前言

　　上海市政府規(guī)定氣溫高于35℃時夜景燈光關(guān)閉，有些城市關(guān)燈的時刻可能更多。照明節(jié)能的問題突顯出來。從領(lǐng)導(dǎo)到群眾很自然的加以關(guān)注，媒體也紛紛報導(dǎo)各種“節(jié)電”的方法。但是，照明是一門技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的科學(xué)。節(jié)約能源是我國的基本國策，從倡導(dǎo)“科學(xué)發(fā)展觀”的今天來看，更應(yīng)重視采用科學(xué)的方法來審視現(xiàn)在中國的城市照明，提出切合實際的解決方案。作者提些自己的意見與各位領(lǐng)導(dǎo)、同行溝通，以利于照明節(jié)能工作的開展。

　　一、照明與人類健康的關(guān)系
　　照明對人會引起視覺與生理兩方面的效應(yīng)。
1.照明的視覺效應(yīng)
　　人類以往幾十年的研究，重點在視覺功效與工作環(huán)境（包括情感）的研究，大致有以下一些基本的認(rèn)識；
　　(1)作業(yè)面上要有一定的照度，且作業(yè)與背景要有一定的亮度對比才能看清物體。視覺與亮度對比成線性關(guān)系，而與光的數(shù)量并不成線性關(guān)系（不是越亮越好）。
　　(2)視野中的亮度分布或亮度范圍不適宜或存在極端的對比會形成眩光。眩光分為失能眩光（降低觀察細(xì)部或目標(biāo)的能力）和不舒適眩光（有不舒適感）兩種。
目前對不舒適眩光的機(jī)理研究只知道與瞳孔活動有密切聯(lián)系。但其資料尚不能滿足應(yīng)用于工程實踐，因此大多數(shù)不舒適眩光是根據(jù)視場內(nèi)眩光源的大小、亮度、數(shù)量、位置及背景亮度等因素來評價的。
　　(3)對于一個固定光譜成分的光，在不同適應(yīng)亮度條件下，其感覺亮度與實際亮度不同，或者在同一亮度條件下，不同光譜成分的光，其亮度感覺也不同，即客觀的（計量）亮度與人感受到的亮度之間有差異。為此，引進(jìn)了一個“主觀亮度”的概念，稱之為視亮度“brightness”。視亮度受適應(yīng)水平和視覺敏銳度的影響，沒有量綱。
　　(4)人眼介質(zhì)對不同波長的光透射系數(shù)不同，紅光透過率高，藍(lán)光透過率低，且隨著年齡的增長透射系數(shù)降低，即進(jìn)入老年人眼睛的光線比年青人少，且藍(lán)光更少。
　　(5)人的視覺器官不但能反映光的強(qiáng)度，而且也能反映光的波長特性，即人眼不但有亮度的感覺，還有顏色感覺。顏色是物體的屬性，通過顏色視覺，人們能從外界獲得更多的信息。
　　(6)人眼對波長的變化感覺很靈敏，在整個光譜區(qū)，人眼能分辨出上百種不同的顏色。
　　(7)光環(huán)境的舒適、宜人與光的空間分布有關(guān)。研究結(jié)果表明，在水平視線上下20°球帶范圍內(nèi)垂直面的亮度要達(dá)到一定的水平，人才感覺適宜。晴天與陰天人的感覺不一樣。陰天使人有一種朦朧的感覺，朦朧是一種視覺心理現(xiàn)象，會產(chǎn)生抑郁的情緒。
2.照明的生理效應(yīng)（與健康有關(guān)）
　　2002年美國人發(fā)現(xiàn)在人眼的視網(wǎng)膜中除了桿體細(xì)胞(感受明暗)與錐體細(xì)胞(感受顏色)外，還有第三種光感受器，它對藍(lán)色敏感，與人的生理效應(yīng)相關(guān)，藍(lán)光在被傳輸至大腦的過程中會影響人體荷爾蒙的分泌。
　　(1)人的生理節(jié)律在24小時內(nèi)除體溫變化外，皮質(zhì)醇、氧基色胺(退黑激素)也隨著變化，它們隨著光照、黑暗而周期性變化，皮質(zhì)醇是興奮荷爾蒙，退黑激素是睡覺荷爾蒙。24小時的周期幫助校準(zhǔn)生物鐘。
　　(2)腦體的生理器官與生物時鐘有關(guān)。照明與敏感度有關(guān)：午夜后0-8小時內(nèi)靈敏度降低非常多，工業(yè)生產(chǎn)的事故多數(shù)發(fā)生在午夜后，可以通過提高照度(10倍)有所改善。照明與腦電波活動(沉睡度)也有密切的關(guān)系，可以通過提高照度降低沉睡度。
　　(3)照明與緊張度有關(guān)。人工照明與天然光結(jié)合的照明可以降低人的緊張度，因為天然光中有不少的藍(lán)光。
　　(4)閃爍對眼睛有影響。熒光燈接近損壞時經(jīng)常會一明一暗的閃爍?？茖W(xué)實驗證明，眼睛所能辨認(rèn)的閃爍是每秒鐘40次以下，尤其是每秒5～15次時，眼睛特敏感，極易造成視覺疲勞。
　　(5)紫外線對眼睛有影響。氣體放電燈中有一定數(shù)量的紫外線，如果紫外線特強(qiáng)時，極易使眼睛引起角膜炎。

二、照明質(zhì)量與相關(guān)的參數(shù)
　　視覺效應(yīng)的研究著重于視覺功效(visual perfor-mace)與工作環(huán)境的研究。視覺功效是指根據(jù)視覺作業(yè)的速度和精確度評價的視覺能力，提出的照明質(zhì)量與相關(guān)的參數(shù)可歸納于見下表：

　　照明質(zhì)量 質(zhì)量參數(shù)
　　可適應(yīng)的照度水平（根據(jù)不同作業(yè)） 維護(hù)照度Eav
　　光空間分布 均勻度Emin/Eav、Lmin/Lav眩光限制UGR
　　顯色性 顯色指數(shù)

　　生理效應(yīng)研究提出的照明質(zhì)量指標(biāo)與視覺效應(yīng)研究提出的照明質(zhì)量可對應(yīng)的列入下表：

　　與生理（健康）相關(guān) 說明
　　照度水平 視網(wǎng)膜上需要更多的光照
　　光的空間分布 從上部來的光線對人很重要，希望室內(nèi)有更多的天然采光
　　可適應(yīng)的色表 藍(lán)光非常重要，傍晚不需要更多的藍(lán)光，可以改變一下色表
　　適時 什么時候進(jìn)入
　　持續(xù)時間 日照持續(xù)時間

三、光環(huán)境設(shè)計與節(jié)能
　　光環(huán)境設(shè)計應(yīng)在正確設(shè)計理念指導(dǎo)下，以人為本，按設(shè)計規(guī)范的要求進(jìn)行。
　　1.滿足基本的功能性要求。一般照明條件下大約需要20lx的水平照度才能分辨人臉的特征，故規(guī)定室內(nèi)最小照度為20lx，在連續(xù)工作區(qū)域維持照度不得低于200lx。室內(nèi)、道路等要有一定的作業(yè)面照明，照度、亮度要滿足一定要求。
　　2.充分利用明、暗、光與影，根據(jù)不同的場所、不同的環(huán)境營造不同的氛圍。
　　3.選擇合理的照明方式。
室內(nèi)：直接照明、間接照明、半直接照明……等創(chuàng)造的光環(huán)境是不同的，能源的消耗也有所不同，應(yīng)根據(jù)具體情況合理選用。
建筑物外觀照明：采用泛光照明還是內(nèi)透光照明，要根據(jù)需要而定。
　　4.根據(jù)不同場合的需要，選用不同色溫的光源。
　　5.充分利用自然光。自然光是最純潔、最廉價的光源，用自然光照明，人的緊張度可以降低，心情也比較愉悅。
　　6.防止光污染，注意照明對人類健康的影響。如居民樓不要打泛光燈，以免光線通過窗戶進(jìn)入居民家中，影響生活節(jié)律。減少逸出光與上射光，節(jié)約能源。
　　節(jié)能的照明設(shè)計最后衡量的指標(biāo)是照明功率密度LPD(W/m2)，但它的內(nèi)含是很豐富的。
四、光源選擇與節(jié)能
　　盡量采用光效(lm/W)高、壽命長的光源。但由于不同光源發(fā)光原理不同，其特性也各有不同，故各有自己適合使用的范圍與場所。
　　1.白熾燈、鹵鎢燈：
　　光效較低、點燈電路簡單,調(diào)光方便。但它的色表與光譜組成決定了它所創(chuàng)造的氛圍是別的光源所不能代替的，人們喜歡它。
　　上海市工程建設(shè)規(guī)范《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：一般照明，包括衛(wèi)生間、走廊，不得使用白熾燈和100W以上的鹵鎢燈；功率大于100W的室外照明光源不得使用白熾燈。
　　2.熒光燈：
　　緊湊型熒光燈可以做成一體化，也可以用插拔管。
　　細(xì)管(T5)，管細(xì)用稀土熒光粉(三基色)是關(guān)鍵，光效高、顯色性好，直管熒光燈現(xiàn)在不少地方也用T5代替了T8。上海標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不得使用T12熒光燈。CIE出版物《室內(nèi)工作場所照明》(CIE,S008/E-2001)規(guī)定：顯色指數(shù)Ra＜80的光源不得用于人們長期工作或停留的室內(nèi)(高6m以上的大空間可以例外)。無極熒光燈，因壽命長在維護(hù)困難的地方可采用。
　　3.高強(qiáng)氣體放電燈(HID燈):
　　一般不宜采用高壓汞燈。
　　高壓鈉燈光效高，透霧性好，道路照明標(biāo)準(zhǔn)中仍將其作為道路照明的首選光源。
　　金鹵燈白光顯色性好，光譜中含有藍(lán)色光，藍(lán)光使腦的醒覺度高，一般城市道路兩邊的建筑景觀、商店等需要較好表現(xiàn)的地方可采用金鹵燈。
　　4.LED（發(fā)光二極管）:
　　固態(tài)光源，亮度高，方向性強(qiáng)，壽命長，耐震，功耗低，低電壓(12V、24V)安全與光伏電池匹配最方便，響應(yīng)快，不含紫外線與紅外線，不含汞(環(huán)保)。但抗干擾性差，特別是高頻波峰電壓的干擾。
用三種基色管子可以創(chuàng)造各種顏色，通過控制器形成各種動態(tài)的圖案，用作顯示（大屏幕）、信號（紅綠燈）、標(biāo)示及裝飾照明。
　　目前研究制作大功率管，關(guān)鍵是散熱及封裝角度等問題，若想用它作照明光源，還要有一段較長的路要走。若想用它來替代所有其他的光源是不可能的。
　　5.冷陰極管:
冷陰極管能耐離子轟擊、頻繁開關(guān)不會影響壽命，故霓虹燈都是用冷陰極管。目前市場上稱呼的“冷陰極管”是與熒光燈管一樣工作的。只不過其電極采用冷陰極，其壽命主要取決于陰極材料及上面涂的電子粉，陰極濺射是壽命受損的主要原因。一般冷陰極管的壽命有10000小時。
五、燈具選用與節(jié)能
　　1.首先要選擇光分布(配光)滿足使用要求的燈具，使燈具發(fā)出的光能得到有效利用，或者說采用利用系數(shù)高的燈具，即光投到工作面上比例高的燈具，這樣可以減少溢出光，減少光污染。
　　2.選用效率（光輸出比） 高，壽命長的燈具。按《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）的規(guī)定，熒光燈燈具的效率與HID燈燈具的效率不應(yīng)低于下表的規(guī)定：要燈具效率高，需要有好的光反射系統(tǒng)或棱境透射系統(tǒng)。燈具壽命一般為10年，按使用場所的不同選不同防護(hù)等級（IP等級）的燈具，燈具的壽命就有保證。
　　3.在室內(nèi)采用光通量維持率較高的燈具。
　　4.采用照明與空調(diào)一體化的燈具(又稱空調(diào)燈具）。將燈具置于出風(fēng)口，減少空調(diào)冷負(fù)荷。
六、電器附件
　　氣體放電燈一定要有鎮(zhèn)流器才能穩(wěn)定工作。鎮(zhèn)流器有電感、電子兩種，傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器自身的功耗較大，如：T8 36W熒光燈△P=7～8W。
　　1.電子鎮(zhèn)流器自身的功耗小，T8 36W 熒光燈 P=3W，同時電子鎮(zhèn)流器使熒光燈工作在高頻狀態(tài)，減少閃爍，而且可以按需要做成可調(diào)光式，實現(xiàn)熒光燈的調(diào)光。
　　2.節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器(T8 36W 熒光燈鎮(zhèn)流器)自身功耗△P=5W。
　　3.但“節(jié)能”不能只考慮鎮(zhèn)流器自身的損耗，要考慮光的輸出，所以1999年我國能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會制定了“管形熒光燈鎮(zhèn)流器能效標(biāo)準(zhǔn)”，提出了用能效因數(shù)BEF來衡量。BEF可以使兩種鎮(zhèn)流器在同一流明系數(shù)下進(jìn)行功耗間的比較?！澳苄薅ㄖ怠笔菑?qiáng)制性指標(biāo)，劃分淘汰高耗能產(chǎn)品的界線。
　　4.“時間預(yù)置式變功率鎮(zhèn)流器”針對高壓鈉燈在道路照明的應(yīng)用已逐漸被人們所認(rèn)可，即在下半夜高壓鈉燈運(yùn)行的功率可降下來，道路的亮度均勻度不變，不影響司機(jī)開車，如：400W/250W、250W/150W、100W/70W……等。我國產(chǎn)品已較成熟。
　　5.電抗器式降電流點燈回路，能使高壓鈉燈的輸出功率降低，有較好的節(jié)能效果，但要注意無功功率消耗的增加。
后兩種方法都是使HID燈降電流運(yùn)行，以達(dá)到降低輸出功率（有效功率）的目的，但無功功率消耗是增加，要注意由此而增加引起的一系列問題。
七、照明控制系統(tǒng)
　　1.照明控制系統(tǒng)有如下作用：1)營造良好的室內(nèi)外光環(huán)境；2)節(jié)約能源：使用者需要時才使用它，盡量減少不必要的開燈時間、開燈數(shù)量和過高的照度；3)延長光源壽命；4)提高管理的科學(xué)性與高效性。
　　2.采用合適的照明控制策略：
晝光（天然光）控制；時間表控制；局部光環(huán)境控制；明暗適應(yīng)補(bǔ)償控制；平衡照明日負(fù)荷曲線控制
　　3.按工程實際需要采用性價比合理的照明控制系統(tǒng)。目前智能化的照明控制系統(tǒng)很多，國際上知名的品牌不少已進(jìn)入中國。如：LUTRON、Dynalight、奇勝的C-Bus、ABB: i-Bus、松下……等等，國產(chǎn)的也不少。分布式、集中式、集散式。價格上也差很多。現(xiàn)場控制基本上是總線制，通信協(xié)議各有不同，DALI系統(tǒng)是統(tǒng)一協(xié)議?，F(xiàn)場控制也可采用載波（國內(nèi)不一定有應(yīng)用實例）?，F(xiàn)場與控制中心之間也可采用無線電遙控?？傊?，采用了照明控制系統(tǒng)可以按照需要（不同的模式）開關(guān)不同的燈或調(diào)光，造成不同的場景與氛圍，有利于節(jié)能，同時有利于管理（故障有信號反饋）。但控制系統(tǒng)設(shè)備的選型要根據(jù)使用要求選用性價比合理的照明控制系統(tǒng)。不是越復(fù)雜，功能越多就越好。
結(jié)尾
　　綜上所述，筆者認(rèn)為以下幾點是立即可行的：
　　1.照明節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，從設(shè)計開始理念要正確，產(chǎn)品要選得合適，大面積的推廣某些產(chǎn)品要經(jīng)過實驗逐步推廣。
　　2.遵守各規(guī)范中有關(guān)節(jié)能的規(guī)定：
　　上海標(biāo)準(zhǔn):《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《城市環(huán)境（裝飾）照明規(guī)范》；全國標(biāo)準(zhǔn):《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《城市道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)部分; 節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中控制的數(shù)值是照明功率密度LPD(W/m2)，標(biāo)準(zhǔn)不能說絕對合適，但總要有一個指標(biāo)來控制。
　　3.普及照明的基本知識（對業(yè)主，包括政府），加強(qiáng)管理、審批制度。
　　4.應(yīng)設(shè)立照明設(shè)計師資質(zhì)論證制度，提高設(shè)計師水平。
參考文獻(xiàn)：
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