照明系统节能

公共机构主要节能技术利用和改造管理

—采光与照明詹庆旋照明系统节能第1页绿色建筑是指在建筑全寿命周期内，最大程度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和降低污染，为人们提供健康、适用和高效使用空间，与自然友好共生建筑。什么是绿色建筑？照明系统节能第2页绿色照明是节约能源资源，保护环境，有利于提升人们生产、工作、学习效率和生活质量，促进身心健康照明。绿色照明是绿色建筑主要组成部分绿色照明以人为本，实施照明节能要以确保

照明品质为前提，并兼顾环境保护。什么是绿色照明？照明系统节能第3页我国在1996～“九五”、“十五”期间，曾先后开展了两期绿色照明项目，累计节电590亿千瓦时，降低二氧化碳排放1700万吨（碳计），二氧化硫53万吨，取得显著经济和环境保护效益。绿色照明“环境保护、节能、健康”宗旨已深入人心。我国绿色照明发展照明系统节能第4页绿色照明行动在继续2009年7月24日—国家发改委、联合国开发计划署（UNDP）、全球环境基金（GEF）合作项目“中国逐步淘汰白炽灯、加紧推广节能灯”（2009-2012）开启。联合国秘书长潘基文出席签字仪式2009年9月—国家发改委等六部委联合公布《半导体照明节能产业发展意见》年11月—住建部公布《“十二五”城市绿色照明规划纲要》2011月—国家发改委公布《半导体照明应用节能评价技术要求》（）201月1日—国务院同意《绿色建筑行动方案》201月31日—国家发改委等六部委联合公布《半导体照明节能产业规划》20完成报批与照明节能相关设计标准规范：《城市照明规划规范》、《城市照明节能评价标准》（以上新编）；《建筑照明设计标准》、《建筑采光设计标准》（以上修订）照明系统节能第5页人工光环境消费大量电力全球电气照明消费30,000亿千瓦时电力照明系统节能第6页人工光环境消费大量电力城市、建筑与生活离不开灯光美国建筑消费1/3能源，2/3电力，1/8水资源.。美国照明用电约7000亿千瓦时全球照明用电占电力消费量17%；我国约为13%年我国全社会用电量到达49591亿千瓦时；推算照明用电到达6447亿千瓦时，超出7个三峡电站发电量，人均照明用电量近500千瓦时（我国照明用电量约为5000亿千瓦时）

照明系统节能第7页2月曾在德国对3,145位办公室工作人员做了调查，问题是“假如你来构想理想办公场所，你认为何是尤其主要？”结果：“光/照明/明亮房间”取得了优先认可。理想办公场所标准光/照明/明亮房间平静/或者隔音办公室当代化/高性能技术设备适合气候/空调充分空间符合工效学桌椅愉快环境/友好同事通风/打开窗子装饰（图画、植物等）大窗户照明系统节能第8页“公共机构办公建筑应该充分利于自然光，使用高效节能照明灯具，优化照明系统设计，改进电路控制方式，推广应用智能调控装置，严格控制建筑物外部泛光照明及外部装饰用照明”—《公共机构节能条例》第32条（国务院8月1日）公共机构绿色照明应恪守

《公共机构节能条例》照明系统节能第9页光度量和光颜色光度量：1、光通量Φ

单位：流明lm2、发光强度I

单位：坎德拉cd3、照度E

单位：勒克斯lx4、亮度L

单位：坎德拉每平方米cd/m2光颜色定量表示：

1、色表——色温K2、显色性——普通显色指数Ra0～100；

特殊显色指数Ri0~100

照明系统节能第10页

光通量

Φ—按照标准人眼视觉特征评价辐射通量单位：流明(lm)照度

E—受照面上接收光通量面密度单位：勒克斯(lx)1lx=1lm/m2照明系统节能第11页亮度

L—在给定方向上发光强度面密度单位：坎德拉每平方米(cd/m2)对于漫反射材料：发光强度

I—单位立体角内发射光通量与该立体角之商单位：坎德拉(cd)照明系统节能第12页光度量和光颜色与照明亲密相关两个色度量

①色温Tc——当光源色品与某一温度下黑体色品相同时，该黑体绝对温度为此光源色温，单位为K。

②显色指数CRI——光源显色性度量，以被测光源下物体颜色与参考标准光源下物体颜色相符程度来表示，符号为Ra（普通显色指数）。参考标准光源显色指数为100

照明系统节能第13页光源相对光谱功率分布(复合光）

日光白炽灯荧光灯（高级）

金属卤化物灯高压荧光汞灯高压钠灯照明系统节能第14页光颜色质量

色品—色温显色性—显色指数照明系统节能第15页照明系统节能第16页不一样色温室内环境感受差异照明系统节能第17页不一样显色指数Ra显色效果照明系统节能第18页采光设计标准天然采光设计以采光系数作为天然光照明定量指标，

以“C”表示采光系数：

En—在全阴天空漫射光照射下，室内给定平面上某一点

所产生照度（lx）；

Ew—与室内给定平面上某一点照度同一时间，在室外无

遮挡水平面上由全阴天空漫射光所产生室外照度。充分利用自然光照明系统节能第19页采光系数设计标准值=K×C我国光气候分区室外天然光临界照度—考虑室内完全用天然光照明时室外最低照度，用于要求采光系数标准值。充分利用自然光照明系统节能第20页采光效果模拟计算采光模式指南（DaylightingPatternGuide）美国爱达华大学和华盛顿大学合作开发一个在线无偿互动采光设计工具照明系统节能第21页

面积过大天窗和玻璃幕墙引进过量自然光同时，也将大量日光辐射热引入室内，夏季增加空调制冷负荷；冬季则有大量供暖热量从大面积玻璃逸出，对节能不利。光和热能源利用要取得平衡长沙市高铁车站候车大厅照明系统节能第22页

室内天然光调整

照明系统节能第23页充分利用自然光

为了增加和调整室内天然光，实践中已经有各式各样控光装置。

德国Wiesbaden市一组办公楼南向采取自动调整复式遮阳板，日光强烈时遮蔽大部分日光（图a），阴天时则把天空光反射到室内（图b），北向采取固定式反光板（图c）遮阳板自动调整与室内供暖和制冷系统控制连接，确保室内有舒适温度，而且低能耗。bcabc照明系统节能第24页充分利用自然光利用光敏传感器跟随室外光线改变自动调整室内天然光不足区域照明，使工作面上照度保持稳定。照明系统节能第25页充分利用自然光另一类增加室内天然光方法是利用管式天然光导光系统，它能够把天然光输送到不能直接收天然光空间。按装置结构形式天然光

导光系统可分为主动式和被动式。主动式管式天然光导光系统有追踪

日光定日镜，能够把日光和天空光都引入室内，但结构复杂，成本

高，不轻易普及。被动式导光管仅导入天空光，结构比较简单。照明系统节能第26页奥运会柔道跆拳道馆被动式导光管应用案例照明系统节能第27页光伏照明光伏照明并非零能耗照明，制造太阳能电池板要花费大量电力；当前惯用晶硅光电池光电转换效率平均只有15~20%；

（每平方米晶硅电池太阳能光伏组件年发电量：年日照时数

小时，年发电量200KWh/m2)太阳能光伏组件发电量受材料、天气、电池板角度等原因影响较大；太阳能发电在白天，照明应用在晚上，所以需要蓄电。蓄电增加成本，蓄电池维护不妥会造成严重环境污染；在没有电力供给地域，集中式太阳能发电供照明应用优于分散式；

如能并入市电电网效果更加好；在有电力供给地域，是否采取光伏照明要依据切实全寿命周期经济

分析后确定。照明系统节能第28页电光源发展三代电光源：1879——第一代——热辐射光源（普通白炽灯，卤钨灯）第二代——气体放电光源（荧光灯，低压钠灯；高强气体放电灯HID—高压汞灯，高压钠灯，金属卤化物灯） 第三代——固态照明光源SSL（半导体发光二极管LED,有机半导体发光二极管OLED等）照明系统节能第29页公共机构办公建筑惯用照明光源直管型荧光灯（1、2、3），单端荧光灯（4），紧凑型荧光灯（俗称节能灯5、6、7），金属卤化物灯（8、9、10），卤钨灯（11、12），LED灯（13、14、15），LED模组（16、17、18、19、20）电光源主要技术性能指标：1、发光效能lm/W2、光颜色

3、寿命4、电气附件及控光性能照明系统节能第30页灯型功率（W）光通量（lm）光效（lm/W)显色指数（Ra）1直管荧光灯ø26mm18-70870-620061-8985-982直管荧光灯ø16mm14-801100-615067-10485-934

单端双管荧光灯

16-80950-650067-10080-936单端2U型荧光灯（节能灯）

10-42600-320060-7580-907单端自镇流荧光灯（节能灯）8-30380-194048-6680-908单端陶瓷金卤灯20-4001600-410080-10880-8510双端陶瓷金卤灯

70-1505100-1450073-10475-9511卤钨灯（带反射器）10-100350-33000﹡-10014LED灯（带反射器，低压）4.5-10180-450﹡-80-9015LED灯（替换白炽灯）2-1295-90045-7580-9017LED灯（直管型ø26mm）11-30630-260058-8570-8519标准化LED模组9-39800-300052-8580-95办公建筑惯用照明光源性能指标本表源自licht.wissen04OfficeLighting注：﹡单位为坎德(cd）

照明系统节能第31页产品居民（亿只）工业（亿只）商业、公共（亿只）全国在用量（亿只）拥有率（％）普通照明产品16.081.572.0319.6827.50其中：白炽灯12.840.560.5313.9319.46卤钨灯1.090.090.721.902.66传统高效照明产品25.737.4718.5351.7372.30其中：

紧凑型荧光灯（节能灯）19.352.237.7729.3541.02

直管荧光灯6.384.3310.6221.3329.81高压钠灯0.090.030.120.17LED照明产品0.020.120.140.20累计41.819.0420.5671.55100我国各类用户照明产品在用量及拥有率本表源自国家发改委等六部委《半导体照明节能产业规划》-1-31照明系统节能第32页电光源发展

发展：T12(Ø38mm)T8(Ø26mm)T5(Ø16mm)T5灯管优点：1、光效高，见表12、体积小，节约材料和运费

T12灯管为1.361立方米（100%）

T8灯管为0.637立方米（47%）

T5灯管只有0.231立方米（17%）3、灯管长度调整为1148毫米，使灯具长度减小到1200毫米以下，节约了灯具材料，也与600毫米顶棚板材模数匹配，便于安装。■

公共建筑室内照明，当前荧光灯仍是电光源主角T12,T8,T5灯管比较照明系统节能第33页电光源发展类型管径(mm)长度(mm)灯功率(W)光通量(lm)光效(lm/W)镇流器T1238120040320080电感T826120036335093电感T5161148282900104电子表1不一样管径荧光灯光效比较

■T5灯管与电子镇流器组合比T12灯管光效提升30%

照明系统节能第34页电光源发展新一代MW陶瓷金卤灯315W210W竖置灯头在上水平位置竖置灯头在上水平位置光通量

lm38700387002415024150光效

lm/W123123115115色温

K3030313029502970显色指数

CRI92909190特殊显色指数

R945455050平均直觉色差MPCD0到-100到-100到-150到-158000小时流明维持%90909090寿命

h0000表2PHILIPS新一代MW陶瓷金卤灯技术性能

■HID灯值得注意进展是陶瓷金卤灯出现使金卤灯稳定性大大提升，光色愈加优美和多样化。图2新一代陶瓷金卤灯（左315W）和现有陶瓷金卤灯（中、右400W）比较照明系统节能第35页逐步淘汰白炽灯是全球照明节能行动照明系统节能第36页步骤实施期限目标产品额定功率实施范围

与方式备注110月1日-9月30日过渡期为一年公布公告及路线图210月1日起普通照明用白炽灯≥100W禁止进口、国内销售

---310月1日起普通照明用白炽灯≥60W禁止进口、国内销售公布卤钨灯能效标准，禁止生产、进口与销售低于能效限定值卤钨灯410月1日-9月30日进行中期评定，调整后续政策510月1日起普通照明用白炽灯≥15W禁止进口、国内销售最终禁止目标产品和时间，以及是否禁止生产视中期评定结果而定中国逐步淘汰白炽灯路线图照明系统节能第37页

科技进步推进了新一代光源诞生

（SSL—固态照明）照明系统节能第38页

白炽灯谢幕，固态照明登场LED异军突起各种光源发光效能比较照明系统节能第39页白炽灯谢幕，固态照明登场

LED是新一代半导体光源，含有光效高、寿命长、安全、轻易进行智能控制、色彩丰富，比气体放电灯更环境保护（无汞）等优势，技术发展很快。近年来，LED照明光源在我国室内外照明领域已经有广泛应用，而且正在大力推广，LED照明产品在用量达1400万只，LED照明应用产品产值190亿元，占全球60%

照明系统节能第40页白光LED灯生成照明系统节能第41页LED灯光谱组成与物体色知觉关系照明系统节能第42页在光谱功率分布图上，色温3700K以下LED发射红色辐射峰值比5000KLED宽，因而改进了它显色性照明系统节能第43页有机发光二极管OLED是由厚度只有几纳米有机材料组成半导体，发出光是漫射，形成一个面光源。OLED代表照明应用全新未来。经过形状和颜色结合，OLED将形成用光装饰和创造个性化环境新方式。另外，OLED也含有比节能灯泡更节能、更省钱潜力。

其优点是：

光效高——当前已达60lm/W,未来将在100lm/W以上

亮度低——通常3000cd/m2以下，无眩光

寿命长——可达10万小时

环境友好——不含有毒物质

颜色品质好——光谱全，白光靠近天然光，

可调出任意颜色光

灵活性强——任意形状，透明，镜面

轻、薄——节约材料，灯具成本低

低电压——安全

OLED照明技术进展照明系统节能第44页OLED产品照明系统节能第45页OLED在建筑中应用照明系统节能第46页白炽灯谢幕，固态照明登场不过，应用LED固态照明（SSL）是一项成长中新兴技术，还有一些妨碍市场接收问题需要逐步处理，主要是：

■LED产品不一致性和不确定性■没有建立统一完善产品规格、标准和质量分级■价格偏高■白光LED颜色质量不尽人意1月，国家发改委等六部委联合发出《半导体照明节能产业规划》，提出到年半导体照明节能产业产值将到达4500亿，其中LED照明应用产品产值1800亿元；并规划到年，LED功效性照明产品市场拥有率到达20%，景观装饰等照明产品到达80%以上。照明系统节能第47页LED照明节能灯具光技术要求当前我国LED照明灯具产品技术标准尚不完善，在选择LED照明灯具时可参考国家发改委年11月公布《半导体照明应用节能评价技术要求》（）。在该文件中对LED室内惯用筒灯灯具性能提出以下主要指标：1、灯具效能（Ra≥80）

2、光通维持率——点燃3000小时后，光通维持率不低于96%；点燃6000小时后不低于92%；点燃30000小时后不低于70%3、色温——4000K及4000K以下4、显色指数——Ra≥80;R9＞05、颜色一致性（颜色空间分布特征，颜色漂移，色容差）色温3000K4000K灯具出口形式格栅保护罩格栅保护罩灯具效能（lm/W）65707075照明系统节能第48页照明节能灯具节能和经济效益分析1、节能效益——照明灯具节能效益可按取得一样光输出(lm)所消耗电

力(W)进行比较。2、经济效益——以照明节能改造前后照明装置每年花费为基础分析比较，

可参考下式计算：式中：K—照明装置每年费用；nt—灯总数；P—一台灯具价格p—P项每年利息折旧，以百分数表示；I—每台灯具安装及材料费；

q—I项每年利息折旧，以百分数表示；

R—每台灯具一年清洁费；nl—每台灯具内灯数；L—一只灯价格；W—换一只灯花费；a—电费；N—一只灯耗电量（包含电器附件耗电）KW；tl

—灯有效寿命，小时；tB—一年使用照明装置小时数。

照明系统节能第49页美国能源部对市售LED照明应用产品能效监测结果照明系统节能第50页美国照明电力消费

总计7000亿KWh,约占美国电力总消费19%25%49.8%8.3%16.9%100%照明系统节能第51页~2030美国全国照明设施发展预测注：①Tlm-hr:10亿千瓦小时②本图源自“EnergySavingsPotentialofSolid-StateLightinginGeneralIlluminationApplications”美国能源部研究汇报1月白炽灯卤钨灯*节能灯直管型荧光灯高强气体放电灯半导体灯照明系统节能第52页美国—2030年照明消费节能预测注：①Tlm-hr:10亿千瓦小时②本图源自“EnergySavingsPotentialofSolid-StateLightinginGeneralIlluminationApplications”美国能源部研究汇报1月

住宅公共（商业）工业户外基线照明系统节能第53页照明控制

美国最近建筑节能标准《ASHRAE90.1-》大幅度提升了对照明控制要求。比如室内和室外照明在不使用时候都要自动关灯；大范围推广人体感应传感器（occupancysensors),获取天然光（daylightharvesting)自动控制，照明水平分级(multilevel)控制和自动化连续调光（automaticcontinuousdimming)等。另外，对使用先进照明控制技术还给予可提升LPD激励；同时还要求要进行照明控制功效试验，并提供使用和维护说明书。

MichaelJouan说：“照明控制是建筑节能一个关键要素；它们在建筑中现在是“必须有”而不再是“喜欢有”。这些控制在提升用户舒适度和工作效率同时，能降低60%甚至更多浪费照明能源。”

照明系统节能第54页利用调光控制改变照明场景照明系统节能第55页无智能控制时钟控制人体感应传感器自然光智能控制不一样照明控制方式节能效益图解照明系统节能第56页办公室照明光源、电器及照明控制节能潜力照明系统节能第57页控制策略举例平均节能定制调光高端减光微调（镇流器调光），作业调光，流明维持，分区/用户组控制36%个人调整调光器、无线开关、两级开关、电脑控制（用于私人办公室、工作站专用照明、学校教室）31%天然光采集光传感器28%用户人体感应传感器、时钟开关、EMS24%各种策略上述控光方法任意组合38%

照明控制节能效益注：本表源自《Leukos》8（3）：161-180，Lightingcontrolsincommercialbuildings

（对88篇研究文件、240个案例分析研究结果）照明系统节能第58页改进电路控制有利于照明节能（例）窗窗窗窗照明系统节能第59页照明设计标准和规范照明设计必须恪守规则：国家标准、部标；CIE标准、欧盟标准、美国家标准准等。基本内容：

1、照度水平（照度等级、维持平均照度、参考平面、照度均匀度）

2、统一眩光评价值（UGR）

3、光源显色指数（Ra）

4、照明功率密度限值（W/m2）—强制性条文照明系统节能第60页照明系统节能第61页《建筑照明设计标准》（GB50034—）照明系统节能第62页统一眩光值UGR计算

UGR值对应不舒适眩光主观感受UGR不舒适眩光主观感受28严重眩光，不能忍受25有眩光，有不舒适感22有眩光，刚好有不舒适感19轻微眩光，可忍受16轻微眩光，可忽略13极轻微眩光，无不舒适感10无眩光照明系统节能第63页《建筑照明设计标准》强制性条文！（GB50034—）照明系统节能第64页美国空调照明节能标准连续调整LPD建筑面积方法照明功率密度LPD（W/m2）1999/差值（%）学校/大学1512-21%9.9办公楼1310-23%9.0商店1915-21%14医院1612-25%12.1旅馆1710-41%10体育馆1711-35%10

照明功率密度限值LPD是一个动态标准，伴随光源和灯具效能提升，LPD也要对应地减小，从而推进照明设计选取光效能更高光源和灯具，到达照明节能目标。美国空调、制冷和供暖工程师学会与北美照明学会自1975年联合在建筑节能标准（ASHRAE/IES90-75）中提出这一照明节能概念以来，已进行过屡次修订，LPD有大幅度下降。ASHRAE/IESNAStandard90.1照明系统节能第65页房间或场所照明功率密度（lm/W）对应照度值（lx）现行值目标值普通办公室9.08.0300高档办公室、设计室15.013.5500会议室9.08.0300服务大厅11.010.0300注：此表适适用于全部类型建筑办公室和类似用途场所照明。我国新修订《建筑照明设计标准》

（报批稿）表6.3.3办公建筑照明功率密度限值（LPD）照明系统节能第66页严格控制建筑装饰及环境景观照明

从1989年上海外滩成规模地建设景观照明工程以来二十多年间，中国已经发展成城市景观照明规模最大，投资最多，景观照明最亮、最炫国家。景观照明在配合重大庆典活动和改进城市面貌方面发挥主动作用同时，也造成资源、电力和资金巨大浪费和严重光污染。按照建设绿色、低碳城市要求，当前城市景观照明建设普遍存在过多！过亮！过乱！现象必须果断纠正。

公共机构建筑立面装饰照明及场地环境景观照明要认真

执行《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T163-）

公共机构建筑立面装饰照明及场地环境景观照明应保持

简约、朴素大方格调，果断杜绝过亮、过分华丽

夜景照明，预防光污染。

照明系统节能第67页照明系统节能第68页照明系统节能第69页城市夜景照明设计规范（JGJ/T163-）

材料反射

比

%平均照度(lx)范围与对应照明功率密度(LPD)限值W/m2

E2

低亮度环境（乡村工业或居住区)

E3

中等亮度环境

(城郊工