、功率耦合线圈、无极荧光灯管组合而成的，而且不用传统钨丝，可以节约大量资源。由于无极启动点燃，可避免电极发射层的损耗以及对荧光粉的损害而导致寿命短的弊端，使其使用寿命大幅提高，同时也不存在因灯丝损坏而造成整个灯报废的问题。它的使用寿命长达10年以上，比荧光节电1倍以上，对功率为25～350W电磁感应灯可实现30%～100%的连续调光功能。电磁感应灯由于突破了传统的白炽灯、气体放电灯的发光机理，成为人们公认的新一代光源。其高光效、长寿命、高显色、光线稳定等特点，使电磁感应灯成为理想的绿色照明光源之一。