建筑照明和节能控制.doc

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1、建筑照明和智能节能控制北京理工大学张飞碧[摘要]"十二五"期间，国家加大推广绿色照明和智能照明节能控制技术的力度，并已取得显著成效。本文剖析了各类光源的特征、节能照明控制技术和照明工程设计方法。建筑照明能源消耗约占全国用电量的10-13%，耗电量惊人，已经成为当今节能减排工作的重要组成部分。来自中国照明学会的报道表明，2001年我国总发电量为14，332．5亿度(度/kWh)，建筑照明年耗电达1，433．25～l，719．9亿度)，相当于三峡水力发电工程年发电能力（840亿度）的2倍左右。2004年全国总发电量为2l，870亿度，年照明耗电达

2、2，187亿度，相当于三峡水力发电工程年发电能力的近3倍。现今还在逐年增加。推广使用高效照明产品和智能节能控制技术，已刻不容缓。绿色照明与智能节能控制以高效、节能、环保、安全、长命、舒适为目的，创造一个安全、经济、舒适的工作、学习、生活环境。不能靠降低照明标准来实现节能，而是运用现代高科技手段、提高照明工程设计水平和提高照明器材的光效来实现。建筑照明的节能空间有多大？。表1是欧美国家建筑物能耗比例综合统计表。由表可见建筑照明系统是仅次于通风空调系统的第二个耗能大户，具有极大的节能潜力！图1是绿色照明、智能节能控制的节能效果。表1欧美国家建筑物

3、能耗比例综合统计表用电项目建筑类型通风空调照明系统电梯弱电生活热水厨房餐饮办公大楼47.2％32.3％20.5％——宾馆65.0％14,0％8.0％7.0％6.0％图1绿色照明、智能节能控制的节能效果17与传统照明系统相比、建筑照明系统的节能效果为：(1)节能光源可节电35％，(2)节能控制系统可节能25-30％。(3)两项合计节能60-65％。随着全球各国日益重视节能，在国内的照明领域，节能灯大规模替代传统光源产品的浪潮已经来临。继全球几十个国家和地区陆续发布白炽灯淘汰计划之后，中国发布了《逐步淘汰白炽灯路线图》。到2016年前，国内将分阶

4、段逐步彻底淘汰白炽灯，进而全面引入年可节电480亿度的节能灯。2009年和2012年国家发改委和科技部已2次联合发布通知，在全国推广应用LED绿色节能光源和节能控制技术。"十二五"期间，国内加大推广绿色照明工程的力度，节能灯市场容量出现数倍的增长，市场发展潜力巨大。2010年我国节能灯市场总体规模达到1000亿元左右。2015年预计国内节能灯市场规模将达到5000亿元以上，年复合增速将达到38%。从成本上来看，以目前普遍被看好的LED灯为例，未来10年内，预计亮度可以再提升20倍，而成本将降至现有的1/10。从长期来看，随着白炽灯淘汰步伐加快

5、，全球范围内的节能灯市场的爆发增长指日可待。一、各类电光源的特征电光源可分为：热幅射灯、气体放电灯和半导体固体发光灯三大类：(1)热幅射灯包括普通白炽灯、卤鎢灯。(2)气体放电灯包括低压气体放电光源和HID高压气体放电灯。(3)半导体固体发光灯，即LED发光二极管灯。1.1.热幅射光源1.普通白炽灯：白炽灯已有100多年历史。是一种通过电流加热灯丝至白炽状态而发光的电光源。为防止发光灯丝被氧化烧毁，玻璃壳内抽真空，这种抽真空的钨丝灯泡称为普通白炽灯。优点：结构简单，容易制造，价格便宜，色温2500K-3000K、可调光。缺点：光效低(8-14

6、Lm/w)，耗电大，寿命短(500-1000小时)。已被逐步淘汰。2.卤钨灯(图2)：白炽灯泡抽真后再充入惰性气体的光源称为卤钨灯，可发出不同颜色的光(氦气为桔红色、碘元素为黄色)。卤钨灯具有发光效率较高（17-33Lm/W）、体积小、重量轻、色温稳定（2500K-3500K）、光衰小（5％以下）、寿命长（3000-5000小时）、可调光。图2卤钨灯1.2气体放电灯(ousdischargelamp)：气体放电灯管内充有金属蒸气或金属蒸气与少量液态汞混合的惰性气体，两电极间产生强大的交变电场激发惰性气体产生辉光放电，激发出大量紫外光，再由紫外

7、光线激发管壁上的荧光材料，产生很强的可见光输出。气体放电灯有低压气体放电灯和高压气体放电灯两类。1.2.1低压气体放电灯(LowintensityDischargeLamp)17低压气体放电灯包括各类荧光灯和低压鈉灯两类。灯管内有两个加热灯丝电极。灯丝上涂有三元碳酸盐（碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙）等电子发射材料，管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的液态汞。灯丝通电加热后，液态汞蒸发为0.8Pa的低压汞蒸气(1个大气压=Pa)。灯丝电极在交流电压作用下，形成一个强大的交变电场。汞原子在电场作用下不断被激发，继而跃迁到弧光放电，并辐射出波

8、长为253.7nm和185nm的紫外线，激发灯管内壁涂的荧光粉，荧光粉吸收紫外线的辐射能量后发出大量可见光。(1)直管荧光灯图3是不同管径的直管型荧光灯(日光灯)的