導光管綠色照明

導光管照明裝置是一種新的照明裝置，為達到綠色照明要求，首先采用層次分析法和灰色理論探討了評價指標體系和評價方法，根據定性和定量相結合的方法確定了評價指標的權重和指標之間的標度轉換關系，為綠色照明產品的合理評價找到了一種較好方法。并首次將壽命周期評價方法用于導光管綠色照明設計研究，根據功能性、經濟性和環(huán)境性要求，從搖藍到墳墓的整個壽命周期出發(fā)，選取了合適的導光管材料和光源。為使導光管照明計算快捷和準確，首創(chuàng)了導光管照明計算的建模方法，即用人工神經網絡進行導光管照明計算。研制出傳輸效率為77—的導光管照明裝置。獲得了綠色照明設計和理論研究的可供借鑒的經驗。我們還獲得了鏡面鋁合金板的實用新型專利。

綠色照明是美國國家環(huán)保局于20世紀90年代初提出的概念。完整的綠色照明內涵包含：高效節(jié)能(energyefficient)、環(huán)保(environmental protection)、安全(safety)、舒適(comfort)等4項指標。將綠色照明的概念運用到博物館照明主要突出三個重點：高效節(jié)能、保護展品和看清原貌。

1．綠色照明工程要求人們不要局限于節(jié)能這一認識，要提高到節(jié)約能源、保護環(huán)境的高度，這樣影響更廣泛，更深遠。綠色照明工程不只是個經濟效益問題，更是一項著眼于資源利用和環(huán)境保護的重大課題。通過照明節(jié)電減少發(fā)電量，進而降低燃煤量（中國70%以上的發(fā)電量還是依賴燃煤獲得），減少二氧化硫、氮氧化物等有害氣體以及二氧化碳等溫室氣體的排放，有助于解決世界面臨的環(huán)境與發(fā)展課題。

2．綠色照明工程要求的照明節(jié)能，已經不完全是傳統(tǒng)意義的節(jié)能，這在中國“綠色照明工程實施方案”宗旨中已經有清楚的描述，即滿足照明質量和視覺環(huán)境條件的更高要求。因此照明節(jié)能的實現不能靠降低照明標準，而是依靠充分運用現代科技手段對照明工程設計水平、方位以及照明器材效率的提高。

3．高效照明器材是照明節(jié)能的重要基礎，但照明器材不只是光源，光源是首要因素，已經為人們認識，但不唯一的，燈具和電氣附件（如鎮(zhèn)流器）的效率，對于照明節(jié)能的影響是不可忽視的，這點往往不為人們所注意，比如一臺帶漫射罩的燈具，或一臺帶格柵的直管形熒光燈具，高效優(yōu)質產品比低質產品的效率可以高出50%以至100%，足見其節(jié)能效果。實施綠色照明要求起著決定作用；此外，運行維護管理也有不可忽視的作用。

4．實施綠色照明工程，不能簡單地理解為提供高效節(jié)能照明器材。高效器材是重要的物質基礎，但是還應有正確合理的照明工程設計。設計是統(tǒng)管全局的，對能否實施綠色照明要求起著決定作用；此外，運行維護管理也有不可忽視的作用。

5．高效光源是照明節(jié)能的首要因素，必須重視推廣應用高效光源。但是有人把推廣高效光源簡單地理解為推廣節(jié)能燈（而這里的節(jié)能燈是專指緊湊型熒光燈），這是很不全面的，很有害的，因為光源種類很多，有不少高效者應予推廣。就能量轉換效率而言，有和緊湊型熒光燈光效相當的（如直管熒光燈），有比其光效更高的（如高壓納燈，金屬鹵化物燈），這些高效光源各有其特點和優(yōu)點，各有其適用場所，決非簡單地用一類節(jié)能光源能代替的。根據應用場所條件不同，至少有三類高效光源應予推廣使用。

6．高效照明工具光導照明系統(tǒng)，由采光罩、光導管和漫射器三部分組成。其照明原理是通過采光罩高效采集室外自然光線并導入系統(tǒng)內重新分配，經過特殊制作的光導管傳輸和強化后由系統(tǒng)底部的漫射器把自然光均勻高效的照射到場館內部，從而打破了“照明完全依靠電力”的觀念。

綠色照明基礎

優(yōu)質光源具體體現在以下四點。

1．燈光源發(fā)出的光為全色光。所謂全色光，即光譜連續(xù)分布在人眼可見范圍內，視覺不易疲勞。

2．燈光光譜成分中應沒有紫外光和紅外光。

因為長期過多接受紫外線，不僅容易引起角膜炎，還會對晶狀體、視網膜、脈絡膜等造成傷害。紅外線極易被水吸收，過多的紅外線經過人眼晶狀體聚集時即被大量吸收，久而久之‘晶狀體會發(fā)生變性，導致白內障。

3．光的色溫應貼近自然光。

色溫是用溫度表示光的顏色的一種量化指標，因為人們長期在自然光下生活，人眼對自然光適應性強，視覺效果好。試驗證明：自然光條件下的視覺對比靈敏度高于人工光5%—20%以上。

4．燈光為無頻閃光。

頻閃光是發(fā)光時出現一定頻率的亮暗交替變化。普通日光燈的供電頻率為50赫茲，表示發(fā)光時每秒亮暗100次，屬于低頻率的頻閃光，會使人眼的調節(jié)器官，如睫狀肌、瞳孔括約肌等處于緊張的調節(jié)狀態(tài)，導致視覺疲勞，從而加速青少年近視。如果發(fā)光時的供電頻率提高到數百赫茲以上，或成直流供電，人眼即不會有頻閃感覺，也不會造成視力傷害，這種光稱為無頻閃光。

必須同時具備以上四方面要求的光，才算是優(yōu)質光源。市場上眾多燈光源均存在不同程度的不足。如白熾燈，因紅外光譜超過發(fā)光總光譜60%以上，全色光平衡不理想，色溫較低，既造成電能的大量浪費，對人眼也不利。普通日光燈因紫外光成分較多，又居于低頻率的頻閃光，故光源質量不甚理想。市場上較多的電子整流的節(jié)能熒光燈，有一部分光源為無頻閃光，又為全色光，色溫也較接近自然光，不足之處是有紫外光。

綠色照明宗旨

1．保護環(huán)境，包括減少照明器具生命周期內的污染物排放，采用潔凈光源、自然光源和綠色材料，控制光污染；

2．節(jié)約能源，以緊湊型熒光燈替代白熾燈為例，可節(jié)電70%以上，高效電光源可使冷卻燈具散發(fā)出熱量的能耗明顯減少。

3．有益健康，提夠舒適、愉悅、安全的高質量照明環(huán)境；

4．提高工作效率，這比節(jié)省電費更有價值；

5．營造體現現代文明的光文化。

綠色照明理念

綠色照明是指通過科學的照明設計，采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產品（電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材，以及調光控制器和控光器件），改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量，從而創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環(huán)境并充分體現現代文明的照明。

1991年1月美國環(huán)保局（EPA）首先提出實施"綠色照明（Green Lights）"和推進"綠色照明工程（Green Lights Program）"的概念，很快得到聯合國的支持和許多發(fā)達國家和發(fā)展中國家的重視，并積極采取相應的政策和技術措施，推進綠色照明工程的實施和發(fā)展。1993年11月中國國家經貿委開始啟動中國綠色照明工程，并于1996年正式列入國家計劃。

從以上的理念認識到：

1．照明工程必須實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把節(jié)約放在首位，提高資源利用效率。因為綠色照明能節(jié)約電能，節(jié)約電能對保護環(huán)境具有重要意義。

2．綠色照明包含電光源、電器附件、燈具、配線器材，以及調光和控光器件等的合理采用。例如：

采用高效節(jié)能的電光源：

1）用鹵鎢燈取代普通照明白熾燈（節(jié)電50-60%）；

2）用自鎮(zhèn)流單端熒光燈取代白熾燈（節(jié)電70-80%）；

3）用直管型熒光燈取代白熾燈和直管型熒光燈的升級換代（節(jié)電70-90%）；

4）大力推廣高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的應用；

5）低壓鈉燈的應用；

6）推廣發(fā)光二極管-LED的應用。

采用高效節(jié)能照明燈具：

1）選用配光合理、反射效率高、耐久性好的反射式燈具；

2）選用與光源、電器附件協(xié)調配套的燈具。

采用高效節(jié)能的燈用電器附件：

用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器取代傳統(tǒng)的高能耗電感鎮(zhèn)流器。

采用各種照明節(jié)能的控制設備或器件：

1）光傳感器 2）熱輻射傳感器 3）超聲傳感器 4）時間程序控制 5）直接或遙控調光。

3．綠色照明旨在改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量，因此設計人員必須很好領會綠色照明的要求和掌握國家有關照明設計規(guī)范使之滿足要求。

綠色照明理想境界

1．無汞：汞有毒，污染環(huán)境后患無窮；

2．節(jié)能：照明要節(jié)電運行，而且光源和燈具從原材料至成品的生產過程也應有利于節(jié)能；

3．節(jié)材：光源及其附件要節(jié)約耗用黑色金屬、有色金屬、稀有金屬和非金屬材料；

4．環(huán)保的制造工藝：排放無污染和綠色生產工藝，包括采用無毒、無溶劑樹脂與密封材

料，提倡采用水溶性樹脂；

5．無有害的射線：光源無紫外線成份等；

6．長壽命：耐用性好；

7．對環(huán)境無電磁干擾：運行時無高次諧波分量泄漏；

8．對電網無傷害：電抗分量小，功率因數高，啟動時浪涌??；

9．綠色廢棄：失效后廢棄物可回收，無環(huán)境污染后患。

綠色照明是20世紀90年代初國際上興起的旨在節(jié)約能源，保護環(huán)境的照明節(jié)電活動，對促進全球照明技術的提高、產品的升級換代和節(jié)能事業(yè)的發(fā)展產生了積極 的影響。本書全面介紹和分析了世界綠色照明運動的發(fā)展過程及其特點，主要內容包括近20多年世界各國開展綠色照明活動的情況；綠色照明工程實施過程中所采 取的主要政策措施和技術手段；綠色照明系統(tǒng)設計原則和標準規(guī)范；以及綠色照明項目的技術經濟分析；對中國綠色照明工程實施過程，工程示范案例、綠色照明產 業(yè)發(fā)展狀況及綠色照明未來發(fā)展?jié)摿M行了詳盡的描述，是一本全面論述綠色照明相關信息和知識的系統(tǒng)性讀物。

【讀者對象】本書可供照明節(jié)能管理人員、照明科研、設計人員和大專院校校有關專業(yè)的師生參考使用，也可作為普及綠色照明知識的培訓教材和參考書目。

綠色照明全面理解

1．1 從保護環(huán)境的高度對待照明節(jié)能

1．2 節(jié)能是綠色照明主題，但不是唯一目標

1．3 綠色照明遠不止就是推廣應用節(jié)能燈

1．4 實施綠色照明還必須重視照明工程設計和運行維護管理

綠色照明發(fā)展

光源的展望

光源是能量轉換成光的器件，是實施綠色照明的核心。過去一個世紀，世界光源產品發(fā)展迅速，近二十年中國也在加速追趕世界潮流。預計未來一二十年，將會有更大的發(fā)展，從所了解的情況分析，主要發(fā)展趨勢有以下幾方面。

進一步提高光源的性能和技術參數

a、提高發(fā)光效率：預計氣體放電燈光效將普遍超過100lm/w，HID燈將更高，白熾光源將通過多種技術革新進一步提高光效。

b、提高顯色性能：多數光源的顯色指數將超過80，熒光燈將普遍使用三基色熒光粉。

c、提高使用壽命：氣體放電燈將超過10000h，將有多種更長壽命的新光源出現。

光源產品將有更好的環(huán)境保護效果和視覺效果

a、21世紀將更重視環(huán)境保護，將研究更多措施減少污染，如研制少汞和無汞的放電燈，縮小熒光燈管管徑和改進熒光粉涂覆工藝，以降低熒光粉用量。

b、進一步發(fā)展高頻熒光燈和直流熒光燈，提高發(fā)光穩(wěn)定性，消除頻閃效應，降低電磁輻射，消除噪聲，以改善環(huán)境效果和視覺效果。

光源進一步向緊湊和小型方向發(fā)展

研制管徑更細的熒光燈和多種形式的緊湊型熒光燈，以降低制燈材料用量，特別是有害物質的耗量；同時，提高光源的光效，降低燈具尺寸，提高燈具效率。

廣泛應用電子技術

電子技術飛速發(fā)展，已廣泛應用于各個領域，在光源和配套電器制造中也開創(chuàng)了新路。今后還將發(fā)展更多的高頻放電燈、直流熒光燈、高頻感應燈、微波燈等壽命更長、顯色性更好、光效更高的光源提供使用。

發(fā)光二極管(LED)獲得突破性進展，使這種由電能轉換成光的半導體器件進入照明領域成為可能。LED以其長壽命(將達100000h)、良好顯色性(Ra達75~85)、無頻閃、激勵響應時間短(納秒級)、耐震動、耐氣候、使用安全等諸多優(yōu)點，而獲得廣泛應用。紅色、黃色LED亮度提高，特別是氮化鎵等第三代半導體材料制造技術的突破，研制出藍色、綠色LED，從而就解決了白色光。由于它豐富多樣的顏色光，方便選色和變色的優(yōu)勢，特別適合應用于交通信號、航標、廣告、庭園及建筑物景觀照明等需要多種顏色的場所。預計未來一二十年，LED將進一步提高光效，降低成本，有可能成為一種新型照明光源，將引起照明領域的巨大變革，對綠色照明實施產生重大影響。

利用太陽能

太陽能是最清潔而又取之不盡的能源，新世紀將按綠色照明的要求，作出積極的研究和推廣應用，包括更小尺寸、更高效率的太陽能電池和相關的高效光源，將在環(huán)保要求高、取得電能不便等場所優(yōu)先應用。

燈具及其它電器附件的發(fā)展

燈具對照明節(jié)能和照明質量關系也很大，卻往往不為人們所重視。按照綠色照明的要求，燈具應從以下幾方面發(fā)展。

a、燈具應隨光源的發(fā)展而研制新的品種，適應新光源的需要。

b、對視覺條件要求較高的場所，如體育場館、工業(yè)廠房、辦公室、教室等，需要燈具效率高、配光適應的燈具，要求品種多、系列全、防護等級適應各種場所的產品。北京申辦2008年奧運會成功，將新建和改建三十多個當今世界一流的體育場、館和一大批其它公共建筑，按照“綠色奧運”的要求，需要大批效率高、質量優(yōu)的燈具，必將推動燈具產品的前進。

綠色照明意義

照明設計隊伍現狀

設計是實施綠色照明的關鍵因素，整體方案都在設計中確定。在建筑設計單位，照明設計和電氣設計屬同一專業(yè)，其專業(yè)技術人員從學校就是學建筑電氣、供配電、電力系統(tǒng)、自動化等專業(yè)，幾乎沒有學照明專業(yè)的人才，都是在工作中學習和培養(yǎng)的。不少人對供配電、自動化很熟練，而對照明研究不深，使部分照明設計達不到預期目標。特別是一些裝飾公司承擔照明設計，專業(yè)人員更顯缺乏。這是全面實施綠色照明的一個缺陷。有待逐步改善。