注册电气工程师

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提高照明能效，认真实行《建筑照明设计标准》

4、照明器材的选择

正确、合理选用照明器材是关系到建筑照明系统的使用安全可靠、技术先进、运行经济、高效节能和创造良好的照明环境的重要因素。设计中应按这些原则选取。照明器材主要包括光源、灯具和镇流器、控制器等。我国生产的光源等器材，具有多种类型、品种，不乏高效产品，可供照明工程应用。下面叙述如何适应场所需要合理选择。

4.1照明光源选择

选用原则：

1）发光效率高；

2）显色性好，即显色指数高；

3）使用寿命长；

4）启点可靠、方便、快捷；

5）性能价格比高。

具体选用意见：按照新标准要求和上述原则，建议按以下意见选用光源。

1）灯具安装高度较低的场所用荧光灯。荧光灯包括直管荧光灯和紧凑型荧光灯，都具有光效高、寿命长、显色性较好等优点；但前者比后者光效更高，寿命更长，光通维持率高，性价比更优。因此，除有装饰性要求场所外，一般情况下都应选用直管荧光灯。进一步要求下面再分析。

2）灯具安装高度较高的场所适宜用金卤灯，也可用中显色高压钠灯；对于显色性要求高的场所，可以用陶瓷金卤灯；对于没有显色性要求的工业场所，可以用光效更高、寿命更长的高压钠灯。

3）安装高度高，且不易维护的场所，宜选用高频无极荧光灯。其主要特点是使用寿命长。同时，光效高，显色性好，起点快捷、可靠。

4）不应选用荧光高压汞灯：金卤灯是在汞灯基础上发展的，其光效比汞灯约提高60%，显色指数高，寿命更长，所以，新设计中不应再选用荧光高压汞灯，更不应选用光效更低的自镇流荧光高压汞灯。

5）限制热辐射光源的应用：其优点是显色性好，起点快速，便于调光；但由于光效低，寿命不长，所以要限制使用。除要求调光、开关频繁和暂短工作以及特殊装饰要求等场外，不应采用。

直管荧光灯的应用

直管荧光灯是除钠灯外光效最高、性价比最优的光源，应用最广泛；同时在近二十多年发展很快，灯管的类型、品种、规格多，实际应用中也存在不少问题，影响了照明质量和能效的提高，有必要特别说明其应用。

1）二十多年的发展和进步，主要有三个方面：

①管径变小：传统的T12灯管直径38mm，到上世纪70年代末推出T8管，直径26mm，光效提高10%，寿命更长；到90年代又研制了更细管径的T5管，直径16mm。管径小，节省了汞和荧光灯用量，有利于环保；同时也节省了制灯材料，缩小了尺寸，有利于节能；小管径有利于提高灯具效率。鉴于此，新标准明确规定应选用管径26mm及以下灯管。

②上世纪80年代成功研制了稀土三基色荧光粉，比使用了几十年的卤磷酸盐荧光粉有重大进步：使灯管的显色指数从57～75左右提高到85；光效有较大幅度提高，寿命延长，这对于贯彻新标准，实施绿色照明工程，提高照明能效具有极其重大意义。可惜对其优异性还不大了解，或者是认为其价格太贵，而不愿选用。经论证：尽管其价高，但因其优质高效的性能，最终是省钱的。

③电子技术的应用：如荧光灯使用高频点灯，配套电子镇流器，研制新型的高频无极荧光灯，电磁感应荧光灯，微波硫灯等，都对提高光效，提高使用寿命带来新的发展。

2）直管荧光灯的技术经济性能比较

选取四种T8直管荧光灯，两种卤粉管和两种三基色管比较其技术性能和经济性，计算结果列于表1。

按表1的分析，提出对T8直管荧光灯的选用意见：

①选用三基色灯管，具有明显优势，除显色性好外，同是36W管，年运行费低，而且初建费也低，虽其价贵，但由于光效高，少用了灯具、镇流器，节省钱足以弥补灯管多花的钱。

②选用中间色温灯管比冷色温管光效高，卤粉灯管更为明显，所以降低了初建费，也节省了电费。

③同样三基色灯管，用36W比18W的初建费和年运行费都更低，因小功率灯管光效比较低。因此，使用T8灯管，对于办公室、教室、生产车间等，在满足照度均匀度条件下，应选用36W灯管，不应选用再小功率管，既节能，又降低初建费。

表1四种T8直管荧光灯的主要参数和经济技术比较

本表编制条件：

a．灯管价：卤粉管每支8元，36W三基色管18元，18W三基色管13元。

b．按双管灯具，含电子镇流器及安装费，每套300元，2×18W的每套200元。

c．电价：0.6元/kWh。

d．年利用小时数：4000h。

e．灯管加电子镇流器功率：36W管按36W，18W管按19W。

选用光源的经济技术评价

一般说优质高效的光源往往价格较贵，甚至贵很多，设计者或使用单位看价贵而不敢选用，障碍了高效节能光源的推广应用，不利于提高能效。因此，需要引入经济评价方法，叙述如下。

1）在相同条件下，选用不同光源时，计算其初建费和运行费作比较，如表1所列。此法较简易，但两种费用不能简单相加，因初建费是一次性的，运行费是每年的，况且初建费是建设时投入的，运行费是使用期间逐年逐月支付的，并不等价。

2）全寿命期综合费用法：国际上常使用TOC法，是综合计算了初建费和运行费，并且将在全寿命期内逐年发生的运行费经贴现到初建时的等值费用，而后和初建费相加，所得总费用高低来评价其经济性。TOC法被IEC287-3-2∶1995《电力电缆截面的经济最佳化》标准所应用；美国用TOC法评价变压器的经济效益，并制定了工业标准。

4.2灯具选择

选用灯具的原则：

1）使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险；

2）限制眩光；

3）提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维持率高的灯具；

4）合理考虑功能性、装饰性、经济性和能源效益的结合。

重视视具防触电的新要求

国标《灯具一般安全要求与试验》系等同采用IEC60598-1∶1999。标准对灯具的防触电保护分类，共有四类，即O类、Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。其防触电的主要特征简要描述如下：

O类：仅依靠基本绝缘。

Ⅰ类：不仅依靠基本绝缘，还有附加安全措施，即外露导电部分联结到保护地线。

Ⅱ类：不仅依靠基本绝缘，还有附加安全措施，例如双层绝缘和加强绝缘。

Ⅲ类：电源电压为安全超低电压，不会产生高于SELV的电压。

可见，Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类灯具安全比较有保证，而O类灯具仅有基本绝缘，一旦基本绝缘失效，就只能依赖环境条件，容易导致触电。

IEC新标准IEC60598-1∶2003已经删除了O类灯具，只有Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类灯具，这是从更好保证安全出发的重要修改。为此，我国也立即修订了GB7000.1国家标准，并已报批，预计将于2005年出版，2006年或2007年实施。当前，我国灯具产品中O类灯具占有很大比重，灯具生产企业面临灯具改型的重任，而照明设计者和使用者面临如何选用灯具类型，及如何实施保证防触电的安全措施。

重视提高灯具效率和利用系数

图1照明能量转换示意图

要提高照明系统能效，除选用高效光源外，灯具也是不可忽视的一环。从照明能量转换示意图看，人工照明从电能转换为作业面接受的有效光，经过光源、灯具两个环节，决定能效转换效率有三个因素：一是光源光效，二是灯具效率，三是从到有效光通量，由与房间室形指数，室内各表面反射比以及灯具配光有关的系数。后两者综合起来就是利用系数UF。

要提高利用系数UF，就要选用灯具效率高、配光适合房间室形条件的产品。一般说，房间的室形指数大，即大而低矮的房间，应选用宽配光灯具；而RI小，即小而高的房间，应选用窄配光灯具。

4.3镇流器选择

镇流器是一个耗能器件，同时对照明质量和电能质量有很大影响，因此，应给予关注。

选用要求：

1）运行可靠，使用寿命长；

2）自身功能低；

3）频闪小，噪声低；

4）谐波含量小，电磁兼容性符合要求；

5）性价比高。

镇流器的类型：几十年来气体放电灯多配用电感镇流器，性能较好，但功耗大。为了降低功能，近二十多年研制了两种类型的镇流器：一是高效节能型电感镇流器，是对原产品材料、工艺的改进；另一种是用半导体电路制成的电子镇流器。两者都有节能的优点，但仍有很多其他性能的差异。

直管荧光灯镇流器的选用

以T8型36W为例，将传统电感型、节能电感型和电子型的主要性能比较列于表2。

按新国标，不应选用传统电感镇流器，应按不同条件选用电子或节能电感型，两者各有其优点，但从发展看，电子镇流器以更好的能效、无频闪、无噪声、功率因数高等优势而获得更广的应用。选用电子镇流器，宜用谐波含量低的L级产品，并且应对谐波含量，特别是三次谐波含量提出具体限值。

表2直管荧光灯几类镇流器性能比较

自镇流荧光灯镇流器选用：这种灯系自带镇流器，小功率(＜25W）灯居多。目前我国产品绝大多数配套的是电子镇流器，几乎没有选择余地。但应注意，由于GB17625.1-2003标准对25W以下产品的谐波限值很宽，选用时务必注意。果真达到这么大的3次谐波，使用量大时，必将对中性线产生很大危害。

金卤灯和高压钠灯镇流器选用：这两种灯同样开发了节能电感型和电子镇流器，其性能比较，和前述直管荧光灯镇流器比较差不多，不过有些金卤灯电子镇流器并不是高频电流，有的仅几百赫兹频率，仍存在频闪。

这两类灯一般功率较大，电子镇流器制造难度大，还要有一个稳定提高过程，需要在试用中总结经验，目前还以应用节能电感镇流器为主。

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（责任编辑：xy）

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