第七章照明节能

1、第七章 照明节能 照明节能主要是通过采用高效节能照明产品，提高质照明节能主要是通过采用高效节能照明产品，提高质量，优化照明设计等手段，达到受益的目的。量，优化照明设计等手段，达到受益的目的。 照明节能是一项系统工程，要从提高整个照明系统的效照明节能是一项系统工程，要从提高整个照明系统的效率来考虑。率来考虑。图图7-1 7-1 照明过程与效率照明过程与效率 欲达到节能的目的，必须从组成节能欲达到节能的目的，必须从组成节能系统的各个因素加以分析考虑，以提出节系统的各个因素加以分析考虑，以提出节能的技术措施。能的技术措施。 节能光源节能光源节能灯具节能灯具节能照明控制节能照明控制照明节能计算照明节能

2、计算第一节第一节 节能光源节能光源一、新型光源一、新型光源1 1直管荧光灯直管荧光灯T8T8（36W36W、 ）直管荧光灯）直管荧光灯26T12T12（40W40W、 ）直管荧光灯）直管荧光灯38T5T5管荧光灯管荧光灯直管，环形管（单环、双环）直管，环形管（单环、双环）汞和荧光灯粉的用量大大减少汞和荧光灯粉的用量大大减少发光效率高、节能效果好、显色性好、发光效率高、节能效果好、显色性好、无频闪、无噪声、寿命长、光衰低无频闪、无噪声、寿命长、光衰低绿色照绿色照明光源明光源2 2紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯3 3直流荧光灯直流荧光灯 管径小，易于使用三基色荧光粉和电子镇流器，以进一步提高显色管径小，

3、易于使用三基色荧光粉和电子镇流器，以进一步提高显色性、光效及消除噪声。在公共场所取代白炽灯的比例在逐年增大，应用性、光效及消除噪声。在公共场所取代白炽灯的比例在逐年增大，应用范围也愈加广泛。范围也愈加广泛。 高光效高光效(相当于工频荧光灯相当于工频荧光灯)、无频闪和无电磁辐射等优良性能，具有上、无频闪和无电磁辐射等优良性能，具有上佳的视觉效果，且利于用户身体健康，提高光环境质量。佳的视觉效果，且利于用户身体健康，提高光环境质量。4 4混光照明混光照明新兴照明技术新兴照明技术 将两种及以上不同光源安装在同一个灯具内，发挥不同光源的各将两种及以上不同光源安装在同一个灯具内，发挥不同光源的各自优势，

4、从而达到提高光效，改善光色的作用。自优势，从而达到提高光效，改善光色的作用。场所内混光场所内混光灯具内混光灯具内混光双灯混光双灯混光单灯混光单灯混光二、光源选型二、光源选型1 1慎用白炽灯慎用白炽灯2 2推广细管、紧凑型荧光灯推广细管、紧凑型荧光灯3 3选择优质直管荧光灯类选择优质直管荧光灯类 4 4直流荧光灯潜力巨大直流荧光灯潜力巨大5 5推广高光效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯推广高光效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯6 6混光光源方案选择混光光源方案选择 三、绿色照明经济效益三、绿色照明经济效益 首先从光源的七大要素（首先从光源的七大要素（光效、显色性、色温、使用寿命、启动性光效、显色

5、性、色温、使用寿命、启动性能、装饰性、单位比价能、装饰性、单位比价）出发，在满足头两条的前提下，兼顾其余因素）出发，在满足头两条的前提下，兼顾其余因素进行选择。进行选择。 该指标在工程选型中是至关重要的，和照明节能数量直接发生关系。该指标在工程选型中是至关重要的，和照明节能数量直接发生关系。除白炽灯、卤钨灯以外，气体放电灯还要考虑镇流器的电损耗，求出光除白炽灯、卤钨灯以外，气体放电灯还要考虑镇流器的电损耗，求出光源的总效率。源的总效率。 常用的光源效率见表常用的光源效率见表7-47-4、表、表7-57-5。以节能为目标的光源选择见表以节能为目标的光源选择见表7-67-6。在照度相同条件下，用紧

6、凑型荧光灯取代白炽灯的效益见表在照度相同条件下，用紧凑型荧光灯取代白炽灯的效益见表7-77-7。直管形荧光灯升级换代的效益见表直管形荧光灯升级换代的效益见表7-87-8（未计镇流器功耗）。（未计镇流器功耗）。高强度气体放电灯的相互替换的效益见表高强度气体放电灯的相互替换的效益见表7-97-9（未计镇流器功耗）。（未计镇流器功耗）。第二节第二节 节能灯具节能灯具一、高效节能灯具的特点一、高效节能灯具的特点1 1灯具应是高效率灯具灯具应是高效率灯具2 2灯具应是控光合理灯具灯具应是控光合理灯具3 3灯具应是光通量维持率好的灯具灯具应是光通量维持率好的灯具4 4灯具应是利用系数高的灯具灯具应是利用系

7、数高的灯具5 5尽量选用不带附件的灯具尽量选用不带附件的灯具6 6采用照明与空调一体化灯具采用照明与空调一体化灯具1 1露明式荧光灯露明式荧光灯2 2控照型荧光灯控照型荧光灯3 3格栅式荧光灯格栅式荧光灯4 4漫射式荧光灯漫射式荧光灯5 5框架式荧光灯框架式荧光灯6 6高照度白炽灯高照度白炽灯7 7节电型荧光灯节电型荧光灯8 8高显色荧光灯高显色荧光灯9 9高照度环形荧光灯高照度环形荧光灯1010球形荧光灯球形荧光灯1111新型金属卤化物灯新型金属卤化物灯1212高效高压钠灯高效高压钠灯1313小太阳灯小太阳灯1414太阳能路灯太阳能路灯 二、常规灯具的选用二、常规灯具的选用注意以下两点：灯具

8、效率及空间亮注意以下两点：灯具效率及空间亮度高，当工作面上的利用系数不高，度高，当工作面上的利用系数不高，又要得到高照度时不宜选用。且室又要得到高照度时不宜选用。且室内各面反射条件好内各面反射条件好( (不好不好) )的适用的适用( (不不宜宜) )使用；对于两条灯管以上的灯具，使用；对于两条灯管以上的灯具，灯管间距离过小者，其出光率很低灯管间距离过小者，其出光率很低则不宜选用。则不宜选用。 此类灯具适用于工作面要求照度高，此类灯具适用于工作面要求照度高，室内反射条件较差的场所。室内反射条件较差的场所。 装饰作用与功能要兼顾，由于格装饰作用与功能要兼顾，由于格栅的保护角对灯具效率影响极大，栅的

9、保护角对灯具效率影响极大，因此要慎重选取。因此要慎重选取。 光线柔和，但是当选用有机塑料板材时，光线柔和，但是当选用有机塑料板材时，因其透过率较低，灰尘污染以后光效下因其透过率较低，灰尘污染以后光效下降严重，应用在逐渐减少。开启式荧光降严重，应用在逐渐减少。开启式荧光灯效率灯效率82%82%，透明棱镜灯效率，透明棱镜灯效率66%66%，乳白玻璃板灯效率乳白玻璃板灯效率53%53%。 灯具为单元组合形式，造型简洁明快，灵灯具为单元组合形式，造型简洁明快，灵活性适应性强，对建筑物装饰效果好。活性适应性强，对建筑物装饰效果好。 不用灯罩，正下方照度比传统不用灯罩，正下方照度比传统灯提高灯提高50%5

10、0% 新装灯初期光通量与普通荧光灯相同，但新装灯初期光通量与普通荧光灯相同，但亮度下降少，保持率高，故所用灯数比一亮度下降少，保持率高，故所用灯数比一般要少；灯的完好率高；总光通量提高般要少；灯的完好率高；总光通量提高23%23%。 平均显色指数平均显色指数Ra=84Ra=84，比白色荧光灯的显，比白色荧光灯的显色性好；色温在白色和日光色之间色性好；色温在白色和日光色之间5000K5000K，光色清新明亮，因此亮度感提高。与一般白光色清新明亮，因此亮度感提高。与一般白色灯相比，末期光通量相同色灯相比，末期光通量相同 与环形灯具组合，正下方照度比传统型提高与环形灯具组合，正下方照度比传统型提高1

11、5%15%亮度大致和亮度大致和60W60W白炽灯相同，但寿命提高白炽灯相同，但寿命提高4 4倍，节电倍，节电50%50%。拧入白炽灯用灯座就能。拧入白炽灯用灯座就能点燃点燃 属于最高效率显色性光源。内装双金属属于最高效率显色性光源。内装双金属开关，因为启动电压低，所以可用普通开关，因为启动电压低，所以可用普通汞灯镇流器。汞灯镇流器。在目前光源中，它的效率是最高的。内装在目前光源中，它的效率是最高的。内装双金属开关，启动电压低，可用普通汞灯双金属开关，启动电压低，可用普通汞灯镇流器。镇流器。 高光输出和良好的显色性高光输出和良好的显色性 ，低紫外线，低紫外线 ，能量，能量效率很高效率很高 它利用

12、太阳能转化为电能后，存储在蓄电池它利用太阳能转化为电能后，存储在蓄电池内，当光线暗到一定程度时，光控开关会自内，当光线暗到一定程度时，光控开关会自动释放能源，启动照明设备。动释放能源，启动照明设备。三、改进灯罩涂膜技术三、改进灯罩涂膜技术四、气体放电灯启动设备的选用四、气体放电灯启动设备的选用 在通常工作环境中，灯具的反射器和保护玻璃有可能会受到不同程在通常工作环境中，灯具的反射器和保护玻璃有可能会受到不同程度的污染，导致灯具效率的下降，在隧道、地铁、地下商场等污染严重度的污染，导致灯具效率的下降，在隧道、地铁、地下商场等污染严重的场合问题尤其严重。而要在这些公共场所清洁灯具又很不方便的。的场

13、合问题尤其严重。而要在这些公共场所清洁灯具又很不方便的。 突出节能突出节能2020，无低频闪烁，不需要启辉器，电压在，无低频闪烁，不需要启辉器，电压在110V110V时就可启动，延长灯管使用寿命，节省铜材和硅钢片。时就可启动，延长灯管使用寿命，节省铜材和硅钢片。 1 1电子镇流器电子镇流器优点： 节能型电感镇流器从减少其铜损和铁损入手，采用优质硅钢片、节能型电感镇流器从减少其铜损和铁损入手，采用优质硅钢片、增大铁心截面等新的设计思想和措施，对传统电感镇流器进行改造。证增大铁心截面等新的设计思想和措施，对传统电感镇流器进行改造。证明其效果显著，各项技术指标均大幅度地提高，部分接近或达到了电子明其

14、效果显著，各项技术指标均大幅度地提高，部分接近或达到了电子镇流器的水平，而价格却大大低于后者。镇流器的水平，而价格却大大低于后者。2 2电感镇流器电感镇流器第三节第三节 合理照明控制合理照明控制表表7-11 7-11 照明控制节能照明控制节能序号序号方案方案内内 容容分分 析析1 1流明衰流明衰减减所有放电灯都会所有放电灯都会“老化老化”或在使用过程中光通或在使用过程中光通量降低，在照明设计中维护系数为量降低，在照明设计中维护系数为0.60.60.80.8，假定系数是假定系数是0.70.7，新灯的亮度水平比其应有水，新灯的亮度水平比其应有水平高出平高出30%30%采用调节亮度系统，便可补偿这种

15、老化过采用调节亮度系统，便可补偿这种老化过程，使其保持在目标水平。一套合适的控程，使其保持在目标水平。一套合适的控制系统可节省制系统可节省12%12%25%25%的能源的能源2 2空间设空间设计补偿计补偿照明设计时，有许多未知因素，所以要作出一照明设计时，有许多未知因素，所以要作出一些评估，往往偏于保守，空间设计只要选择加些评估，往往偏于保守，空间设计只要选择加上一套合理系统，便可补偿空间设计的费用上一套合理系统，便可补偿空间设计的费用如天棚格栅，或设计规定要求采用可连续如天棚格栅，或设计规定要求采用可连续反光的灯槽等，的确可以提高照度水平反光的灯槽等，的确可以提高照度水平3 3天然光天然光利

16、用利用虽然天然光节能量难以预测。只要和建筑设计虽然天然光节能量难以预测。只要和建筑设计配合，便可大致了解到，为了最大限度地提高配合，便可大致了解到，为了最大限度地提高天然光节能，以同样的方式来控制灯光很重要天然光节能，以同样的方式来控制灯光很重要线路走向应与窗保持平行，办公室里适当线路走向应与窗保持平行，办公室里适当的布线和合理的采光可节电的布线和合理的采光可节电20%20%30%30%。有。有天然采光的房间，白天节电可达天然采光的房间，白天节电可达40%40%4 4特定时特定时间内减间内减少照度少照度在清扫或不使用时可通过调暗灯光的办法（如在清扫或不使用时可通过调暗灯光的办法（如调低调低50

17、%50%），采用时间控制的办法便可获得可），采用时间控制的办法便可获得可观的节能量观的节能量控制可由定时器或人员感应器来实现。其控制可由定时器或人员感应器来实现。其节电量取决于人进出楼宇的次数节电量取决于人进出楼宇的次数5 5无级无级系统节系统节能能该控制系统从整体上测算可节能该控制系统从整体上测算可节能25%25%50%50%，典，典型节能量为型节能量为35%35%天然光并不能达到最佳的节能效果天然光并不能达到最佳的节能效果6 6开关式开关式照明控照明控制制系统通常是以人、时间或日光控制为基础来取系统通常是以人、时间或日光控制为基础来取得好的效果，但可能会干扰他人（取决于人员得好的效果，但可

18、能会干扰他人（取决于人员出入模式），选择采用该系统前应谨慎决策出入模式），选择采用该系统前应谨慎决策在许多情况下，人员会受到干扰或对系统在许多情况下，人员会受到干扰或对系统产生不满。节能量在很大程度上取决于人产生不满。节能量在很大程度上取决于人员出入状况，所以难以预测员出入状况，所以难以预测一、手动控制一、手动控制 环境调光是利用先进电子技术制作的高新质量产品，用来对日常生环境调光是利用先进电子技术制作的高新质量产品，用来对日常生活和工作照明环境的灯光亮度进行控制和调节。活和工作照明环境的灯光亮度进行控制和调节。一一方方面面另另一一方方面面可任意调节各个回可任意调节各个回路灯的照明强度从路灯的

19、照明强度从0 0100%100%连续变化连续变化将一个区域（空间）内的各将一个区域（空间）内的各回路照明组合在一起，形成回路照明组合在一起，形成一个总体要求的一个总体要求的“场景场景”调光不仅使用调光不仅使用方便，还有显方便，还有显著的节能功效著的节能功效红外线遥控器的组成：红外线遥控器的组成：发射器发射器+ +接收器接收器优点：优点：具有良好的抗干扰性及指向性，有效具有良好的抗干扰性及指向性，有效工作距离一般为工作距离一般为8 810m10m，增加聚光系统时可以，增加聚光系统时可以达到达到12m12m。红外线遥控技术其所控制的最大负。红外线遥控技术其所控制的最大负载功率为载功率为400W40

20、0W，其接收频率为，其接收频率为38kH38kHZ Z。1 1传统灯具控制缺陷传统灯具控制缺陷（1 1）开关位置）开关位置（2 2）房间分隔材料）房间分隔材料（3 3）开关并非是美化室内环境的装饰）开关并非是美化室内环境的装饰二、自动控制二、自动控制2 2照明照明“遥控遥控”优越性优越性（1 1） “ “遥控遥控”开关特性开关特性（2 2） “ “遥控遥控”开关应开关应用用 将遥控接收器设在灯具上，还可以省掉开关控制管线，使设计简化。将遥控接收器设在灯具上，还可以省掉开关控制管线，使设计简化。由于控制管线的减少，即减少了管线交叉和导线保护管的管径，又降低由于控制管线的减少，即减少了管线交叉和导

21、线保护管的管径，又降低了对地面垫层厚度的土建要求。对于施工而言其优越性也很明显。另外，了对地面垫层厚度的土建要求。对于施工而言其优越性也很明显。另外，红外开关操作上的灵活，使面控变成点空，有利于节能。红外开关操作上的灵活，使面控变成点空，有利于节能。 1 1一个开关控制的灯数。不宜太多，小办公室应每灯一开关，开关位一个开关控制的灯数。不宜太多，小办公室应每灯一开关，开关位置要合适，以便随手关灯。置要合适，以便随手关灯。2 2根据不同功能场所设置开关。如按班组设开关。体育设施按不同运根据不同功能场所设置开关。如按班组设开关。体育设施按不同运动项目分区设开关，并提供不同的照度水平。动项目分区设开关

22、，并提供不同的照度水平。3 3靠窗一侧的灯具单独控制。天然光充足时关灯，或采用断路器控制靠窗一侧的灯具单独控制。天然光充足时关灯，或采用断路器控制方式。方式。4 4采用调光、定时、光控开关。采用调光、定时、光控开关。5 5按不同时间顺序增减照明。按不同时间顺序增减照明。6 6无天然采光的办公楼。走廊灯应推广使用节能灯，使用自动控光，无天然采光的办公楼。走廊灯应推广使用节能灯，使用自动控光，上下班时上下班时100%100%开灯，工作时间减少为开灯，工作时间减少为50%50%，夜间只保持，夜间只保持25%25%或者更少，以或者更少，以实现节能。实现节能。7 7户外照明调控装置。户外照明调控装置。

23、三、光电照明控制三、光电照明控制采用双光源灯具是一种合理的办法。采用双光源灯具是一种合理的办法。也可以采用深夜能自动降低路灯光源也可以采用深夜能自动降低路灯光源功率的装置。功率的装置。采用深夜关掉不超过半数灯具的办法。采用深夜关掉不超过半数灯具的办法。在主干路、次干路采取这一在主干路、次干路采取这一措施时，应注意的以下问题：措施时，应注意的以下问题：四、中央控制系统四、中央控制系统1. 1.硬件构成硬件构成 中央控制中央控制分散控制系统分散控制系统通过电源控制器控制整个照明线路通过电源控制器控制整个照明线路将控制器作为照明器中的一部分将控制器作为照明器中的一部分中央控中央控制更经制更经济济 在

24、一个较大的具有均匀空间照明的房间里，所有的线路都可通过在一个较大的具有均匀空间照明的房间里，所有的线路都可通过同一只光电感应器来控制，中央控制单元安放在光电感应器和电源控制同一只光电感应器来控制，中央控制单元安放在光电感应器和电源控制器之间。由于中央控制单元是装在配电盘内，所以很容易变更照度设定器之间。由于中央控制单元是装在配电盘内，所以很容易变更照度设定值。值。2.2.系统控制范围系统控制范围采用这种技术可将灯光控制在采用这种技术可将灯光控制在50%50%100%100%的范围内，在荧光灯的情况下相当于的范围内，在荧光灯的情况下相当于42%42%100%100%的功率范围。的功率范围。3.3

25、.实施方式实施方式4.4.控制要求控制要求五、智能照明控制五、智能照明控制表表7-14 7-14 智能照明控制智能照明控制序号序号名名 称称内内 容容备备 注注1 1调光模块调光模块荧光灯、白炽灯、节能灯，调光模块分别有荧光灯、白炽灯、节能灯，调光模块分别有1 1、2 2、4 4、6 6、1212回路回路每回路负载有每回路负载有2 2、4 4、5 5、1010、1515、20A20A等等2 2非调光模块非调光模块有有4 4（10A/10A/路）、路）、6 6（2A/2A/路）、路）、1212回路（回路（4 4、10A/10A/路）。路）。以上两种模块都是数字式，可编程且兼有电以上两种模块都是数

26、字式，可编程且兼有电压波动限制、软启动开关等功能压波动限制、软启动开关等功能运用于任何灯具运用于任何灯具3 3控制面板控制面板控制多个调光模块、可编程、预置各种灯光控制多个调光模块、可编程、预置各种灯光场景场景可取代传统开关可取代传统开关4 4智能传感器智能传感器具有动静探测、光感探测、遥控接收功能具有动静探测、光感探测、遥控接收功能可取代传统开关可取代传统开关5 5智能控制器智能控制器全自动控制系统可根据不同日期、时间，对全自动控制系统可根据不同日期、时间，对所控制的不同区域分布进行灯光变化调节所控制的不同区域分布进行灯光变化调节控制多达控制多达256256个区域的灯个区域的灯光变化，存储光

27、变化，存储9696种预设置种预设置适用的照明环境比较广泛，具有很高的可靠性，易于实现节能。对适用的照明环境比较广泛，具有很高的可靠性，易于实现节能。对不必要的灯具需调暗或是自动关灭，有效利用天然光，优化运行费不必要的灯具需调暗或是自动关灭，有效利用天然光，优化运行费用，同时可以保护灯具，使其光源不受电压波动的影响而损坏用，同时可以保护灯具，使其光源不受电压波动的影响而损坏 图7-3 智能照明系统衰减因素比较应用智能照明系统，尽管照应用智能照明系统，尽管照度还是偏高设计，但由于在度还是偏高设计，但由于在初始使用时就可以设定照度初始使用时就可以设定照度在标准值，而在灯具老化或在标准值，而在灯具老化

28、或墙面反射率降低时，系统可墙面反射率降低时，系统可以智能调光，仍能恒定设定以智能调光，仍能恒定设定照度，对衰减因素起到自动照度，对衰减因素起到自动补偿作用，从而避免了初始补偿作用，从而避免了初始使用时的高照度能源浪费使用时的高照度能源浪费 图7-4 利用天然光室内照度合成曲线 智能照明控制系统能智能照明控制系统能自动调节光照度。当室外自动调节光照度。当室外天然光强（弱）时，室内天然光强（弱）时，室内灯光自动调暗（亮）。同灯光自动调暗（亮）。同时结合智能照明对时结合智能照明对“衰减衰减因素因素”的自动补偿作用。的自动补偿作用。 按以上方式的照明智按以上方式的照明智能化设计时，可节约能化设计时，可

29、节约30%30%50%50%的照明用电。的照明用电。 图7-5 某区域调光设计框图图7-6 大型调光系统控制框图 “标准模块标准模块”可以实现灯光设计的照明构想，可以实现灯光设计的照明构想，“功能模块功能模块”可以独立可以独立使用，也可以利用网络控制软件组成大型照明系统。使用，也可以利用网络控制软件组成大型照明系统。特点：模块化结特点：模块化结构、分布控制的构、分布控制的一、照明功率密度（一、照明功率密度（LPDLPD） 第四节第四节 照明节能计算照明节能计算 照明功率密度照明功率密度Lighting Power density(LPDLighting Power density(LPD) )

30、是指在一个满足现行是指在一个满足现行照度标准的照明场所，照明灯具总的安装功率（含起动装置功率消耗）照度标准的照明场所，照明灯具总的安装功率（含起动装置功率消耗）与该场所的面积之比与该场所的面积之比 )/(2mWSPLPD（7-1）各类建筑物及场所的功率密度值参见表各类建筑物及场所的功率密度值参见表7-157-15至表至表7-227-22所示。所示。 二、照明功率密度的计算实例二、照明功率密度的计算实例 qPW402 ，桌面高，桌面高0.8m0.8m，灯具吊高，灯具吊高3.8m3.8m，吸顶安装。拟采用吸顶安装。拟采用YG6-2YG6-2型型 双管吸顶式荧光灯照明，灯具双管吸顶式荧光灯照明，灯具

31、效率为效率为86%86%。假定墙面反射系数。假定墙面反射系数 为为0.60.6，顶棚反射系数，顶棚反射系数 为为0.70.7，试计算桌面最低照度，并确定房间内的灯具数。，试计算桌面最低照度，并确定房间内的灯具数。 tP2512m例例7-1 7-1 某实验室面积为某实验室面积为解：（解：（1 1）采用光通利用系数法计算）采用光通利用系数法计算 260512,38 . 08 . 3mSmh实验室平均照度值为实验室平均照度值为300lx300lx。 25. 4512)512(35)(5abbahKRC确定室形系数确定室形系数uK%606 . 0%,707 . 0qtPP25. 4RCK根据已知的根据已知的和求得的和求得的查附录查附录2 2中的中的YG6-2YG6-2荧光灯的利用系数，采用插值法查取荧光灯的利用系数，采用插值法查取tPqPuKRCK表（表（a a）7070707050504 40.60.62 20.50.52 25 50.50.56 60.40.46 6tPqPuKRCK表（表（b b）7070707050504.4.25250.