照明节能与环境保护.docx

1、照明节能与环保随着我国经济的快速增长，能源需求大幅增加，能源供需矛盾突出。尤其是近两年，全国用电量及电负荷增长较快，去年以来已有三分之二的省(区、市)出现了不同程度的缺电甚至拉闸限电现象，严重影响经济社会发展和人民生活水平提高。能源是人类社会赖以生存发展的重要资源。全球人口增长和经济增长对能源的需求日益加大。长期过量开采煤碳、石油、天然气这些常规能源，至使其储量减少。据联合国等官方资料估计，地壳中剩下的石油还可开采35年、天然气40年、煤碳110年，人类面临何等的能源的压力!同时，由于长期使用煤碳和石油等污染的能源，所导致的环境和生态问题，已严重威胁人类自身的生存。节约电能对保护环境具有重要意义。在火力发电的情况下，每生产1度电，对空气产生的污染物二氧化硫；氮氧化物和二氧化碳的数量分别如下：燃煤发电产生SO2：9克，NOX：44克，CO2：1100克；燃油发电：产生SO2：37克，NOX：15克，CO2：860克：燃气发电：产生SO2：5克，NOX：24克，C02：640克；C02在大气中不断积累，吸收地面释放的红外辐射，形成大气的“温室效应”，导致地球变暖，造成冰山融化和海水热膨胀，引起海平面升高，改变生态系统，影响人类的生产和生活。大气中的S02、NOX和酸雨使材料加速腐蚀，破坏土壤和水的质量，影响植物和水生物生长。人们长期生活在一定浓度的SO2和NOX的空气中，会产生呼吸道和其它疾病。另一方面我国用电效率低下，浪费严重，节约潜力很大。大量节约电能，可以有效的保护环境，减少污染，提高人们的健康水平。我国照明用电量已占总用电量的10-12。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约20-35，按保守的数量采取20的计算，全国节约的电能价值可观，可想而知节约用地在国民经济中该有多大的作用。提倡照明节能，不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量，因为这样会降低劳动生产率，非但不能达到照明节能的目的，反而影响工作人员的视力。照明节能基本原则是保证不降低工作场所的视觉要求，而且还有所提高，在保证照度标准和照明质量的前提下，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。以单位照度及单位面积所需用电量(Wm2.lx)作为照明节能指标，力求提高照度而降低用电量。2、照明节能的办法和潜力21 选择优质的电光源科学的选用电光源是照明节电的首要工作。节能的电光源发光效率要高。即使得每瓦电(W)发出更多光通量(Lm)。白炽灯泡发光效率一般为7-20LmW。其寿命一般为1000h，特殊的为2000h。单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)其光通量一般为50LmW。采用一只9W寿命30005000h的节能灯完全可以替代40W的白炽灯泡；双端直管荧光灯T12型的为55LmW，寿命为30005000h，而现在的T5型则达到90-110DnW，寿命可达800010000h。所以T12，T10其至T8型的荧光灯都应该淘汰，不但可以节约大约50的电能，还会改善灯光的显色性。除以上光源外，还有高强气体放电灯，如高压纳灯，金属卤化物灯，微波硫灯，无极灯、发光二极管和半导体照明灯等，科学技术的发展，电光源也层出不穷。现代的灯可以达到薄如纸，细如丝，总是叫人惊喜，现在还在应用那些落后的费电的灯的场所，应该尽快实行照明工程节能改造。当然，在选择发光较高的光源时，要考虑应用场所，根据场所的特点和电光源的特性进行合理的科学的照明改造。22 选择效率高的灯具灯具是灯泡(管)的“时装”。既要漂亮，又要有科学分配光的功能。灯具的关键指标是灯具效率。灯具效率是灯泡的光通量作为100时，安装在灯具里后输出光通量的百分比。它可以根据场所的需要，将光线送到不同的地方，即科学用光又能使人们的视觉舒适。例如学校教室最早采用的双端直管型荧光灯梯形控罩式灯具，是铁皮涂白色油漆制成，其配光不合理，灯下桌面照度高，二灯中间桌面上照度低，灯具效率约为70左右。当改进后，选用抛光氧化铝制作的双曲面灯具，其曲面形状科学，使光分配成为蝙蝠翼形状的配光，该材料反射系数提高了，灯具效率提高后可达到82。由该例可知，同样数量的相同灯管，前者达不到要求，而后者桌面均能达到要求。所以采用良好的灯具也是一种节能的办法。23 选择节电的照明电器配件在各种气体放电光源中均需要有电器配件。例如镇流器，旧的T12荧光灯其电感镇流器要消耗其20的电能，40W灯，其镇流器耗电约8W。而节能的电感镇流器则耗电小于10，更节能的电子镇流器，则只耗电其2-3。也是一笔不小的节电措施。24 安装照明系统节电器目前国内外都大力推广照明节电器，在现在照明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多，其中照明控制节电装置所占比例最大。从工作原理上大致可分为以下三类：241 可控硅斩波型照明节能装置应用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管(可控硅)的导通角，将电网输人的正弦波电压斩掉一部分，以降低输出电压的平均值，达到控压节电的目的。这类节能调控设备对照明系统的电压调节速度快，精度高，可分时段实是调整，有稳压作用。而且其主要是电子元件，相对来说体积小、设备轻、成本低。但可控硅斩波有致命缺陷，由于是斩波，电压无法实现正弦波输出，由此出现大量谐波，形成对电网系统谐波污染，危害极大，尤其不能用于有电容补偿电路中。然而气体放电灯功率因数一般在05以下，必须设计用电容补偿，才能满足现代照明功率因数09以上的技术规定。242 自耦降压式节电装置通过一个自耦变压器机芯，根据输入电压高低情况，连接不同的固定变压器抽头，将电网电压降低10、15、20V，从而达到降压节电的目的。这类产品最大的优点是实现电压的正弦波输出，结构和功能都很简单，当然可靠性也比较高，但也存在无法实时稳压输出的技术缺陷，因为其核心部件是一个多抽头的变压器，变压比固定，一般副边有三个降压抽头，分别降1OV、15V、20V，一旦电源接线固定，降低的电压就是固定值，当电网电压波动时，节电产品输出电压也会上下波动，这样照明的工作电压依然处在不稳定波动状态，无法起到对电光源的保护作用。243 智能照明调控器采用微电脑控制系统，实时采集输出、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输出最佳的照明系统工作电压。智能照明调控装置不仅具有上述两类节能产品的优点，克服它们的缺陷，而且增加了许多实用功能和设备以及整体的安全可靠性：(1)可实现实时调压稳压功能，以保证最佳的照明工作电压和灯具的保护功能；(2)可实现多段的自动调整，可满足不同用户在不同时间段的节电要求；(3)可实现灯具的软启动和软关闭，降低冲击电流，提高灯具寿命；(4)三相独立可调，一相故障不会影响其它两相正常工作。然而这类照明节电产品的成本高于前两种，但由于可实现智能照明调控、有效保护电光源、降低电能消耗的功能，使用的经济性和可靠性远远好于前两种产品，因此是目前国际上比较成熟的照明控制方案，在国内也有厂家研制出此类产品，并开始推向市场。加装照明节电器使所有的照明光源(气体放电灯或卤钨洒)都是要标准的电压条件下才能保持其额定寿命，当夜间电压偏高或白天电压不稳时，均会影响光源的寿命。加装照明节电器，除保持电压的稳定或略有所降，即节约用电又能延长光源的寿命，同时由于照明初设计时考虑维护系数的计算往往有20左右的照度余量，所以不会影响照度标准值的维持，更不会对视觉效果有明显的影响。加装照明节电器对于气体放电光源还可以利用微机进行智能控制；通过内置的专用优化控制软件，可以随时采集、分析和计算，控制内部的综合滤波电路，控制电流波形，补偿功率因数，吸收内部失真电流并循环转化为有用的能量，提高整体电源效率，随负荷变化动态调整运行状态下所需的电流和电压，对功率进行自动调整，达到智能节电的目的，照明节电器大多数节电率在25以上。照明节电器的优点是接人方便，自动调节无需专人维护，减少有功功率消耗，降低无功功率，多重保护安全可靠，降低启动电流延长光源寿命1倍以上。有些节电器还可以采用先进的防雷技术，经过集成优化设计防止照明电路受到雷电损害而引起事故。25 科学的节能照明设计251 合理的选用照明线路照明线路的损耗约占输人电能的4左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其他供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。252 合理的选择控制开关和充分利用天然光天然光是免费的光源，要充分的利用，因此就要合理的设计照明开关。例如学校的教室或写字楼的办公室等场所，在靠近窗处就要充分的利用天然光，在远离窗户的地方不要一开灯就全部的开关都动作，随需要而开灯，就可以节约电能。另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达70-80，同样能起到节电的作用。253 合理的选择照明方式在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式，例如工厂高大的机械加工车间，只用一般照明的方式，用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值，如果每个车床上按置一个局部照明光源，用电很少就可以达到很高的照度。254 合理的选择照度值选择照度是照明设计的重要问题。照度太低，会损害工作人员的视力，影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度，必要的照度值和优良的照明质量形成的光环境可以提高工作效果和改进人们的心情，要综合考虑照明系统的总效率。26 良好的维护管理可以节约用电和保护视力加强照明用电管理是照明节电的重要方面。照明节电管理主要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主。使人们养成随手关灯的习惯；按户安装电表，实行计度收费；对集体宿舍安装电力定量器，限制用电，这些都能有效地降低照明用电量。当灯泡积污时，其光通量可能降到正常光通量的50以下。灯泡、灯具、玻璃、墙壁不清洁时，其反射率和透光率也会大大降低。为了保证灯的发光效果，工厂应根据照明环境定期清洁灯泡、灯具和墙壁。当灯要闪动或已出现闪动时，要及时更换，可有效地做到节能。因为气体放电光源在启动时耗电最高，比平时用电大得多。3、照明节能与健康31 照度过低对视力的影响众所周知，照度过低，看书或报必须视距很近，常此下去就会形成近视眼。我们广大儿童从小学中学到大学，近视眼率逐年升高，照度低是其中的一个重要原因。32 眩光对视觉健康的影响照度值高而位置不科学也会影响视觉健康，严重者会形成眩光。眩光有失能眩光(DisabilityGlare)和不舒适眩光(DiscomfortGlare)。例如黄昏时在街上骑自行车尚可看见障碍物，可以大胆的前行。突然对面来的汽车，开足了大汽车灯，使得骑车人不敢前行，因为眼前看不见任何东西。这就叫做失能眩光，也是生理眩光。如果在照明工程中，设计者用大功率灯安装在不适合的地方，既浪费电又使得人们讨厌，有的图书馆阅览室用了大量的灯，照度提得很高，希望人们喜欢，但是让许多读者往往不愿去，宁可换个地方读书，细问为什么?则答复多是坐在里面心理烦噪。这就是不舒适眩光，也叫做心理眩光。33 光色对视觉的影响五光十色，灿烂辉煌的光在室外夜景或在歌舞厅里使人们兴奋、欢快。但是在阅读室或教室里，就会快速的产生视觉疲劳。因为眼睛对不同的光色聚焦的位置不同，与白色光的聚焦位置相差较远，眼睛会对聚焦的位置加强调解，因此会产生视觉疲劳。34 频闪对眼睛的影响荧光灯快损坏时经常会一明一暗的闪烁，科学实验证明，眼睛所能辨认的闪烁，是每秒钟40次以下。尤其是每秒515次时，眼睛特敏感，极易造成视觉疲劳，而这时的荧光灯最费浪费电。35 红外线和紫外线白炽灯发出的辐射87是红外线，将电能变成热能，因此发光效率低。这些红外线可使眼睛极易产生白内障。荧光灯中有一定数量的紫外线，如果紫外线特强时，极易使皮肤产生红斑，也可以使眼睛引起角膜炎。当荧光灯的照度达到9000lx以上时也有热的感觉。因此不论选用白炽灯或荧光灯时，都要适当的考虑这些特点。