照明灯具节能经济分析比较资料

1、照明灯具节能经济分析比较照明灯具节能经济分析比较陈育明陈育明2 目 录一一照明与节能照明与节能二二照明基础知识照明基础知识三三照明灯具照明灯具四四照明灯具应用分析照明灯具应用分析3 一一照明与节能照明与节能1.1 1.1 概述概述 发达国家的照明能耗占其总能耗的发达国家的照明能耗占其总能耗的20203030，我国照，我国照明能耗约占全国总能耗的明能耗约占全国总能耗的15 15 。 通过各种节能措施可以使照明能耗降低通过各种节能措施可以使照明能耗降低60%60%左右，且降左右，且降低照明能耗还可以有效降低空调采暖的能耗，降低室内负低照明能耗还可以有效降低空调采暖的能耗，降低室内负荷。荷。 未来我

2、国服务业的比重还会不断上升，照明的能耗还未来我国服务业的比重还会不断上升，照明的能耗还会逐步增加，照明节能对国家的能源平衡有至关重要的作会逐步增加，照明节能对国家的能源平衡有至关重要的作用用4 一一照明与节能照明与节能1.21.2节能措施节能措施(1)(1)开源开源 天然采光天然采光 光电技术光电技术(2)(2)节流节流 高效照明高效照明 智能控制智能控制5 A A）高效照明系统的应用）高效照明系统的应用照明光源的进展情况照明光源的进展情况6 B B）智能控制系统的应用）智能控制系统的应用7 8 C C）天然采光的应用）天然采光的应用9 D D）光电技术的应用）光电技术的应用10 一一. .照

3、明与节能照明与节能3.3. 未来照明的发展趋势未来照明的发展趋势 网络数字化网络数字化 健康非视觉功能健康非视觉功能 光通讯光通讯 天然采光天然采光 自适应智能系统自适应智能系统 个性互动化个性互动化 11 照明与绿色建筑照明与绿色建筑12 二二照明基础知识照明基础知识2.1 光的本质光的本质光是电磁波，具有波粒二象性。光是电磁波，具有波粒二象性。X光光波长波长长波长波短波短波紫外光紫外光红外光红外光微波微波电波电波可见光可见光光光电磁波电磁波自然界的光自然界的光光的组成光的组成人工光源的光谱人工光源的光谱光源光谱的作用光源光谱的作用17 颜色光与影的关系光与影的关系 视觉要求视觉要求 亮度亮

4、度 对比度对比度 大小大小 时间时间光与健康光与健康2 2.2 .2 照明基础照明基础照明评价标准照明评价标准照明水平照明水平眩光眩光亮度分布亮度分布光的方向光的方向26 照明基本要求照明基本要求 最小亮度要求最小亮度要求 最低对比度要求最低对比度要求 最小尺寸要求最小尺寸要求 最低时间要求最低时间要求27 2.3 2.3 照明单位照明单位光通量光通量定义：按人眼对光的感觉量为基准，来衡量辐射通量。定义：按人眼对光的感觉量为基准，来衡量辐射通量。表达式：表达式：(3)(3)单位单位: : 流明流明 lmlm 780,380( )meKVd 其中其中: K: Km m为为683lm/W683lm

5、/W 28 29 光效30 00.20.40.60.811.2300350400450500550600650700750800Wellenlnge / nmBlackbody光源显色指数和光效 Spectrum Colour Rendition Efficacy Ra lm/W One line at 550 nm - 680 0 for 400 nm I = B for 400 700 nm 100 250 Three lines at 470 nm 550 nm 610 nm 82 375 31 发光强度（光强）发光强度（光强） 定义定义：光源在某一个约定方向上单位立体角内（每球面度内：

6、光源在某一个约定方向上单位立体角内（每球面度内）的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，称为光强。）的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，称为光强。面积面积A A对球心形成的角成为立体角对球心形成的角成为立体角 如果如果A=rA=r2 2， =1sr=1sr22,( )dAAdsrrr 32 表达式：表达式： (3)(3)单位：坎德拉单位：坎德拉 cdcd/avI /Idd d d 其中，其中，d d 为光源在立体角为光源在立体角d d 内所辐射的总光通量。内所辐射的总光通量。对于向各方向均匀辐射光通量的光源，其在立体角内对于向各方向均匀辐射光通量的光源，其在立体角内的平均光强的平均光强 ：

7、33 例：例：100W100W普通白炽灯输出的光通量为普通白炽灯输出的光通量为1250lm1250lm，假，假设光源向四周是均匀发射其光通量的，求光源某设光源向四周是均匀发射其光通量的，求光源某方向上的光强。方向上的光强。 解：解：125099.54Icd 34 照度照度 定义：被照面上单位面积所接受的光通量。定义：被照面上单位面积所接受的光通量。 表达式：表达式： E=d/dAE=d/dA E=/A E=/A单位：单位：lx lx 勒克斯勒克斯 1lx=1lm/m1lx=1lm/m2 2 它表示在它表示在1m1m2 2 的面积上均匀分布的面积上均匀分布1lm1lm的光通量的照度的光通量的照度

8、值。值。35 例：例：100W100W普通白炽灯输出的光通量为普通白炽灯输出的光通量为1250lm1250lm，假，假设光源向四周是均匀发射其光通量的，求灯下设光源向四周是均匀发射其光通量的，求灯下2m2m处的照度值。处的照度值。解：解：EA 24 r 2125024.942lx 36 也可以表示为一个光强为也可以表示为一个光强为1cd1cd的均匀发光的点光源，以它为中的均匀发光的点光源，以它为中心，在半径心，在半径1m1m的球面上形成的平均照度值。的球面上形成的平均照度值。在在40W40W白炽灯下白炽灯下1m1m处的照度为处的照度为30lx30lx； 加搪瓷灯罩后为加搪瓷灯罩后为73lx73

9、lx；阴天中午室外照度为阴天中午室外照度为8000-20000lx8000-20000lx；晴天中午在阳光下室外照度晴天中午在阳光下室外照度80000-120000lx80000-120000lx；2111lmlxm 222111111(1)1cdsrcdcdmmrrmsr 37 22220.10.1(0.4,0.9)IsrIArmmm 41040I 解解：1 1）2）3 3）当半径变化时，光通量不变。）当半径变化时，光通量不变。例：有一个向四周均匀发光的点光源，发光强度为例：有一个向四周均匀发光的点光源，发光强度为10cd10cd。如果。如果以这个点光源为球心，以以这个点光源为球心，以1m1

10、m为半径作一球面，问：为半径作一球面，问： （1 1）在球面上多大的面积范围内所通过的光通量为）在球面上多大的面积范围内所通过的光通量为1lm1lm？ （2 2）整个球面所通过的光通量是多少？）整个球面所通过的光通量是多少？ （3 3）如果球半径增大为）如果球半径增大为2m2m和和3m3m，上述两问又如何？，上述两问又如何？38 5 5 亮度亮度 定义：发光体在定义：发光体在视线视线方向上方向上单位面积发出的单位面积发出的发光强度。发光强度。 表达式：图中被视物表达式：图中被视物体表面积为体表面积为A A在视线方在视线方向上的发光强度为向上的发光强度为I I ,I ,I 与与表面表面A A的法

11、线夹角为的法线夹角为 ，则表面则表面A A在在 方向上的亮方向上的亮度为：度为：cosILA InIAAcos39 单位：单位： 1nt(1nt(尼特尼特) ) =1cd(=1cd(坎德拉坎德拉)/m)/m2 2 =1cd/10=1cd/104 4cmcm2 2 =10=10-4 -4sbsb（熙提）（熙提） =亚熙提亚熙提=(1cd/m=(1cd/m2 2) ) 40 太阳的表面1 650 000 000 cd/m2清光灯泡的灯丝7 000 000 cd/m2日光灯管5000 -15 000 cd/m2满月的表面2500 cd/m2阳光照耀的海边15 000 cd/m2400 lux下的白纸

12、 (反射率 0.8)100 cd/m2400 lux下的灰纸 (反射率 0.4)50 cd/m2400 lux下的黑纸 (反射率 0.04)5 cd/m2人工照明下的街道面0,5 - 2 cd/m241 照度和发光强度的关系照度和发光强度的关系 例：如图，在桌上例：如图，在桌上2 2米处挂着一米处挂着一40W40W白炽灯，白炽灯，I I0-450-45=30cd=30cd，求灯下桌面点求灯下桌面点1 1处及处及2 2处的照度值。处的照度值。 122130coscos07.52IElxr 2222222302cos5.42121IElxr 42 43 三三. .照明灯具照明灯具3.13.1灯具：

13、灯具：凡是能分配、透出或转变一个或多个光源发出光线的一种器具，并包括支承、固定和保护光源必需的所有部件，以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接到装置。光转换光转换光光分配分配光透出光透出44 3.2灯具的结构灯体上盖灯体上盖灯体灯体光源光源透明罩透明罩电器电器反光器反光器连接器连接器灯杆灯杆灯口灯口45 3.2灯具的结构灯体灯体安装底板安装底板电器电器反光器反光器灯头灯头灯罩灯罩光源光源46 灯体：灯具的主体，支撑和保护的作用灯体：灯具的主体，支撑和保护的作用 反光器：灯具照明的核心，将光源发出的光线按需要重新进反光器：灯具照明的核心，将光源发出的光线按需要重新进行定向分布，到达所需行定向分

14、布，到达所需 保护罩：保证光源安全、增加灯具的密封防护、改善光的分保护罩：保证光源安全、增加灯具的密封防护、改善光的分布布 灯杆插口：灯具的安装、连接灯杆插口：灯具的安装、连接 电器：光源正常、稳定工作的保障电器：光源正常、稳定工作的保障 光源：发光的主体，照明的光源光源：发光的主体，照明的光源3.3灯具的组成部分47 按需要调整光线到预期方位按需要调整光线到预期方位 提供与光源的电气连接提供与光源的电气连接 降低光损失，减少光源的眩光降低光损失，减少光源的眩光 拥有令人满意的外形拥有令人满意的外形 强化灯点燃与未点燃的装饰性强化灯点燃与未点燃的装饰性 保护光源、电器，并安全耐用保护光源、电器

15、，并安全耐用3.4灯具的功能48 3.5灯具的参数电气参数电气参数光学参数光学参数几何参数几何参数使用寿命使用寿命49 3.5灯具的参数电气参数电气参数 安全标准安全标准 电气参数电气参数 防护等级防护等级 热学指标热学指标50 3.6灯具的标准灯具安全性能灯具安全性能 GB7000.1 GB7000.1 EN 60598 parts 1 and 2 EN 60598 parts 1 and 2抗电磁干扰抗电磁干扰 GB17743 GB17743 EN 55015EN 55015EMC EMC 抗干扰性能抗干扰性能 GB17625 GB17625 EN 61547EN 61547照明供电线路照

16、明供电线路 EN 60570 EN 60570冲击强度冲击强度 EN 50102EN 50102质量标准质量标准 ISO9001ISO9001相关认证相关认证 CCCCCC、CQCCQC、CECE光度测量法光度测量法 EN 13032-1EN 13032-1 GB 9467 GB 9467室内、室内、GB7002GB7002投光灯、投光灯、GB9468GB9468道路道路51 3.7灯具的认证产品安全强制认证（中国）产品安全强制认证（中国）产品安全自愿认证（中国）产品安全自愿认证（中国）产品符合欧盟要求需要产品符合欧盟要求需要欧盟的产品安全规定标准欧盟的产品安全规定标准CCCCEENECCQC

17、52 3.8灯具的防护防护等级是指灯具外壳防固体异物、防水、防潮的保护级别，通常用特征字母“IPXX”和两个特征数字来表示。 IP0X第一位特征数字是指防止固体异物 进入灯具外壳内部的防护等级，用数字06表示不同的等级； IPX0第二位特征数字是指防止水进入灯具外壳内部的防护等级，用数字08表示不同的等级。 53 3.8灯具的防护防尘简要描述防水简要描述IP0X没有专门的防护IPX0没有专门的防护IP1X防大于50mm的固体异物IPX1防滴水（垂直滴水）IP2X防大于12mm的固体异物IPX2向上倾斜15防滴水；当外壳从正常位置向上倾斜15以内，垂直滴水无有害影响IP3X防大于2.5mm的固体

18、异物IPX3防淋水；与垂直成60范围以内的淋水无有害影响IP4X防大于1mm的固体异物IPX4防溅水；从任何方向朝灯外壳溅水应无有害影响IP5X防尘，不能完全防止尘埃进入，但进入量不能妨碍设备正常工作IPX5防喷水，用喷嘴以任何方向朝外壳喷水无有害影响IP6X尘密，无尘埃进入IPX6防猛烈海浪IPX7防浸水；以规定压力和时间将外壳浸入水中，进入的水不应达到有害的量IPX8防潜水；设备应适于制造厂规定条件下长期工作54 3.8.1防触电安全等级 灯具应制造承担灯具按正常使用安装和接线后以及为更换光源或可灯具应制造承担灯具按正常使用安装和接线后以及为更换光源或可替换的启动器而必须打开灯具时，即使不

19、是徒手操作，其带电部件是部可触替换的启动器而必须打开灯具时，即使不是徒手操作，其带电部件是部可触及的，基本绝缘部件不能用没有防意外接触措施的灯具外表面上及的，基本绝缘部件不能用没有防意外接触措施的灯具外表面上I I级级灯具必须接地，保证人身安全灯具必须接地，保证人身安全 IIII级级灯具不需接地，依然保证人身安全灯具不需接地，依然保证人身安全 IIIIII级级防触电安全依靠电源电压为安全特低电压，并且不产防触电安全依靠电源电压为安全特低电压，并且不产生高于特低电压的生高于特低电压的SELVSELV（safety extra-low voltagesafety extra-low voltage

20、）的灯具，特低电压有效值）的灯具，特低电压有效值50V50V的交流电压的交流电压55 3.8.2灯具的热学参数Ta灯具所适用的环境温度，通常没有标记是25C。灯具安装在易燃物表面标记。最高温度低于130C灯具表面温度低于70C，人手可触摸。灯具抵抗冲击的能力，冲击能量以焦耳（J）表示IKImpact hammer56 3.8.2光学的参数光学参数光学参数灯具效率灯具效率配光曲线配光曲线遮光角遮光角光束角光束角57 3.9灯具效率灯具效率（LOR）:是指在规定条件下测得的灯具所发出的光通量与灯具内的所有光源发出来的光通量的测定值之和的比值。灯具效率是衡量灯具光利用率高低的重要指标。例如：间接照明

21、 上射光输出比（ULOR）：灯具向上输出光通量与光源光通量的比值 下射光输出比（DLOR）：灯具向下输出光通量与光源光通量的比值 灯具效率 ：LOR=ULOR+DLORULORDLOR58 3.10配光分布配光曲线即灯具的光强分布曲线。在通过光中心的的平面上，将光源或照明器在空间各方向的发光强度表示为角度（从某一给定方向算起）函数的曲线，以极坐标或直角坐标表示，它表明了灯具的照明性能。主要用途： 照明设计的依据 照明效果表现的必需 产品选择的基本 提供灯具光分布特性的大体概念 计算灯具在某一点产生的照度 计算灯具的亮度分布 303060609090120120150150150300450 c

22、d/1000 lmC90-C270C0-C18059 3.11遮光角 1. 遮光角（保护角）：光源发光体最边缘一点和灯具出光口的连线与通过光源光中心的水平线之间的夹角 。对于磨砂泡或有荧光粉涂层的灯,整个灯是发光体;对于透明泡壳,钨丝或电弧管才是发光体2. 截光角:与保护角互余,指水平线和视线之间的夹角60 3.12光束角1. 光束角：发光强度等于1/2峰值光强的方向所包容的角度。61 灯具按光束角分类灯具按光束角分类 一般而言：窄 光 束：光束角40 窄光束 中光束 宽光束3.12光束角62 光强图表光强图表等光强曲线等光强曲线极坐标曲线极坐标曲线直角坐标曲线直角坐标曲线3.13灯具配光 光

23、学表现图表63 普通支架普通支架聚光灯聚光灯应急照明灯应急照明灯3.13灯具配光64 3.14灯具分类65 办公3.14灯具分类66 学校3.14灯具分类67 医疗3.14灯具分类68 3.14灯具分类 商店69 3.14灯具分类 工业70 3.14灯具分类 道路和城市71 3.14灯具分类 庭院72 3.143.14灯具分类灯具分类 泛光泛光73 3.143.14灯具分类灯具分类 体育照明体育照明74 4.1）灯具的效率(光输出比)定义： 问题在：光源在灯具内和灯具外发出的光线不相同，即光源的光通量和环境温度有关，有些光源的关系还很大，如：荧光灯和高压钠灯。四.照明灯具应用分析75 4.2）

24、.灯具的安装距高比(S/H)一个场所的照明都需要由若干个灯的光线迭加后才能完成. 例如:一个5000m2照度500lx的商场,需要2500000lm,如此大的光通量只能大量小光通量的灯来提供. 一个36W的荧光灯具给出1600lm,就要1563只; 一个400W的HID灯具给出26000lm,就要96只. 问题是怎样布置采纳使受照面上的照度均匀?灯具的配光曲线决定了两个灯具之间的安装距离:安装得太远,两灯之间有暗区;安装得太近,两灯之间有亮区;76 4.3）灯具的利用系数 灯具的利用系数(CU)=从灯具中发出并最后落在工作面上的光通量工作面与灯具内光源额定光通量光源之比. 工作面=灯具直接射向

25、工作面的光通量 DR+室内的多次反射光射向工作面的光通量R.77 4.4）灯具类型的选择 分类名称灯具下半球光通/灯具全光通灯具上半球光通/灯具全光通图例直接照明型90-100%0-10%半直接照明型60-90%10-40%中间照明型或直接-间接照明型40-60%40-60%半间接照明型10-40%60-90%间接照明型0-10%90-100%78 4.5）照明功率密度（LPD） 建筑照明功率密度值不应大于标准建筑照明功率密度值不应大于标准GB50034GB5003420132013的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。高或折减。 房间或场所照明功率密度（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值普通办公室9 98 8300300高档办公室、设计室151513.513.5500500会议室9 9