任元会：认真实施绿色照明，积极推进照明节能

一、全面理解绿色照明
1 意义和进程
节约资源和保护环境是世界各国共同关注的重大课题，关系到人类社会经济的可持续发展。
照明与资源和环境关系密切，照明领域的节能日益引起各国重视。1991年美国环保署提出“绿色照明”的概念和实施办法，很快得到联合国及很多国家的支持和响应。
我国从1993年开始思想和技术准备，于1996年正式制订和发布《中国绿色照明工程实施方案》，在随后的十年中得到认真而有效的实施。
2 宗旨和目标
绿色照明的宗旨是推动节约能源、保护环境和提高照明质量，以适应和服务于我国社会进步和现代化进程。
主要目标是：
· 推广应用高效照明产品；
· 推进照明节电，实现照明节电10%的目标，预期到2010年照明节电累计1032亿kW·h；
· 通过节电，减少温室气体排放，到2010年累计减排二氧化碳4130万吨碳；
· 提高高效照明产品的质量和水平，扩大生产能力和出口量；
· 提高公众节能环保意识，更清楚了解高效照明系统的好处。
3 进行的主要工作
(1) 制订标准：主要有
· 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）；
· 双端荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金卤灯等4种光源的能效限定值及能效等级；
· 双端荧光灯、高压钠灯、金卤灯等3种镇流器的能效限定值及节能评价值；
· 《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）。
(2) 提高节能、环保意识，进行宣传、培训工作
· 举办建筑照明设计培训班，2001-2005年共办30期，培训了设计人员三千多人；
· 举办大宗用户照明节能培训班，同期内共办15期，培训了企业主管节能人员和技术人员一千多人；
· 编制出版了各种绿色照明手册、指南十多种。
(3) 推广高效节能光源，进行试点示范。
4 主要成果
(1) 绿色照明工程实施十年（1996～2005）累计节电590亿kW·h，相当于二氧化碳（碳计）减排1700万吨，二氧化硫减排53万吨。
(2) 促进了高效光源的研制和推广应用，我国荧光灯与普通白炽灯生产量的比例从1995年1∶6.25变化到2005年1∶1.5，更高光效的三基色荧光灯、陶瓷金卤灯相继出现，新的LED光源快速发展。
(3) 我国《节能中长期规划》将绿色照明工程列入十大重点节能示范工程之一，为照明节能长期开展提供了政策依据。
(4) 《建筑照明设计标准》及《城市道路照明设计标准》颁布实施，LPD限值作为强制性条文，对提高照明系统能效起了重要的作用。
二、照明节能的技术措施
1 因地制宜，合理确定照度标准
(1) 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）规定的照度标准值比1990年及1992年提高较多，已经达到或接近当今国际照明委员会 （CIE）的标准，反映了当前经济发展的需要。
但是我国幅员广大，东西部之间、城乡之间、不同建筑档次之间差距很大，要求不同，GB50034-2004的4.1.3和4.1.4条规定了照度标准提高一级或降低一级的条件，设计师和建设方应从实际要求出发，合理确定照度标准。
(2) 《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）按不同道路规定了亮度和照度标准值，对每级道路规定了高低两档标准值，应按城市的性质、规模，以及交通控制系统和道路分隔设施完善程度选择高档或低档照度。
(3) 当前存在的主要问题
一些公共建筑，特别是商场，经营者力图提高照度以利于招揽顾客，使照度超过标准过多，甚至到营业时感到电费成本过高，再来降低照度。
一部分城市夜景照明、道路照明，领导者出于招商引资、发展旅游和提高市民生活质量、改善城市形象的需要，过多地提高了亮度（照度）标准。
应当遵循设计标准，因地制宜，提高技术和艺术水平，本着节能、环保、实用、经济、美观的原则，理性确定切合实际需要、又节约用电的照度水平。
2 合理运用照明方式
为了满足作业的视觉要求，应分别情况，采用一般照明、分区一般照明或混合照明的方式。单纯使用一般照明的方式，对节能不利。
对于精细作业场所，通常应区别不同作业面的视觉要求进行设计，对高精度作业面增加局部照明，而不应采取过高的一般照明来满足。
同一场所不同作业精细程度照度要求不同时，应分区段设计不同照度。
3 正确把握和处理照明质量和能效的关系
(1) 绿色照明的宗旨是要在保证照明质量、为生产和生活创建良好的光环境前提下节约照明用电。但是照明质量和能效是一对矛盾，如限制眩光过高要求，显色性过高要求，都将降低照明效率。
(2) 功能性照明场所，如生产场所、办公室、教室等，应采用直接光照明，不应采用反射照明，一般情况，不宜采用带透射比不高的漫射型灯具。
(3) 恰当把握使用场所的显色性要求，GB50034-2004规定，长期工作和停留的场所，光源的显色指数（Ra）不小于80。当前，三基色荧光灯、陶瓷金卤灯的Ra均大于80，而且光效比卤粉荧光灯、石英金卤灯更高，应推广应用。
但更高的显色要求（Ra＞90），则将降低光源光效，只在有特别要求的场所（如医疗手术、颜色调配等）应用。
4 正确处理照明工程适用、节能环保、经济和美观的方针，接不同条件，分清主次，兼顾和协调四者之关系
当今在国民经济快速发展的形势下，有些人在追求美的同时，却滋长了一些过度虚华的浮躁心态，不寻求技术经济性能，忘却了节能环保的大政方针。这些年来出现了不少奢华的建筑，华而不实的景观照明工程，而符合要求的节能建筑却很少。
人们需要美，美的建筑装饰，美的景观照明，但必须考虑以下两个因素：
一是要根据不同条件（不同城市环境、不同功能建筑）区别对待；
二是要把美观和适用、节能环保、经济等因素结合和统一起来。
5 正确选用优质高效照明器材是提高照明能效的关键因素
从图1表示的照明系统能量转换可看出影响照明能效的各个环节。


图1 照明系统能量转换示意图

从图1可知，影响照明能效的主要因素有：
(1) 电光源的发光效能，即每瓦电发出的光通量（lm/W）；
(2) 镇流器（或配套变压器）的能效；
(3) 灯具效率，即灯具光输出比；
(4) 房间的室形指数（RI），由房间的长（L）、宽（W）和灯具离工作面高度（h）决定，


(5) 房间各表面——墙、顶棚、地面的反射比；
（6） 按灯具光强分布状况设计的灯具布置。
除此以外，关系照明节能的其他要素还有：
(1) 电压质量；
(2) 照明灯的控制和调节；
(3) 天然光的利用及与人工照明的结合；
(4) 太阳能及其他可再生能源的利用及与照明结合。
下面分别对光源等照明器材的选择进行剖析。
6 合理选择照明光源
(1) 选择光源的原则
① 发光效率高，节能、环保效果好；
② 显色指数满足要求；
③ 寿命长；
④ 起点方便、快捷；
⑤ 性能价格比优。
(2) 光源选择具体要求
① 严格限制低光效的普通白炽灯应用：这已成为全世界各国节能 减排的共同要求。
一般应使用荧光灯，主要是自镇流荧光灯代替白炽灯；在一些开 关频繁、要求调光、有特殊装饰要求的场所，以及商场重点照明等，宜选用卤素灯。
限制白炽灯应用，当前重点是宾馆和家庭两类场所：对宾馆主要靠设计师、装饰工程师和建设单位共同努力，增强节能观念和责任来解决；对家庭主要靠政府运用价格政策引导。
② 在工业厂房和道路照明中，不应使用荧光高压汞灯，特别不应使用自镇流汞灯，应选用金卤灯或高压钠灯代替。
③ 较低矮场所应采用荧光灯，较高的场所应采用金卤灯或高压钠灯，高压钠灯用于显色要求不高的室内场所和道路照明。
对于功能性照明场所（如办公、教室、工业生产房间等）应采用直管荧光灯，而不应采用紧凑型荧光灯，后者主要用于有装饰要求的场所。对于更换光源很困难的场所，可选用寿命更长的无极荧光灯。
(3) 采用直管荧光灯应坚持以下四项要求：
① 任何情况下，应采用细管径（管径≤26mm）灯管，即T8、T5等类型，取代T12灯管，有明显的节能环保效果。
② 任何情况下，都应采用三基色荧光灯，不应再选用卤粉荧光灯。三基色灯管具有光效高、显色好、寿命更长的优势。虽价格贵（约贵一倍），但由于其光效高，不仅节能效果好，降低了运行成本；而且由于使用灯数减小，节省了灯具及镇流器的费用，反而使照明系统的总初建费用降低。
③ 采用大功率灯管：在功能照明场所（除外装饰性要求），应选择不小于4呎（近似1200mm）长灯管，即T8型36W、T5型28W，其光效更高。
当前，有一种不恰当的设计，办公室等类场所喜欢用2呎长灯管（T8-18W，T5-14W），因为3管灯具尺寸为600×600mm，认为和建筑天花板协调；殊不知，2呎灯管光效较低，镇流器损耗更大，综合两个因素，4呎管比2呎管的系统效率高20%～25%，初建投资也低得多。应当极力改变这种错误的方案。
④ 一般情况宜采用中色温灯管：光源的色表（用相关色温表示）选择，除建筑色彩特殊要求外，一般可根据照度高低确定：简单说，高照度（＞750lx）宜用冷色温（高色温），中等照度（约200～1000lx）用中色温，低照度（≤200lx）用暖色温（低色温）。因为暖色温光在低照度下使人感到舒适，而在高照度下就感到燥热；而冷色温光在高照度下感到舒适，在低照度时感到昏暗、阴冷。多数场所的照度在200～750lx之间，用中色温光源更好；而且中、低色温的荧光灯光效比高色温灯更高，也有利节能。
设计师应改变过多使用冷色温灯管的习惯。
(4) 发光二极管（LED）的应用前景：LED是近年来兴起的一种新型光源，有四十多年历史，在近十多年来，氮化镓（GaN）生长、制造技术突破，蓝绿色LED的出现，相继解决了白光LED，使LED进入照明领域成为可能。
LED具有寿命长、颜色丰富、单色性好、耐震等优点。1999年成功用于交通信号灯，随即在广告牌、园林及建筑景观照明、建筑标志灯、空军机场标志灯等领域获得广泛采用。近二、三年，白光LED结合太阳能电池在村、镇道路照明也有大量应用，如北京市已使用了8万多杆。
LED发展快速，前景广阔，必将逐步进入照明领域，成为一种优质、节能环保的新光源。但还有一系列问题，如提高光效、封装、散热以及灯具配套等，有待继续解决，不应过分夸大和炒作。
7 合理选择镇流器
镇流器是气体放电灯不可少的附件，但自身功耗比较大，降低了照明系统能效。镇流器之优劣对照明质量和照明能效都有很大影响。其选择要求叙述如下。
(1) 镇流器选型：按《建筑照明设计标准》规定，直管荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器；高压钠灯、金卤灯应配节能型电感镇流器。总之，不能再采用传统的功耗大的普通电感镇流器。
(2) 镇流器的能效因数（BEF）：BEF值是衡量其能效优劣的参数，但是BEF值很不直观，要经过换算，才能看出其能效之高低。BEF值表达见式（2）：

式中：μ—— 镇流器的流明系数；
Ρ—— 线路输入功率，等于光源额定功率和镇流器功耗之和，W。
我国制订了3种气体放电灯的镇流器的能效标准，是采用BEF值评价。
(3) 直管荧光灯电子镇流器（以下简称EB）和节能型电感镇流器（以下简称SLB）的能效比较：由于EB是用几十千赫的高频电流供给灯管，使灯管的光效比工频时提高约10%，加之其自身功耗更小，所以配EB比SLB具有更高的系统能效。
表1为欧盟CELMA组织关于T8荧光灯镇流器能效等级的划分，这个规定很直观，也比较科学，切合实际，而且和我国的GB50034-2004的规定很贴合。


① “高频时”是指T8荧光灯电子镇流器在20～60kHz高频电流下灯管实际功率（W）。
② 表中“系统输入功率”为灯管功率和镇流器功耗之和。
③ C级普通电感镇流器，欧盟已于2005年11月21日起禁止使用；D级早于2002年5月21日起禁止使用。

表1中的B1、B2级相当于我国的SLB，而C级、D级相当于我国的普通电感镇流器，均属淘汰或不推荐使用的产品。
从表1看，36W灯管的B1级比A2级多耗电约14%，而18W灯管的B1级比A2级多耗电达26.3%。
(4) 两类镇流器的谐波和功率因数比较
① 谐波：GB/T 15144-2005《管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求》规定，其谐波的限值应符合GB 17625.1-2003《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值》的要求。该标准的C类（照明设备）的谐波电流限值列于表2。