綠色照明技術(shù)綜述.doc

綠色照明技術(shù)課程論文綠色照明技術(shù)綜述姓名 學(xué)號(hào)摘要：綠色照明是美國(guó)國(guó)家環(huán)保局于20世紀(jì)90年代初提出的概念。綠色照明包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適等四項(xiàng)指標(biāo)。高效節(jié)能意味著減少用電量，從面減少因發(fā)電對(duì)大氣的污染，安全舒適指的是光照清晰、柔和及不產(chǎn)生紫外線、眩光等有害光照，不產(chǎn)生光污染。通過綠色照明，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的，這對(duì)于整個(gè)世界所面臨的資源和環(huán)境問題都具有深遠(yuǎn)的意義。而綠色照明新技術(shù)的研究、發(fā)展及應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保有著重大的意義。本文簡(jiǎn)要介紹幾種綠色照明新技術(shù)及其應(yīng)用，闡述綠色照明技術(shù)的發(fā)展與問題。關(guān)鍵詞：綠色照明；新技術(shù)；LED；節(jié)能照明用電是人們工作、學(xué)習(xí)和日常生活最為基本的電力需求，有著用電范圍最廣、涉及設(shè)備最多、用電時(shí)間多集中于用電高峰的特點(diǎn)，是一個(gè)消耗能源較多的領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們生活水準(zhǔn)不斷提高，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)照明環(huán)境的要求越來越高，照明器具不再純粹一照明為目的，還包含裝飾、情趣、品味等功能的體現(xiàn)，彰顯則會(huì)流光溢彩的都市魅力，照明用電量也連年攀升，其年均消費(fèi)增長(zhǎng)已超過全國(guó)電力總消費(fèi)的增長(zhǎng)幅度。實(shí)施綠色照明利國(guó)利民，是涉及全社會(huì)各行業(yè)和千家萬戶以及全面建設(shè)小康社會(huì)和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的大事。因此必須大力推進(jìn)綠色照明工程事業(yè)向廣深發(fā)展。應(yīng)全面拓展照明產(chǎn)品質(zhì)量承諾制度，推廣大宗采購(gòu)，擴(kuò)大照明節(jié)能產(chǎn)品市場(chǎng)，建立節(jié)能的機(jī)制，制定相應(yīng)的鼓勵(lì)節(jié)能的政策法規(guī)。1.實(shí)施綠色照明的重要性1.1節(jié)約能源人工照明主要來源于由電能轉(zhuǎn)換為光能，而電能又大多來自于化石燃料的燃燒。地球上的石油、天然氣和煤炭的可采年限有限然而隨著開采量的逐年增長(zhǎng)這些化石燃料的可開采年限還會(huì)進(jìn)一步縮短。世界能源不容樂觀。節(jié)約能源。對(duì)于地球資源的保存，延長(zhǎng)其枯竭年限，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。我國(guó)的照明用電量大約為總發(fā)電量的1012。2004年我國(guó)發(fā)電量為21870億kWh，照明用電約為21872624.4 kWh，比三峽電站的總發(fā)電量還多，但我國(guó)人均電量約為150 kWh，處于低水平。而照明總用電量仍在年年增長(zhǎng)，可見用電量之大，節(jié)約能源任務(wù)之艱巨。1.2保護(hù)環(huán)境由于化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等有害氣體，會(huì)造成地球的臭氧層破壞、地球變暖及酸雨等問題。地球變暖的因素中。50是由二氧化碳形成的，而大約80的二氧化碳來自化石燃料的燃燒。由此可見節(jié)約電能，對(duì)于環(huán)境保護(hù)的意義重大。1.3提高照明品質(zhì)提高照明品質(zhì)，應(yīng)以人為本，應(yīng)有利于生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)、生活和保護(hù)身心健康。在節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，還應(yīng)力圖使照明品質(zhì)有飛躍的提高。具體體現(xiàn)在照明的照度應(yīng)符合該場(chǎng)所視覺工作的需要，而且有良好的照明質(zhì)量。如照度均勻、良好眩光限制和光源的顯色性以及長(zhǎng)壽命等。節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境必須以保證照明品質(zhì)為前提。為達(dá)此目的，采用高光效的光源、燈具和電器附件以及科學(xué)合理的照明設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。2.綠色照明的工作內(nèi)容及指標(biāo)2.1主要內(nèi)容(1)開發(fā)并應(yīng)用高光效光源。(2)選擇高效率節(jié)能照明器具替代傳統(tǒng)低效的照明器具，使用先進(jìn)(如智能化）的控制系統(tǒng)。提高照明用電效率和照明質(zhì)量。(3)采用合理的照明設(shè)計(jì)。(4)充分利用天然光。(5)加強(qiáng)照明節(jié)能管理。2.2主要指標(biāo)(1)高效：以消耗較小的電能獲得足夠的照明。(2)環(huán)保：減少光污染和大氣污染排放。(3)安全：不產(chǎn)生紫光線、眩光等有害光照。(4)舒適：光照清晰、適度、柔和。3.綠色照明技術(shù)3.1選擇合適的高效光源我國(guó)當(dāng)前使用的主要照明光源有：自熾燈(包括鹵鎢燈)、熒光燈(包括直管熒光燈、弄型管熒光燈、緊湊型熒光燈、無極熒光燈)、氣體放電燈(包括高壓鈉燈、高壓汞燈及金鹵燈等)、半導(dǎo)體燈等。其中自熾燈屬低效光源，高壓汞燈因顯色性差，汞含量高，環(huán)保性能差，已逐步淘汰。我國(guó)當(dāng)前綠色照明推廣的是：用緊湊型熒光燈替代白熾燈；用細(xì)管三基色高效熒光燈替代粗管低效熒光燈：用新型高效高壓鈉燈和金屬鹵化物燈替代高壓汞燈、低效鈉燈和鹵鎢燈：用電子鎮(zhèn)流器或低耗能電感鎮(zhèn)流器替代普通高耗能電感鎮(zhèn)流器。3.1.1選用原則(1)發(fā)光效率高。(2)顯色性好，即顯色指數(shù)高。(3)使用壽命長(zhǎng)。(4)起動(dòng)可靠、方便、快捷、無頻閃。(5)性能價(jià)格比高。3.1.2選用建議(1)燈具安裝高度較低的場(chǎng)所，使用熒光燈，按光效、壽命、顯色性排序，為三基色直管、異形管、緊湊型熒光燈，其中直管、異形管優(yōu)先選擇細(xì)管T5、T8熒光燈。一般辦公場(chǎng)所、普通生產(chǎn)車間都應(yīng)優(yōu)先選用直管熒光燈。(2)燈具安裝高度較高的場(chǎng)所宜選用金鹵燈。也可用中顯色高壓鈉燈對(duì)于顯色性要求高的場(chǎng)所宜用陶瓷金鹵燈對(duì)于沒有顯色性要求的工業(yè)場(chǎng)所，可以用光效更高、壽命更長(zhǎng)的高壓鈉燈或低壓鈉燈(3)安裝高度較高且不宜維護(hù)的場(chǎng)所(如高層建筑障礙燈、航標(biāo)燈、高塔燈等)宜選用高頻無極熒光燈其壽命可達(dá)6萬h以上，但應(yīng)注意其配用電子器具在以下難以正常工作(4)戶外道路、廣場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)宜選用鈉燈、金鹵燈，并配以戶外燈具。(5)再選用高壓汞燈及光效更低的自鎮(zhèn)流高壓汞燈，限制使用白熾燈、鹵鎢燈等熱輻射光源。(6)選用金鹵燈和鈉燈時(shí)應(yīng)考慮由于銅材、硅鋼片漲價(jià)，需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較3.2先用光利用率高及配光合理的燈具(1)光的利用效率。光的利用效率即燈具對(duì)光源光通量有效的利用程度。利用率高則節(jié)能效果好。(2)對(duì)高天棚和室外照明用大功率燈具部分反射面采用多棱面組合以減少光源本身的遮光程序可使燈具的光效提高8左右。對(duì)室內(nèi)照明的熒光燈具亦在內(nèi)部裝以鏡反射拋物面以及鍍鋁面反射膜的拋特面格柵等(3)提高光源利用系數(shù)：即選擇燈具效率高、配合適合房間室形條件(室形指數(shù)、室內(nèi)各表面反射比)的產(chǎn)品。一般情況下房間室形指數(shù)(RI)大，選用寬配光燈具，小而高的房間選取用窄配光燈具。(4)光質(zhì)。防止眩光的品質(zhì)及配光的合理性提高人們視覺工作效能。采用合理形狀的格柵，可以防眩光，并投光均勻。室內(nèi)墻壁、頂篷應(yīng)裝飾明亮，使用長(zhǎng)壽命反射率高的材料。燈罩使用長(zhǎng)壽命聚丙烯透光板，并壓制成折光棱鏡，形成蝙蝠翼形配光，可加大燈具間隔獲得均勻照明有益于提高視覺效能并節(jié)省費(fèi)用。3.3鎮(zhèn)流器的選擇鎮(zhèn)流器是耗能器件，同時(shí)對(duì)照明質(zhì)量和電能質(zhì)量有較大影響。3.3.1選用原則(1)運(yùn)行可靠使用壽命長(zhǎng)(2)自身功耗低。(3)頻閃小噪音低。(4)諧波含量低(符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))，電磁兼容性符合要求。(5)性價(jià)比高。(6)淘汰傳統(tǒng)高耗能電感鎮(zhèn)流器，優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器3.3.2鎮(zhèn)流器的選用(1)直管(異形管)熒光燈鎮(zhèn)流器，以T8，36W為例，幾類鎮(zhèn)流器性能比較見表電子鎮(zhèn)流器宜選用諧波含量低的L級(jí)產(chǎn)品。(2)緊湊型熒光燈由于燈內(nèi)自帶鎮(zhèn)流器，一般無選擇余地，由于國(guó)標(biāo)規(guī)定的較為寬松，使用量過大時(shí)，應(yīng)考慮三次諧波對(duì)中性線電流的影響。(3)金鹵燈和高壓鈉燈功率大時(shí)，電子鎮(zhèn)流器制造難度大，目前仍以節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器為主3.4合理的照明設(shè)計(jì)(1)采用適合的高效光源及優(yōu)質(zhì)燈具改進(jìn)照明布光方法以求得合理的照明方式保障照明達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。房間或場(chǎng)所參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)值(lx)Ra起居室一般活動(dòng)0.75m水平面10080書寫、閱讀300*臥 室一般活動(dòng)0.75m水平面7580床頭、閱讀150*餐 廳0.75m餐桌面15080廚 房一般活動(dòng)0.75m水平面10080操作臺(tái)臺(tái)面150*衛(wèi)生間0.75m水平面10080注：*宜用混合照明。(2)初始照度的選擇?？紤]到光源在使用中亮度會(huì)隨點(diǎn)燃時(shí)間的加長(zhǎng)而逐步衰減和燈具污染增回而光亮下降一般初始設(shè)計(jì)時(shí)照度應(yīng)高于標(biāo)準(zhǔn)30(3)燈具與屋頂?shù)膽覓齑苟纫m宜。一般燈具的與屋頂?shù)膽覓齑苟?1.5m多取0.7m。在有行車的車間里或吸頂安裝的燈具其垂度為零。(4)布線應(yīng)盡量減少迂回。避免電能損耗。三相負(fù)載應(yīng)平衡，消除運(yùn)行中的負(fù)荷不對(duì)稱現(xiàn)象(5)有利于按工作需要分組開關(guān)燈。(6)我國(guó)照明新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了七類建筑最常用量大面廣的房間或場(chǎng)所的照明功率密度最大允許值即LPD最大限值限定了單位面積照明功率的最大允許值對(duì)照明設(shè)計(jì)提出了更高要求照明設(shè)計(jì)量應(yīng)逐個(gè)房間或場(chǎng)所按使用條件和規(guī)定確定照度標(biāo)準(zhǔn)，選擇光源、燈具、鎮(zhèn)流器類型、規(guī)格并計(jì)算平均照度達(dá)到照度標(biāo)準(zhǔn)后計(jì)算LPD值不超過國(guó)標(biāo)限定值(7)充分利用天然光能?？晒?jié)電10一70。合理的窗墻比隔熱透光的節(jié)能門窗并與可以自動(dòng)調(diào)光人工輔助照明相結(jié)合3.5推廣采有照明自動(dòng)控制技術(shù)(1)選用自動(dòng)控制開關(guān)。樓道照明推廣節(jié)能控制開關(guān)，賓館客房應(yīng)采用節(jié)能控制型總開關(guān)(2)推廣戶外場(chǎng)所照明集中監(jiān)控系統(tǒng)。按天氣、周邊環(huán)境自動(dòng)高速亮度或自動(dòng)開啟、關(guān)閉部分或全部戶外燈具終端路燈電壓遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和自動(dòng)穩(wěn)壓，彩用燈具故障自動(dòng)警裝置等，提高自動(dòng)化水平。使用照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)照明的智能調(diào)控，具有穩(wěn)壓、自動(dòng)調(diào)光、提高功率因數(shù)、降低電能消耗等優(yōu)點(diǎn)，是目前比較成熟的照明節(jié)能控制方案。大多數(shù)電光源需要在標(biāo)準(zhǔn)電壓條件下工作才能保持其壽命，當(dāng)夜間電壓偏高或白天電壓不穩(wěn)定時(shí)，均會(huì)影響電光源的壽命。采用照明控制系統(tǒng)，可保持電壓穩(wěn)定并根據(jù)需要略微調(diào)低電壓，既節(jié)能又能延長(zhǎng)光源的壽命。由于照明設(shè)計(jì)時(shí)往往有20左右的照度余量，所以使用中可將電壓略微調(diào)低來節(jié)約電能，不會(huì)對(duì)視覺效果有明顯的影響。根據(jù)照明場(chǎng)合的照度(通過照度傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào))及電能質(zhì)量的具體情況，照明控制系統(tǒng)將采集到的信號(hào)經(jīng)過分析、計(jì)算后，對(duì)電光源進(jìn)行自動(dòng)調(diào)光，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)、舒適的照度。同時(shí)，自動(dòng)控制綜合濾波電路、電流波形，補(bǔ)償功率因數(shù)，吸收內(nèi)部失真電流并循環(huán)轉(zhuǎn)化為有用的能量，提高整體電源效率，達(dá)到智能節(jié)能的目的。3.6 制定科學(xué)的節(jié)能照明設(shè)計(jì)方案要嚴(yán)格按照GB50034-2004(建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，制定的科學(xué)的節(jié)能照明設(shè)計(jì)方案。主要有以下幾個(gè)方面。(1)合理選擇照明線路。照明線路的損耗約占電光源輸入電能的4。影響照明線路損耗的主要因素是供電方式、導(dǎo)線材料和導(dǎo)線截面積。大多數(shù)照明設(shè)備工作電壓為AC220V，照明系統(tǒng)可由單相二線制、兩相三線制、三相四線制三種方式供電。三相四線制供電比其他供電方式線路損耗小得多。因此，照明系統(tǒng)應(yīng)盡可能采用三相四線制供電。導(dǎo)線材料應(yīng)盡量采用銅質(zhì)導(dǎo)線。銅質(zhì)導(dǎo)線的電阻率比鋁材料要低，損耗小，并且連接電阻較小。根據(jù)照明負(fù)荷的變化適時(shí)進(jìn)行線路改造，以確保線路有足夠的導(dǎo)線截面。另外，還要注意照明燈具是否為線性的。有些非線性的照明負(fù)荷(如大量使用的熒光燈)，會(huì)產(chǎn)生較大的諧波電流，造成三相四線制供電系統(tǒng)的中性線電流偏大。這就要求三相四線制供電系統(tǒng)的中性線截面必須足夠大，一般不小于相線截面；個(gè)別情況下，甚至還要大于相線截面。這與一般線路里中性線截面小于相線截面不同，要引起注意。(2)合理選擇控制開關(guān)并充分利用自然光。這就要求合理設(shè)計(jì)照明開關(guān)，盡量利用聲光控制、定時(shí)控制的開關(guān)，并使用雙控或多控電路實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制。在無人的時(shí)候自動(dòng)或手動(dòng)熄滅燈，達(dá)到節(jié)能目的。自然光是免費(fèi)的光源，要充分利用。充分利用自然光，不但節(jié)能，也能改善工作環(huán)境，使人感到舒適。充分利用室內(nèi)受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率。如白色的墻面的反射系數(shù)可達(dá)7080，同樣能起到節(jié)能的作用。(3)合理選擇照明方式。在滿足標(biāo)準(zhǔn)照度的條件下，為節(jié)約電力，應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。例如，工廠高大的機(jī)械加工車間，只用一般照明的方式，用很多燈也很難達(dá)到精細(xì)視覺作業(yè)所要求的照度值。如果每個(gè)車床上安裝一個(gè)局部照明光源，用電很少就可以達(dá)到很高的照度。(4)合理選擇照度值。選擇照度是照明設(shè)計(jì)的重要問題。照度太低，會(huì)損害工作人員的視力，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率；照度太高，則會(huì)浪費(fèi)電力。選擇照度必須與所進(jìn)行的視覺工作相適應(yīng)，可根據(jù)GB50034-2004對(duì)不同場(chǎng)合的照度規(guī)定進(jìn)行選擇。3.7加強(qiáng)管理并及時(shí)維護(hù)良好的照明節(jié)能管理和對(duì)照明設(shè)備的及時(shí)維護(hù)可以節(jié)約用電，是實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。照明節(jié)能管理主要有兩點(diǎn)：節(jié)能宣傳教育，使大家養(yǎng)成良好的用電習(xí)慣；建立、實(shí)施合理的節(jié)能制度，淘汰高能耗的電光源，推廣節(jié)能電光源。對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維護(hù)也能達(dá)到節(jié)能目的。當(dāng)燈泡(燈管)積污時(shí)，按其積污程度不同，其光通量可能降到正常光通量的1050。燈泡、燈具、玻璃、墻壁不清潔時(shí)，其反射率和透光率也會(huì)大大降低。為了保證發(fā)光效果，應(yīng)根據(jù)照明環(huán)境的具體情況定期清潔燈泡、燈具和墻壁。此外，氣體放電燈在啟動(dòng)時(shí)耗電比正常使用時(shí)用電量大得多，所以當(dāng)燈將要閃動(dòng)或已出現(xiàn)閃動(dòng)時(shí)(相當(dāng)于不斷啟動(dòng))，應(yīng)及時(shí)更換。4. 結(jié)論與感想綠色照明工程實(shí)施成效的高低，在很大程度上取決于綠色照明控制技術(shù)的發(fā)展。電子鎮(zhèn)流器綜合了最先進(jìn)的綠色照明控制技術(shù)，而電子鎮(zhèn)流器控制器作為電子鎮(zhèn)流器的核心，在綠色照明工程中起著非常重要的作用。未來電子鎮(zhèn)流器控制器應(yīng)當(dāng)向智能化、數(shù)字化、多功能化方向發(fā)展，同時(shí)引入軟開關(guān)技術(shù)等功率變換技術(shù)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和電光源技術(shù)的發(fā)展，采用新型電子鎮(zhèn)流器控制器控制的新一代智能型電子鎮(zhèn)流器一定能夠成為市場(chǎng)的主流。雖然綠色照明工程在我國(guó)實(shí)施已經(jīng)有十幾年了，但是綠色照明電光源及其配件的普及程度依然不高。這里既有我國(guó)目前消費(fèi)水平比較低的客觀原因，也有對(duì)綠色照明工程的實(shí)際意義缺乏認(rèn)識(shí)的主觀原因。而且綠色照明電光源及其配件的成本問題依然是阻礙其全面走向市場(chǎng)的主要障礙。以電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品為例，目前充斥市場(chǎng)的仍然是節(jié)能、環(huán)保效果差的低端產(chǎn)品，中高端產(chǎn)品，雖然采用了目前最先進(jìn)的技術(shù)，然而由于價(jià)格上沒有優(yōu)勢(shì)，因此難以成為市場(chǎng)的主流，處于十分尷尬的境地。因此在這方面，需要做的工作還比較多。一方面，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)綠色照明工程的宣傳力度，讓綠色照明理念深入人心。另一方面，要積極開發(fā)新的綠色照明控制技術(shù)，把控制水平提上去，而成本要能夠降下來，使綠色照明真正落到實(shí)處，從而創(chuàng)造出一個(gè)功能合理、經(jīng)濟(jì)適用、節(jié)約能源的照明環(huán)境。參考文獻(xiàn)：1建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB