绿色照明—中国节能产业跨世纪的战略

一、绿色照明─中国节能产业跨世纪的战略1.1绿色照明●是指通过科学的照明设计，采用高效节电照明产品，达到节电、保护照明环境和提高照明质量的统称；●是国际发展趋势和国家现代化的标志；●我国已将“绿色照明工程”列为重点推广项目和节能产业跨世纪战略；1.2绿色照明是系统工程绿色照明是照明节电、减少对环境污染、保护生态平衡的系统工程。实施“绿色照明”包括：●推广使用高效节能电光源，如细管径荧光灯、电子节能灯等；●推广使用高性价比节电照明电器附件，如电子镇流器、调光装置、智能照明控制设备、光控开关等；●采用高效节能灯具，提高灯饰透光率、反射率等；●控制生产和使用中产生的污染，包括汞、稀土元素，以及灯、灯具高频工作产生的电磁干扰等；●采用先进照明设计，合理选用高效节能产品，营造现代照明环境和光文化；●组织制定有关政策、法规、标准，培育技术和市场，促进推广应用等；1.3绿色照明产品●泛指能创造绿色照明环境的产品，包括新型、高效、节能电光源和配套照明电器附件、灯具及控制器等；●“中国绿色照明工程”现阶段重点发展和推广应用的绿色照明产品包括：―光效高、光色好、寿命长、安全和性能稳定的节能电光源，如细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯及其它新型光源等；―自耗小、省电，对环境、人体无污染和影响的照明电器附件，包括电子镇流器、节能型电感镇流器、电子变压器等；―光能利用率高，安全、可靠，美观、适用的照明灯具；―传输效率高，电能损耗小，使用安全可靠的配线器材，各种调光装置，感应、光控开关和遥控等控制器具；―集光、电、IT技术于一体的智能照明系统；1.4绿色照明，功在当代、利在千秋●缓解电力供需矛盾。目前，我国照明用电1500亿度（占总发电量10%），约相当长江三峡电站年发电量的2倍，缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈；●实施“中国绿色照明工程”，可节电300亿度，节约原煤1500亿吨，减少污染、保护环境；●推动产业结构调整和技术进步；●产生巨大的社会经济效益；―11W电子节能灯替代60W白炽灯可节电48W，按4小时/天使用计算，年节电71度，全国替换2亿只，年可节电142亿度；―全国家庭2.76亿户（含农村2亿户），照明仍以白炽灯为主体，加上企事业、公用设施用白炽灯，数量可观。若全部改用电子节能灯，年可节电938亿度，超过长江三峡总发电量，是葛洲坝水电站年发电量的5倍；1.5全球“绿色照明”新发展●美国九十年代初首先推出“绿色照明计划”，随着全球绿色环保运动的兴起，已在各国推广，并有新发展：―美国正在开展旨在降低生产、销售成本和扩大市场容量的“能源之星”活动和“大宗采购计划”；―欧盟各国在开展电力需求管理活动（DSM）基础上，将“绿色照明计划”扩展到私人公司或团体；―中国等发展中国家正逐步实施“绿色照明计划”。近年环绕提高产品技术、质量水平，提高节电产品认识和建立持续、高效照明产品市场三大主题工作；●全球“绿色照明”运动呈现三大特点：―美国“绿色照明”成功经验和“能源之星”活动是全球“绿色照明”活动的典范；―组织“大宗采购计划”是推广“绿色照明”的有效方法；―建立非补贴、可持续化高效照明产品市场是各国发展的目标；二、绿色照明新一族—节能电光源2.1照明电光源的发展电光源是当今照明的主体,自1879年白炽灯问世以来,发展经历了三代:●第一代热辐射光源―利用钨丝发热而发光。代表产品为白炽灯和60年代开发的卤钨灯；―优点：结构简单、光色好、发光柔和稳定、成本低，使用方便；―缺点：光效低、耗电大、寿命短，逐步为节能电光源取代；●第二代气体放电光源三十年代起开发，较白炽灯发光机理不同（辉光放电），发光效率有质的飞跃。代表产品：―荧光灯（1938年问世），光效高白炽灯5倍，作一般照明；―低压钠灯，光效高白炽灯十几倍，光色单一（黄光），只能作道路、隧道照明；―高压气体放电光源（高压汞灯、大功率氙灯等），功率大、光效高，用作场馆和泛光照明；表2–1照明电光源发展简况类别灯种开发年代光效（Lm/w）平均寿命（小时）优缺点应用第一代热辐射光源白炽灯18799～34500～1000光线柔和、稳定，成本低；光效低、寿命短室内外卤钨灯60～7020～50第二代气体放电光源荧光灯193840～505000光效较高、显色性提高室内低压钠灯30～4054～144色单一、显色性差道路、隧道高压汞灯大功率氙灯50～6040～50室内、泛光照明第三代细管径荧光灯（T8、T5）70～9550～1055000～20000三基色、体积小、寿命长；功率小；室内紧凑型荧光灯70末高压钠灯66～8055～140显色性好（﹥60）、光色多、光效高；寿命长道路、场馆照明工程金属卤化物灯60～9080～125新光源耦合放电高频无极灯9055～65﹥40000光效高、显色性好、寿命长；功率小；室内外螺旋一体灯10000陶瓷金卤灯光效高、光性能稳定；介质放电紫外光源90末6000～12000光效高、性能稳定；研制中表面放电平面荧光灯27光均匀、无汞、低温性能好；光效低微波放电微波金卤灯90末80～110﹥30000启动快、光稳定、寿命长；功率低、成本高；微波准分子灯微波硫灯光效高、寿命长；结构复杂、成本高；●第三代节能气体放电光源六十至七十年代起开发，代表产品：―细管径荧光灯（T8、T5）―紧凑型荧光灯（电子节能灯）两类灯较普通荧光灯光效高（从40～50Lm/W提高到80Lm/W）、显色性好、寿命长、且结构紧凑、通用性好，已成为室内照明主体；―高强度气体放电光源（HID），如高压钠灯（HPS）、金属卤化物灯（MH），六十年代研制、八十年代形成规模生产。较高压汞灯光效高（1～1.5倍），显色性好（Ra﹥60），寿命6000小时以上，广泛用于道路、场馆、大型照明工程等。―八十至九十年代已开发出一批新型节能气体光源，包括：●无汞荧光灯●高频无极荧光灯●平面荧光灯●高显色性高压钠灯●陶瓷金属卤化物灯●微波硫灯表2–2主要灯种性能比较灯种功率（W）光效（Lm/W）显色指数（Ra）平均寿命（小时）频闪效应表面亮度白炽灯5～10009～3490～100500～1000不明显大普通荧光灯3～12540～50﹥602000～5000明显小紧凑型荧光灯(电子节能灯)3～2650～105﹥606000～8000无小HID灯（HPS、MH）35～100055～14060～9020000不明显大表2–3主要灯种节电效果比较灯种替代光源节电比例（%）使用、替代情况备注T12荧光灯白炽灯70～73室内外照明，无条件替代粗管径T8荧光灯T12荧光灯10～20室内照明，逐步替代细管径T5荧光灯T8荧光灯20～30同上细管径紧凑型荧光灯白炽灯70～83室内照明（调光要求除外）电子节能灯高压钠灯（HPS）高压汞灯56～60道路、场馆，逐步替代金属卤化物灯（MH）高压汞灯42～46商场、宾馆，逐步替代2.2节能电光源泛指光效高或节电效率高的光源，主要为第三代节能光源和新光源。2.2.1细管径荧光灯●针对普通T12（φ38㎜）荧光灯耗材、发光效率低等缺点，七十年代末飞利浦公司开发出T8（φ26㎜）细管径荧光灯，目前已逐步替代T12管。T8荧光灯较T12灯有以下优点：―节电，在光通量相同条件下T8节电约10%～20%，光效（70Lm/W）提高15%；―节材约30%；―表面亮度提高约20%；―附加成本（仓储、运费等）降低50%；―与T8管脚、长度相同，易互换；●我国T8管产量已突破2000万只，主要厂家飞东照明公司、佛山照明公司、北京松下显像管公司等；表2–4管型荧光灯分类及尺寸灯功率20303640658085125长度（m）0.60.91.21.21.51.51.82.4直径（mm）T5(ф16)T8(ф26)T10(ф32)T12(ф38)发光颜色日光色(RR)暖白色(RN)冷白色(RL)等表2–5T8荧光灯主要参数类型功率(W)长度(mm)光通量(Lm)光效(Lm/W)寿命(h)经济型(普通荧光粉)1860010505880003612002500698000豪华型(三基色荧光粉)186001500831600036120033509316000●九五年,飞利浦、美国GE公司相继生产T5荧光灯（ф16mm），比T8灯节电20%～30%；具有管电流一致性好、管压降高等特点，光效可达106Lm/W、寿命16000小时，我国上海真空电子器件公司已开发生产；●九六年，日本东芝公司推出T5环形荧光灯，光通量提高1.5倍，并注重改善显色指数(高显色性Ra可达85～95)；表2–6常用细管径荧光灯产品管径Ф（mm）功率（W）替代产品备注T8(略新)2636T12/40W北美已结束欧洲已开始1836T12/20WT8(较新)2632T8/36W北美已开始T5(最新)1628T8/36W将开始1614T8/18W2.2.2紧凑型荧光灯(CFL)●俗称电子节能灯。具有光效高（是普泡4-5倍）、节电明显、寿命长（是普泡5-8倍）、体积小、使用方便等优点；●79年，飞利浦最先推出SL型灯。我国82年开始研制，99年产量1.2亿只（占世界总产量35%），但质量参差不齐，寿命一般为3000～5000小时（国外10000小时）；●CFL分整体式（一体灯）和分离式两类。发展方向是一体灯，原因：―互换性好，有H、U、π、D等不同紧凑型，尺寸形状接近白炽灯，且发光面积大；―采用稀土三基色荧光粉及涂敷新工艺，提高光效、降低色温；―内置电子镇流器，省电、启动快、无频闪躁声，使用方便；表2–7CFL替代普灯节电效果CFL替代普泡光通量（Lm）单灯节电（W/只）单灯年节电（度/年.只）9W替代40W4003146.511W替代60W6004973.515W替代75W900609020W替代100W120080120●为提高灯功率,95年美国GE公司生产出螺旋一体灯(13-48W),在保证紧凑尺寸和配光曲线同时,光效提高到60-70Lm/W(是白炽灯7-8倍),寿命1万小时以上;图2–1插入式螺旋一体灯2.2.3高压钠灯(HPS)●属高强度气体放电光源(HID),在光效、显色性和寿命方面有明显优势（表2-3），另具透雾力强和不诱虫等特点，已广泛用于道路、场馆等照明；●主要品种A普通型—光效高、寿命长，但显色性较差，适合一般道路、场馆等照明；B替代型—可直接替代高压汞灯，满足照度同时功率略有下降；C舒适型—显色性好，可扩展室内外重要场合照明；D高光效型—改进光电管结构并填充高压氙气，光效高达140Lm/W，是理想电光源；E高显色性—白色高压钠灯，高显色指数（﹥80），适合高要求照明场合使用；F农艺型—有特殊光色，适合农艺栽培照明；2.2.4金属卤化物灯(MH)●60年代初,钠-铊-铟金卤灯问世,最大优点是光色好(Ra=65-90)、光效可达130Lm/W，平均寿命1～2万小时。九十年代技术日趋成熟，正逐步替代卤钨灯、高压汞灯和高压钠灯，是发展广阔的新光源；●主要类别：稀土金卤灯、光谱型金卤灯（钠-铊-铟系列）、连续辐射型金卤灯和单色性金卤灯等；●我国八十年代末生产，目前年产量已达200万只，主要厂家：上海亚明灯泡厂、浙江阳光集团等；表2–8主要气体放电光源性能比较性能高压汞灯高压钠灯金卤灯光效（Lm/W）250W5112180400W55132951000W60147112显色性（Ra）20～4030～6565～902.3荧光灯产品的技术发展2.3.1发展主题●保护环境.从三方面入手:―提高光效、减少能耗；―减少用汞量、开发无汞荧光灯；―采用低铅或无铅玻璃，推广应用水涂粉工艺技术等；●节约能源.包括：―提高光效，改善显色性；―开发新型点灯附件（如电子镇流器、智能控制系统）、提高节电效果；―提高生产工艺、设备水平，降低生产能耗；●满足市场、用户要求―开发不同光色、不同显色性能和不同形状荧光灯；2.3.2技术发展趋势环绕提高光效、光色、寿命三大主题和以下课题进行：●研究低压气体高频放电特性，包括惰性气体---汞高频放电特性，并从灯及电子镇流器方面改进；●控制汞量，采用