照明节能是照明设计的重要任务.ppt

1、照明节能是照明设计的重要任务,中国航空工业规划设计研究院 任元会 2008-11-20,1 照明节能是照明设计的首要任务 评价照明工程设计的优劣，应考虑五个要素。 第一、安全：主要是防电击、防火安全。 第二、适用：满足使用要求，必要的照度水平和良好的照明质量，满意的视觉环境。 第三、节能、环保：提高照明系统能效。 第四、经济：合理的初建费用和运行维护费用，良好的性价比。 第五、美观：高等级公共建筑、景观照明更重要。 五个要素是一个系统的、完整的概念，必须有机结合。安全是基本保证，适用是通常应满足的要求，节能、环保则是重要方针。当前，主要偏向是忽视节能，特别是高档宾馆等公共建筑，在装饰设计中缺乏

2、节能意识的问题比较突出。,推广应用高效光源取代低效光源 2.1 严格限制（乃至禁止）使用白炽灯 (1) 白炽灯有很多优点，显色性好，起点简单快捷，调光方便等，但光效太低，不适应当前节能减排的方针，逐步淘汰白炽灯，是世界各国共同关注的任务，是必然趋势。如澳大利亚于2007年初确定在3年后禁止使用白炽灯；2008年10月欧盟成员国要求年底前制订计划，从2010年起禁止销售白炽灯等高耗能家用照明器材；美国在2007年底修订的能源法，确定于2012、2014年前分两批淘汰白炽灯；日、加等国都相应提出了类似的方针。,(2) 我国2004年颁布了建筑照明设计标准（GB50034-2004），规定了严格限制

3、的白炽灯应用及要求； 多年来我国十分重视绿色照明，制订了实施计划； 2007年财政部和发改委制订了高效照明产品推广财政补贴资金管理办法，确定在2008年到2010年三年中，每年推广5000万只高效光源替代白炽灯等。预计可节能290108 kWh，确定13家企业提供高效光源，国家给予补贴（城乡居民按50%，大宗用户按30%补贴）。,(3) 当前，应用白炽灯（除特殊需要外）最多的是宾馆、农村和家庭等。宾馆的客房、餐厅、大堂等，白炽灯使用过多。 (4) 要减少以至逐步淘汰白炽灯，对农村、家庭，除宣传、教育外，主要靠政策性措施；对宾馆，则应对照明工程设计师、装饰设计师、宾馆建设者和管理者进行必要的宣传

4、、培训，增强节能环保意识，提高照明技术水平。有人说，高级宾馆照明要用白炽灯，才能营造舒适的光环境。当今有多种高效光源，可满足显色性、暖色温、调光以及装饰性等要求，能营造满意的视觉环境。,2.2 限制荧光高压汞灯应用 (1) 荧光高压汞灯光效低，显色性不好，不利于照明节能和照明质量，所以国标GB50034-2004规定不宜采用，特别是不应使用光效更低的自镇流汞灯。 由于汞灯价格较低，仍有很多城市支路，工厂区及居住区道路，以及老企业的车间等场所使用，节能改造仍是很艰巨的任务。 (2) 在高大建筑及工业厂房和道路照明，应推广使用金卤灯和高压钠灯。 有显色要求的选用金卤灯； 显色要求高的应选用陶瓷金卤

5、灯，其光效也更高； 没有显色要求的场所，以及道路照明，可用光效更高的高压钠灯。,2.3 积极推广和合理应用荧光灯 (1) 荧光灯以其高光效及各种优异性能，在公共建筑、居住建筑以及较低的工业场所获得广泛应用。稀土三基色直管荧光灯光效已达100105 lm/W，显色指数（Ra）达8085，有各种色温（27008000K）可满足不同需要。,(2) 荧光灯的类型及发展 a 管径变细：上世纪70年代末研制出T8（管径26mm），90年代又研制出T5（管径16mm）灯管，其光效提高约10%，耗材更少，更符合节能、环保要求。 b 使用稀土三基色荧光粉，逐步取代卤磷酸钙荧光粉。 c 除直管（双端）外，有紧凑型

6、（CFL）、环形等。 d 还有高频电磁感应原理制成的无极荧光灯。,(3) 根据不同要求合理选择荧光灯 a 三基色直管荧光灯能效高，适应于所有功能性照明场所，如办公室、教室、医院、一般商场、较低的工业用房间等。 b CFL灯接近点光源，主要用于装饰要求较高的公共建筑，自镇流荧光灯适合于取代白炽灯。 c 无极荧光灯最主要特点是使用寿命长，主要适用于难以更换光源的场所。,(4) 直管荧光灯应用要求 a 必须选用细管径（26mm）灯管，即T8、T5管，光效更高，节能、节材，更环保。 b 必须选用稀土三基色荧光灯，其光效更高、显色性好（Ra80），寿命更长，虽然其价高，但光效高，所需要的灯管数减少15%

7、25%，所减少的灯具和镇流器费用足以弥补灯管增加的费用，甚至有多，不仅节能，还降低了建设投资。 c 选用功率较大的灯管：功能性照明场所应选用不小于4呎长灯管（即T8-36W，T5-28W）；除装饰要求特殊外，不应选用2呎长的灯管（即T8-18W，T5-14W）。这种小灯管耗电要增加35%40%。 d 对多数功能性照明场所，照度多在300750 lx左右，宜选用中色温荧光灯。,2.4 关于LED的应用 (1) 十多年前白光发光二极管（LED）的问世，使其进入照明领域成为可能。 (2) LED的主要特点和优点：寿命长，颜色丰富，起点快捷，可调光，耐震动，耐气候性能好，使用安全。其前景十分广阔。预计

8、在若干年后，将会广泛应用于室内外照明领域。,(3) LED最具优势的应用场所： a 交通信号灯：有更换维护光源及颜色优势。 b 建筑和构筑物的景观照明，包括园林、绿地、雕塑、喷水等景观，特别是要求多色彩变化、动感强的商业场所。 c 广告牌及其他显示照明。 d 建筑内标志灯、应急疏散标志灯等。 e 汽车尾灯。,(4) 开始应用和可以创新开发应用LED的场所 a 机动车较少的支路、乡村道路、居住区道路等。 b 需要装设节能自熄开关的灯，如住宅及类似建筑的楼梯间、走道、雨蓬灯等。 c 宾馆及类似公共建筑要求装饰性的厅堂照明，宾馆客房需调光的床头灯，夜灯，客房的开门灯等。 d 台灯，生产用局部照明灯。

9、 LED应用场所不限于此，随时间推进，逐步扩大范围。,(5) 关于LED的发展，寄语照明界同行：LED是一个发展很快、很有前景的新光源，照明界同行应致力于研究、解决应用于照明领域的技术问题，不断完善促进其发展，切忌浮躁、夸张和炒作。 LED是一个半导体器件，需要经组合、封装，配套驱动控制电路，解决散热问题，组成符合照明要求的完整灯具，是一项涉及光、热、机、电等多学科的系统工程，需要解决很多技术难题，如降低光通衰减，降低色温，提高显色性，处理好散热和对各种参数的影响，以及灯具的各类光分布等，都需要更多工作，潜心、致力、务实、低调，努力成就一个新兴的优质照明产品。 切忌夸大之词，不要轻易宣称比谁节

10、能50%、60%不要轻言几年内取代传统光源，要用切实的科技成果，产品数据，赢得市场。LED必将在照明领域中占有重要地位。,灯具是保证照明安全，提高能效的重要因素 3.1 合理选用灯具是照明安全的重要保证 照明安全最主要的防电击、防火，还有防爆、防尘、防水、防腐、防机械损伤等。 按灯具的一般安全要求与试验（GB7000.1-2002）（等同IEC60598-11999）规定灯具的防电击分类为四类： 0类 仅依靠基本绝缘，能适应正常条件下电击防护， 但绝缘失效时，则只能依赖于环境条件。 类 除基本绝缘外，还有附加措施，即外露可导电部分应按地（通过PE线）。 类 除基本绝缘外，还有附加措施，即双层或

11、加强绝缘。 类 采用安全特低电压（SELV）供电。,2007年11月最新修订的GB7000.1-2007（等同IEC60598-12003），取消了0类灯具，从2009年1月1日实施，从此时起，不能再生产、销售和使用0类灯具。由于实际应用中，选用类、类较少，大多数都选用类灯具。 因此，照明工程设计中，对大多数的类灯具，应按PE线，并按低压配电设计规范（GB50054-95）要求作接地故障保护。,3.2 合理选用灯具，提高照明能效 灯具对照明系统能效有重要影响，为此，应合理选择灯具： 第一是选择灯具效率高的灯具，在满足限制眩光条件下，尽量选用不带遮光附件的直接型灯具。 第二是选择光通维护率高的灯

12、具。 第三是按室形指数选择配光，室形指数较大时，应选择宽配光灯具。 第四是建筑条件，如墙壁、顶棚、地面应有较高反射比。,镇流器是保证照明质量，提高能效不可忽视的因素 4.1 镇流器对照明质量和能效的影响 不同类型的镇流器的自身功耗不同 电感镇流器的功耗比较大，尤其是小功率放电灯之镇流器功耗占灯功率的百分比则更大； 高效节能型电感镇流器降低了自身功耗，HID灯更是显著； 荧光灯电子镇流器功耗更低，T8荧光灯用电子镇流器时，用高频电流，光效约提高10%。,(2) 电感镇流器存在一定的频闪效应，对连续作业有不良影响，高频电子镇流器可降低频闪深度。 (3) 电感镇流器谐波较小，而电子镇流器谐波比较大，

13、特别是功率25W的放电灯，其谐波（特别是3次谐波）太大，加大了对配电系统的污染。 (4) 线路功率因数：电感镇流器之功率因数很低，约为0.40.5左右；电子镇流器25W灯者可达0.95以上；而25W以下灯管，由于谐波之影响，功率因数仅0.50.6。,4.2 镇流器的选用 (1) 按设计标准规定选型： a 自镇流荧光灯应配电子镇流器。 b T8直管荧光灯应配电子式或节能电感式； T5灯管只能用电子式。 c HID灯应配节能电感式，小功率HID灯可用电子式； 对于电压偏差较大，特别是道路照明，宜用恒功率型镇流器； 对于道路照明，可用变功率（双功率）镇流器，以便在后半夜降低一半照度。,(2) 采用节

14、能电感镇流器时，应提高功率因数；降低频闪效应的影响。 (3) 采用电子镇流器时，应选用优质产品，保证使用寿命和可靠性；更应重视谐波的不良影响。 按照国标电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（GB17625.1-2003）规定的C类设备（即照明设备）谐波电流限值，对功率25W的放电灯，3次谐波电流为基波电流的百分数，不超过“30”（为电路功率因数），说明谐波比较大，对配电系统有一定影响。,对功率25W的放电灯，3次谐波限值为86%，5次谐波为61%。不仅污染电网，且在三相四线系统的中性线（N线）上呈现3倍电流叠加，建议采取以下措施： a 一座建筑内不要大量使用25W的灯管。 b 如必须使用，设计提出

15、技术要求，规定3次谐波或总谐波限值不大于20%（或30%）。 c 采取滤波措施。 d 加大配电线路，特别是N线截面。,4.3 有3次谐波时，配电线电流计算及截面选择 (1) 谐波效应的计算：当用电缆或绝缘线套管时，按建筑物电气装置 布线系统载流量（GB/T16895.15 -2002）之附录C的方法，各相平衡的三相四线制系统，N线和相线截面相同，同一电缆内视为一个综合发热体原则来选择截面。 当3次谐波电流小于基波电流的33%时，应按相线电流（含谐波）选截面； 当3次谐波大于33%时，应按N线电流选截面（其中，3次谐波为33%45%时，应除以0.86系数）。,(2) 计算示例：某照明配电线路供给

16、单灯功率25W放电灯，设线路计算电流为100A（未计谐波），3相平衡； 3次谐波最大达86%，此时，N线产生的电流（IN）按式（1）计算： IN=100863=258A （1） 此时，计入谐波后相线的计算电流约可达150200A。按258A选择相线和N线截面。 如果是明敷导线，也可以分别按不同电流选择相线和N线截面。,4.4 有关镇流器标准及应用的建议 (1) 国标GB17625.1-2003中C类（照明）设备，功率25W的谐波电流限值规定过宽，建议修订该标准时，应降低谐波限值，或分为两个等级规定。 (2) 尽快修订管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值（GB17896-1999），该标准规定的能效值既不合理，又不直观，甚至有错误，九年来基本上未能实施。 (3) 对所有镇流器能效标准