Microsoft Word - File_Efficient_lighting_design_v8_FINAL_ZH-CN.doc

Transcription

1 高 效 照 明 原 则 培 训 参 考 手 册 2009 年 12 月 第 一 版

2 意 见 征 询 年 3 月 31 日 截 止 征 询 利 益 相 关 者 对 此 版 本 参 考 手 册 的 意 见 如 果 您 有 任 何 意 见 或 建 议, 请 致 邮 : 环 境 水 资 源 遗 产 及 艺 术 部 Ren Webb; 邮 箱 地 址 :[email protected]. 意 见 征 询 截 止 日 期 为 2010 年 3 月 31 日 鸣 谢 此 首 版 根 据 国 家 能 效 框 架 ( 澳 大 利 亚 ) 于 2009 年 9 月 由 Trevor Stork FIES (Aust&NZ) 和 Moira Mathers 编 写, Beletich Associates 负 责 项 目 管 理 笔 者 诚 挚 感 谢 以 下 信 息 来 源 : Osram - 产 品 培 训 课 程 Philips 飞 利 浦 照 明 学 会 自 然 光 照 (Steve Coyne) 照 明 创 新 中 心 昆 士 兰 理 工 大 学 皇 家 墨 尔 本 理 工 大 学 澳 洲 防 辐 射 及 核 安 全 局 环 境 水 资 源 遗 产 及 艺 术 部 页 码 2

3 页 码 3

4 目 录 意 见 征 询 年 3 月 31 日 截 止... 2 鸣 谢... 2 目 录 引 言 照 明 的 作 用 使 用 照 明 的 原 因 适 用 性 能 效 的 定 义 照 明 设 计 的 定 义 可 持 续 性 及 能 效 的 重 要 性 光 与 光 度 测 定 的 基 本 原 理 光 的 性 质 光 度 测 定 介 绍 反 射 透 射 和 折 射 颜 色 灯 具 选 择 白 炽 灯 卤 钨 灯 荧 光 灯 紧 凑 型 荧 光 灯 高 强 度 放 电 灯 LED 传 统 控 制 装 置 的 应 用 电 子 控 制 装 置 照 明 设 计 页 码 4

5 4.1 照 明 设 计 流 程 标 准 准 则 和 规 章 澳 大 利 亚 照 明 标 准 及 其 相 关 性 建 筑 效 率 日 光 的 利 用 销 售 效 率 和 替 代 技 术 需 考 虑 的 问 题 了 解 标 签 和 包 装 内 容 节 能 计 算 可 持 续 性 电 力 材 料 健 康 考 虑 和 照 明 闪 变 紫 外 线 辐 射 汞 电 磁 兼 容 性 误 区 和 技 巧 案 例 研 究 办 公 室 照 明 工 厂 照 明 住 宅 起 居 室 室 外 安 全 照 明 来 自 维 多 利 亚 可 持 续 发 展 署 的 案 例 研 究 参 考 目 录 附 录 1: 标 准 页 码 5

6 1 引 言 本 培 训 材 料 有 三 重 目 的 第 一 重 目 的 是, 在 可 持 续 发 展 的 背 景 下, 为 照 明 及 关 联 产 业 劳 动 力 提 供 有 关 光 及 照 明 的 重 要 原 则 的 概 览, 包 括 了 解 基 本 设 计 理 念 和 当 今 使 用 的 照 明 技 术 第 二 重 目 的 是, 帮 助 用 户 了 解 能 效 的 重 要 性, 以 及 在 整 体 能 耗 范 围 内 选 用 某 个 产 品 的 意 义 其 目 的 还 在 于 指 定 推 荐 设 计 安 装 不 同 的 照 明 系 统 时 帮 助 用 户 进 行 选 择 随 着 卤 素 筒 灯 系 统 的 普 及, 住 宅 区 内 照 明 能 耗 急 剧 增 加 相 较 于 日 益 增 多 的 紧 凑 型 日 光 灯 (CFL), 卤 素 筒 灯 系 统 的 效 率 非 常 低 下 这 便 是 有 关 不 断 完 善 的 照 明 设 计 知 识 可 能 产 生 更 有 效 设 备 的 示 例 若 要 成 为 合 格 的 照 明 设 计 师, 必 须 深 刻 了 解 照 明 设 计 过 程 中 的 相 关 知 识 这 些 知 识 是 通 过 广 泛 的 详 细 的 培 训 而 获 得 的, 涵 盖 种 类 繁 多 的 照 明 设 计 应 用, 例 如, 室 内 照 明 ( 分 化 为 商 业 零 售 工 业 及 住 宅 ) 泛 光 灯 紧 急 出 口 照 明 室 外 照 明 道 路 照 明 公 共 照 明 建 筑 立 面 照 明 及 剧 院 照 明 本 文 并 未 论 及 详 细 的 设 计 方 法 本 节 介 绍 光 与 照 明 的 基 本 概 念, 并 探 讨 照 明 系 统 的 关 键 要 求 及 需 要 满 足 的 相 应 标 准 其 也 阐 述 了 我 们 所 说 的 可 持 续 性 能 效 的 意 义 以 及 良 好 的 照 明 设 计 是 如 何 有 助 于 提 高 可 持 续 性 及 能 效 的 1.1 照 明 的 作 用 我 们 需 要 光 来 看 清 我 们 周 围 的 世 界 光 是 一 种 自 然 现 象, 对 我 们 的 生 存 至 关 重 要 各 种 各 样 电 光 源 的 出 现 意 味 着 我 们 越 来 越 少 地 依 赖 太 阳 光 月 光 星 光 及 可 燃 物 料 的 光 芒 我 们 周 围 的 光 的 质 量 数 量 和 强 度 极 大 地 影 响 着 我 们 对 周 围 环 境 的 视 觉 欣 赏 对 我 们 而 言, 了 解 光 颜 色 所 见 事 物 与 看 待 事 物 的 方 式 之 间 的 关 系 是 非 常 重 要 的 如 果 我 们 的 建 筑 物 内 无 人 居 住 或 无 人 进 入, 人 工 照 明 则 是 不 必 要 的 照 明 设 施 的 唯 一 目 的 就 是 使 人 们 能 够 充 分 执 行 物 理 及 视 觉 任 务, 而 执 行 这 些 任 务 的 有 效 性 与 环 境 照 明 的 质 量 及 数 量 密 切 相 关 在 理 想 世 界 里, 设 计 照 明 设 备 时 应 主 要 考 虑 居 住 人 的 舒 适 度 照 明 设 备 的 任 务 效 率 能 效 及 审 美 价 值 则 是 次 要 考 虑 因 素 然 而, 随 着 气 候 变 化 能 源 价 格 变 动 等 问 题 不 断 产 生, 对 社 会 造 成 许 多 严 重 的 影 响, 于 是 能 效 因 素 变 得 日 益 重 要 照 明 的 主 要 目 的 是 为 设 备 提 供 正 确 的 照 明 方 案, 从 而 获 得 最 优 质 的 产 品 或 者 图 像, 同 时 满 足 节 能 的 需 求 照 明 系 统 的 质 量 是 至 关 重 要 的, 其 中 输 出 质 量 员 工 士 气 以 及 对 工 作 条 件 的 感 受 均 与 所 安 装 的 照 明 系 统 直 接 相 关 页 码 6

7 请 牢 记, 最 重 要 的 事 情 是 照 明 是 基 于 50% 的 事 实 和 50% 的 心 理 场 地 居 住 者 或 者 潜 在 客 户 的 需 求 是 至 关 重 要 的 许 多 不 满 情 绪 均 源 于 对 不 良 照 明 系 统 的 感 受 1.2 使 用 照 明 的 原 因 人 工 照 明 是 我 们 日 常 生 活 的 重 要 部 分 使 用 人 工 照 明 可 以 达 到 如 下 目 的 : 帮 助 我 们 找 到 周 围 的 道 路, 提 高 能 见 度 提 供 一 个 更 安 全 的 环 境 增 加 一 天 中 的 可 用 时 间 有 助 于 执 行 视 觉 任 务, 提 高 生 产 效 率 展 示 物 品 及 / 或 控 制 他 们 呈 现 的 方 式, 增 加 销 售 额 吸 引 注 意 力 改 善 员 工 的 工 作 条 件 也 可 能 使 用 照 明 来 减 少 疲 劳 集 中 注 意 力 或 者 提 高 决 策 意 识 此 外, 照 明 能 够 创 造 舒 适 放 松 或 信 任 的 氛 围, 或 者 有 助 于 人 们 从 疾 病 或 疲 劳 中 恢 复 1.3 适 用 性 重 要 的 是, 任 何 照 明 系 统 都 应 具 有 适 用 性 : 它 应 该 提 供 一 定 数 量 和 质 量 的 的 光, 以 便 适 用 于 其 所 使 用 的 环 境 ; 其 应 能 够 使 任 务 得 以 切 实 有 效 地 执 行 ; 此 外, 还 应 该 使 人 感 觉 舒 适 并 提 供 较 高 的 满 意 度 相 应 的 目 标 便 是 达 成 上 述 要 求, 同 时 通 过 良 好 的 设 计 和 产 品 的 最 优 选 择 实 现 成 本 和 能 耗 的 良 好 平 衡 1.4 能 效 的 定 义 能 效 的 定 义 是, 在 不 影 响 照 明 质 量 的 情 况 下 优 化 能 耗 它 是 在 合 理 确 定 所 需 照 明 等 级 并 正 确 整 合 和 认 识 照 明 环 境 或 空 间 之 后, 对 相 应 灯 具 光 源 及 控 制 系 统 做 出 的 精 心 设 计 与 选 择 在 使 用 高 效 设 备 的 情 况 下, 也 很 容 易 产 生 低 效 的 照 明 装 置 一 般 而 言, 低 效 家 用 照 明 系 统 的 最 常 见 原 因 是, 在 房 中 某 些 部 分 ( 如 厨 房 内 的 早 餐 区 ) 过 多 使 用 低 压 卤 钨 筒 灯, 而 产 生 极 高 照 明 等 级 通 过 在 厨 房 产 生 较 高 照 明 等 级 ( 超 过 1000 lux), 相 比 之 下 房 间 中 的 其 他 位 置 看 起 页 码 7

8 来 会 比 较 暗 淡 通 常, 我 们 设 法 提 高 房 内 其 他 位 置 的 照 明 等 级 以 便 与 厨 房 相 匹 配, 而 非 首 先 降 低 厨 房 内 的 照 明 等 级 这 种 情 况 在 办 公 室 工 业, 特 别 是 零 售 业 中 也 非 常 普 遍 1.5 照 明 设 计 的 定 义 照 明 设 计 通 常 被 错 误 地 认 为 仅 仅 是 为 某 个 系 统 选 择 照 明 设 备 尽 管 选 择 最 具 成 本 效 益 和 最 节 能 的 产 品 很 重 要, 然 而 它 们 只 是 实 现 设 计 的 工 具 真 正 的 照 明 设 计 包 括 评 估 和 满 足 空 间 使 用 者 的 需 求, 并 平 衡 照 明 系 统 的 功 能 与 美 学 效 果 照 明 既 是 一 门 艺 术 又 是 一 门 科 学 这 意 味 着 照 明 设 计 既 没 有 硬 性 的 规 定, 也 没 有 解 决 照 明 问 题 的 理 想 或 最 佳 方 案 通 常, 照 明 设 计 师 面 临 一 系 列 互 相 矛 盾 的 要 求, 需 要 在 找 到 令 人 满 意 的 折 衷 方 案 前 必 须 确 定 相 应 的 优 先 顺 序 经 验 精 心 策 划 评 估 及 分 析 是 必 不 可 少 的 本 文 可 以 使 读 者 适 当 了 解 基 本 的 照 明 概 念, 使 其 能 够 进 行 另 外 一 个 方 案 中 提 供 的 照 明 设 计 课 程, 该 课 程 涵 盖 了 许 多 规 定 的 设 计 要 求 1.6 可 持 续 性 及 能 效 的 重 要 性 有 关 可 持 续 性 的 定 义 很 多, 然 而 最 直 接 的 一 种 可 能 出 自 布 伦 特 兰 报 告 我 们 共 同 的 未 来 其 中 陈 述 了 这 样 的 内 容 : 可 持 续 发 展 是 既 满 足 当 代 人 的 需 求, 又 不 对 后 代 人 满 足 其 需 求 的 能 力 构 成 危 害 的 发 展 其 是 关 于 如 何 理 智 并 高 效 地 使 用 当 今 可 用 的 资 源 能 源 即 为 一 种 此 类 资 源, 而 能 效 则 是 可 持 续 性 的 重 要 组 成 部 分 与 此 相 关 的 是 环 境 效 益, 其 与 使 用 较 少 的 能 源, 主 要 是 减 少 温 室 气 体 的 生 成 有 关, 其 中 温 室 气 体 是 引 起 气 候 变 化 的 主 要 因 素 照 明 在 居 住 能 源 使 用 中 占 5% 到 15%, 而 在 商 用 建 筑 能 源 使 用 中 则 高 达 30%, 并 在 持 续 增 加 在 某 些 类 型 行 业 中, 如 零 售 业, 照 明 占 能 源 使 用 的 比 例 可 能 高 达 80% 这 是 由 于 长 时 间 营 业 的 原 因, 同 时 也 是 因 为 需 要 保 持 事 物 处 于 明 亮 状 态 并 使 其 从 竞 争 中 脱 颖 而 出 因 此, 在 此 背 景 下, 通 过 合 理 决 策 而 借 助 适 当 的 照 明 设 计 来 减 少 用 电 量 ( 包 括 使 用 自 然 光 和 设 计 技 术 来 减 少 所 需 人 工 照 明 量 ), 并 选 择 节 能 灯 具 和 有 效 的 控 制 系 统, 可 以 实 现 更 高 的 可 持 续 性 相 较 于 工 作 能 耗, 生 产 工 艺 及 灯 具 制 造 材 料 的 选 择 对 可 持 续 性 也 存 在 相 对 较 小 的 影 响 2 光 与 光 度 测 定 的 基 本 原 理 页 码 8

9 本 节 描 述 光 的 性 质 人 眼 感 光 方 式 以 及 光 测 量 方 法 2.1 光 的 性 质 光 是 众 多 电 磁 辐 射 能 量 形 式 中 的 一 种, 其 中 电 磁 辐 射 还 包 括 热 能 无 线 电 波 和 X 射 线 电 磁 辐 射 以 波 形 方 式 从 其 源 头 向 外 传 播, 如 同 池 塘 的 涟 漪 电 磁 波 在 空 间 的 传 播 速 度 大 约 为 30 万 km/s 这 通 常 称 为 光 速, 但 其 与 所 有 电 磁 波 的 速 度 相 同 速 度 频 率 和 波 长 电 磁 波 振 动 的 速 率 被 称 为 频 率 ( 以 赫 兹 (Hz) 为 单 位 进 行 度 量 ) 不 同 频 率 的 电 磁 波 具 有 不 同 的 效 果, 如 光 热 能 无 线 电 波 及 X 射 线 波 长 是 指 波 在 一 个 完 整 周 期 内 传 播 的 距 离 因 为 电 磁 辐 射 在 空 气 中 的 速 度 总 是 恒 定 的 ( 大 约 30 万 km/s), 所 以 波 长 随 着 频 率 的 增 大 而 减 小 随 着 其 减 小 而 增 大, 如 图 所 示 波 长 较 长 时 间 和 距 离 波 长 较 短 频 率 较 低 波 长 较 长 的 波 和 频 率 较 高 波 长 较 短 的 波 以 相 同 的 波 速 前 进 基 于 这 个 事 实 可 以 推 导 出 以 下 关 系 : 速 度 = 频 率 x 波 长, 因 此 : 频 率 = 速 度 / 波 长, 并 且 波 长 = 速 度 / 频 率 电 磁 辐 射 波 谱 页 码 9

10 下 表 显 示 了 不 同 频 率 的 电 磁 波 是 如 何 产 生 不 同 效 果 的, 如 无 线 电 波 光 波 及 X 射 线 较 窄 色 带 为 可 见 光 的 表 示 范 围 此 可 见 色 谱 ( 通 常 简 称 为 可 见 光 谱 ) 是 整 个 电 磁 波 谱 的 一 小 部 分 频 率 波 长 无 线 电 波 长 波 中 波 短 波 甚 高 频 - FM 超 高 频 - TV 移 动 电 话 微 波 炉 红 外 线 khz=1000 Hz 可 见 光 谱 MHz= Hz GHz= Hz 紫 外 线 THz= Hz X 射 线 伽 玛 射 线 大 于 等 于 Hz 小 于 等 于 10 nm nm= 十 亿 分 之 一 米 = 一 米 的 十 亿 分 之 一 可 见 光 谱 可 见 光 谱 的 波 长 范 围 为 360 nm 到 780 nm 紫 外 线 红 外 线 阐 明 灯 具 性 能 的 一 种 方 法 即 是, 显 示 其 光 是 如 何 由 可 见 光 谱 中 的 单 色 光 组 成 的 这 是 通 过 光 谱 功 率 分 配 曲 线 (y 轴 = 功 率 (mw/5 nm/1000 lm) ) 来 完 成 的 : 页 码 10

11 波 长 光 谱 功 率 分 布 图 ( 此 灯 的 主 要 功 率 输 出 在 620 nm) 眼 睛 与 视 野 我 们 需 要 光 才 能 看 见 周 围 的 世 界 光 线 到 达 物 体 时, 一 部 分 被 物 体 吸 收, 一 部 分 被 物 体 反 射 一 部 分 反 射 光 达 到 眼 睛, 使 其 能 够 看 到 物 体 如 图 所 示, 来 自 物 体 的 光 通 过 瞳 孔, 然 后 由 晶 状 体 汇 聚 至 对 光 敏 感 的 视 网 膜 上 晶 状 体 附 着 在 一 组 肌 肉 上, 肌 肉 收 缩 放 松 来 调 整 晶 状 体 的 形 状 正 是 由 于 此 形 状 变 化, 才 能 聚 焦 远 近 的 物 体 视 网 膜 将 光 转 化 为 电 脉 冲 并 通 过 视 神 经 传 送 至 大 脑 其 中, 视 网 膜 由 视 杆 细 胞 和 视 锥 细 胞 两 种 感 光 细 胞 构 成 视 锥 细 胞 负 责 辨 别 颜 色 信 息, 但 需 要 高 亮 度 的 光 才 能 很 好 识 别 视 杆 细 胞 仅 负 责 识 别 黑 色 与 白 色, 但 在 较 低 亮 度 等 级 下 便 能 很 好 地 发 挥 作 用, 这 就 是 我 们 在 夜 晚 时 色 觉 不 好 的 原 因 可 以 看 到, 视 网 膜 上 的 图 像 是 倒 立 的, 但 在 大 脑 视 皮 层 进 行 处 理 时 予 以 更 正 页 码 11

12 角 膜 瞳 孔 视 网 膜 倒 立 色 素 上 皮 视 杆 细 胞 视 锥 细 胞 外 界 膜 图 像 米 勒 细 胞 水 平 细 胞 双 极 细 胞 无 长 突 细 胞 物 体 虹 膜 晶 状 体 视 神 经 神 经 节 细 胞 神 经 纤 维 层 人 眼 的 简 单 剖 视 图 内 界 膜 眼 睛 的 敏 感 度 眼 睛 的 敏 感 度 在 可 见 光 谱 内 是 不 均 衡 的, 但 随 着 波 长 而 变 化 视 锥 细 胞 在 白 天 及 正 常 日 光 条 件 下 便 可 以 发 挥 作 用, 使 得 我 们 能 够 看 到 具 体 的 颜 色 这 称 为 适 光 或 者 白 天 适 应 性 随 着 亮 度 等 级 的 降 低, 比 如 说 在 灯 火 通 明 的 街 道, 视 锥 细 胞 作 用 降 低 并 得 到 对 光 更 为 敏 感 的 视 杆 细 胞 的 协 助 因 此, 眼 睛 同 时 使 用 视 锥 细 胞 和 视 杆 细 胞 来 观 察 然 而, 因 为 视 杆 细 胞 仅 能 看 到 黑 白 图 像, 所 以 整 体 感 觉 比 较 暗 淡 这 称 为 中 间 视 觉 在 较 低 亮 度 等 级 下, 例 如 在 比 平 均 街 道 照 明 或 者 月 光 更 低 的 亮 度 等 级 下, 视 锥 细 胞 便 不 起 作 用 了 眼 睛 失 去 了 其 所 有 感 知 颜 色 的 能 力, 此 时 视 杆 细 胞 接 替 工 作, 提 供 完 全 的 黑 白 视 觉, 称 为 暗 视 或 者 夜 晚 适 应 性 这 些 不 同 的 适 应 性 很 重 要, 因 为 眼 睛 不 仅 使 用 色 觉 识 别 不 同 波 长 的 光, 它 也 对 一 些 波 长 的 敏 感 度 高 于 其 他 波 长, 并 且 此 敏 感 度 在 明 视 觉 和 暗 视 觉 间 交 替 就 明 视 觉 而 言, 眼 睛 对 555 nm 的 黄 绿 色 光 最 为 敏 感 然 而, 对 于 暗 视 觉 而 言, 尽 管 视 觉 为 黑 色 与 白 色, 但 最 高 敏 感 度 移 至 505 nm 的 蓝 绿 光 中 间 视 觉 高 峰 将 介 于 两 者 之 间 这 便 是 夜 晚 白 光 比 黄 光 感 受 更 为 明 亮 的 原 因 页 码 12

13 相 对 敏 感 度 蓝 色 绿 色 黄 色 红 色 光 适 应 眼 暗 适 应 眼 眼 睛 的 相 对 光 谱 敏 感 度 随 着 年 龄 增 长, 我 们 调 整 晶 状 体 聚 焦 的 能 力 减 弱, 视 网 膜 变 得 越 发 不 敏 感 结 果 是 我 们 需 要 更 多 的 光 线, 并 且 经 常 需 要 借 助 眼 镜 才 能 看 得 更 清 楚 敏 感 度 眼 睛 敏 感 度 峰 值 约 为 550 nm 2.2 光 度 测 定 介 绍 光 源 以 紫 外 (UV) 光 谱 可 见 光 谱 及 红 外 光 谱 的 形 式 发 出 电 磁 波 所 有 这 些 项 目 的 测 定 被 称 为 辐 射 测 量 学 光 度 学 是 辐 射 测 量 学 的 一 个 特 殊 分 支, 其 中 仅 测 量 可 见 光 用 四 个 术 语 来 对 光 进 行 描 述 : 发 光 强 度 (cd) 光 通 量 (lm) 照 度 (lux) 亮 度 (cd/m 2 ) 页 码 13

14 此 外, 功 效 这 个 术 语 在 描 述 灯 具 时 是 有 用 的, 其 用 来 计 量 灯 具 将 电 力 转 化 为 可 见 光 的 效 率 功 效 是 以 lm/w 为 单 位 进 行 度 量 当 在 照 明 系 统 中 提 及 能 效 时, 我 们 便 使 用 系 统 功 效, 其 包 括 灯 具 工 作 时 所 涉 及 的 任 何 控 制 系 统 的 损 耗 举 例 而 言, 一 只 工 作 于 损 耗 为 3 W 的 标 准 电 子 镇 流 器 上 的 1 x 28 W T5 荧 光 灯 (25 时 输 出 为 2600 lm 的 三 色 磷 光 灯 ), 其 系 统 功 效 为 : 28 W + 3 W = 31 W, 再 用 2600 lm 除 以 31 W, 结 果 为 lm/w 发 光 强 度 发 光 强 度 用 来 计 量 光 源 ( 灯 ) 或 照 明 设 备 在 特 定 方 向 上 较 小 圆 锥 角 内 发 出 的 光 通 量 ( 单 位 :lm) 其 度 量 单 位 为 坎 德 拉 (cd) 坎 德 拉 的 符 号 为 符 号 I 所 使 用 的 光 源 强 度 被 称 为 烛 光 强 度 如 果 某 个 光 源 在 所 有 方 向 上 发 出 的 光 通 量 相 同, 则 所 有 方 向 上 的 发 光 强 度 相 同 然 而, 对 于 大 多 数 光 源 而 言, 各 个 方 向 上 发 出 的 光 通 量 是 不 相 同 的 例 如, 聚 光 灯 的 发 光 强 度 因 角 度 而 异 同 样, 照 明 设 备 ( 灯 具 ) 发 出 的 光 通 量 也 因 角 度 而 异 如 果 将 这 些 坎 德 拉 值 在 图 形 上 绘 出, 则 可 以 形 成 照 明 设 备 或 者 反 射 灯 的 极 性 分 布 图, 如 下 所 示 灯 轴 坎 德 拉 角 度 大 多 数 反 射 灯 都 会 有 相 应 的 光 输 出 ( 单 位 : 坎 德 拉 ) 此 值 为 峰 值 强 度, 通 常 是 在 0 度 或 者 如 上 图 所 示 在 垂 直 位 置 上 处 于 灯 具 的 正 下 方 时 会 出 现 该 值 页 码 14

15 2.2.2 总 光 通 量 坎 德 拉 表 明 给 定 方 向 上 灯 的 亮 度 光 通 量 这 一 术 语 用 以 衡 量 非 定 向 照 明 灯 具 的 可 见 光 输 出 它 是 指 在 任 何 给 定 时 刻 所 有 方 向 上 发 出 的 可 见 光, 而 辐 射 通 量 为 光 源 在 各 个 方 向 上 发 出 的 辐 射 总 量 ( 紫 外 光 可 见 光 及 红 外 光 ) 光 通 量 的 符 号 为 F 或 者 Φ 流 明 由 于 眼 睛 对 波 长 的 敏 感 度 不 同, 所 以 使 用 瓦 特 作 为 光 的 量 度 是 不 现 实 的 相 反, 我 们 使 用 流 明 ( 其 作 为 光 能 通 量 强 度 的 量 度 ) 或 者 通 常 所 说 的 光 通 量 在 555 nm 上,1 流 明 的 的 光 通 量 对 应 于 1 瓦 特 的 1/680 的 辐 射 功 率, 但 是 在 400 nm 上, 3.5 W 的 辐 射 功 率 便 相 当 于 1 流 明 瓦 特 与 流 明 之 间 的 关 系 很 重 要, 因 为 通 过 考 虑 各 波 长 的 辐 射 功 率 及 相 应 波 长 的 眼 睛 敏 感 度 ( 如 CIE 所 定 义 的 ), 有 可 能 计 算 出 特 定 灯 将 产 生 的 光 通 量 这 可 以 通 过 数 学 方 式 实 现 或 者 借 助 特 别 校 正 过 的 光 电 管 来 实 现, 其 中 此 类 光 电 管 的 灵 敏 度 与 CIE 标 准 观 测 器 的 灵 敏 度 完 全 相 同 例 如, 实 际 上 低 压 钠 灯 发 出 的 所 有 光 的 波 长 均 为 589 nm 和 nm 因 为 这 与 眼 睛 的 峰 值 明 视 敏 感 度 非 常 接 近, 所 以 其 在 每 瓦 特 功 率 产 生 的 通 量 数 方 面 是 非 常 有 效 的 因 此, 可 以 制 造 出 每 瓦 特 功 率 产 生 160 lm 的 灯 然 而, 作 为 单 色 光 灯 具, 结 果 通 常 是 不 理 想 的 流 明 (lm) 等 于 1 sr 的 立 体 角 内 1 cd 的 均 匀 点 源 发 出 的 光 通 量 球 面 度 (sr) 为 三 维 立 体 角 的 标 准 单 位 例 如, 一 只 60W GLS 灯 的 总 光 通 量 为 710 lm 这 710 lm 是 从 灯 的 各 个 方 向 上 发 出 的 光 通 维 持 率 一 盏 新 灯 的 光 输 出 最 大 随 着 寿 命 的 减 少, 输 出 不 断 降 低 光 通 维 持 率 是 用 以 描 述 光 输 出 如 何 减 少 的 术 语 通 常 以 图 形 的 形 式 展 示 页 码 15

16 初 始 光 通 量 的 百 分 比 照 明 时 间 ( 以 小 时 计 算 ) 光 通 维 持 率 信 息 对 负 责 建 筑 物 或 其 他 地 方 照 明 等 级 维 持 与 设 计 的 人 员 来 说 非 常 重 要 其 使 得 可 能 在 亮 度 等 级 变 得 过 低 之 前 安 排 更 换 灯 具 这 被 称 为 计 划 内 维 护, 通 常 包 括 反 射 罩 和 散 光 罩 的 清 洁 放 电 灯 ( 荧 光 灯 或 HID) 及 LED 的 光 通 量 衰 减 比 白 炽 灯 或 者 钨 灯 的 光 通 量 衰 减 大 得 多 照 度 光 束 照 射 到 固 体 表 面 时, 这 一 过 程 便 称 为 照 明 我 们 使 用 流 明 作 为 光 通 量 的 量 度, 同 样, 我 们 也 需 要 度 量 照 明 量 或 者 照 度 的 大 小 表 面 某 点 上 的 照 度 E 被 定 义 为 入 射 到 表 面 的 较 小 部 分 上 的 光 通 量 F (lm) 除 以 该 部 分 的 面 积 A (m 2 ) E = F / A 面 积 = A 照 明 和 照 度 在 SI 或 者 国 际 单 位 制 中, 照 度 的 基 本 单 位 为 流 明 / 平 方 米 或 者 勒 克 斯 (lux), 例 如, 若 0.1 平 方 米 大 小 的 面 积 接 收 到 的 光 通 量 为 20 lm, 通 常 用 符 号 E 表 示 的 照 度 则 等 于 20 除 以 0.1, 即 200 lux 页 码 16

17 尽 管 lux 为 公 制 计 量 单 位, 但 有 时 在 英 制 计 量 单 位 中 称 为 流 明 / 平 方 英 尺, 在 美 制 计 量 单 位 中 也 叫 做 尺 烛 光 由 于 平 方 英 尺 等 于 1 平 方 米, 所 以 这 些 英 制 单 位 的 一 个 单 位 便 等 于 1076 lux 有 关 照 度 等 级 的 某 些 典 型 示 例 如 下 所 示 状 况 阳 光 明 媚 的 夏 日 阴 云 密 布 的 夏 日 自 然 光 线 下 阴 暗 的 房 间 照 度 等 级 lux lux lux 工 作 亮 度 等 级 一 般 办 公 室 任 务 无 具 体 细 节 的 粗 略 任 务 具 有 中 度 细 节 的 普 通 任 务 具 有 复 杂 细 节 的 艰 巨 任 务 精 细 任 务, 详 细 检 查 照 度 等 级 320 lux 160 lux 320 lux 600 lux 1600 lux 事 实 上, 在 设 计 照 明 方 案 和 预 测 照 度 时, 不 仅 有 必 要 了 解 相 关 灯 具 的 信 息, 还 有 必 要 了 解 使 用 灯 具 的 照 明 设 备 照 明 设 备 的 技 术 规 格 书 展 示 了 使 用 特 殊 灯 具 的 照 明 设 备 的 极 性 分 布 图, 对 确 定 照 明 设 备 的 光 分 布 和 性 能 等 级 都 是 必 不 可 少 的 不 同 国 家 / 地 区 的 法 律 各 不 相 同, 但 是 在 澳 大 利 亚, 诸 如 澳 大 利 亚 建 筑 设 计 规 范 和 职 业 健 康 与 安 全 法 案 等 法 定 文 书 要 求 工 作 场 所 的 照 明 应 充 分 适 宜 通 常 使 用 充 分 性 来 暗 示 在 工 作 任 务 及 人 员 流 动 的 区 域 均 应 有 充 分 的 光 照 量 ( 照 度 ) 立 法 通 常 与 充 分 性 相 关, 其 与 照 明 指 南 中 的 建 议 不 同, 此 类 建 议 是 以 良 好 的 实 践 为 重 点 定 义 - 维 护 照 度 任 何 表 面 上 平 均 照 度 的 最 低 定 义 等 级 其 表 示 进 行 维 护 作 业 ( 例 如 更 换 灯 泡, 清 洁 照 明 设 备 窗 户 采 光 天 窗 室 内 表 面 等 ) 所 需 的 最 低 照 度 页 码 17

18 澳 大 利 亚 标 准 中 的 方 案 建 议 根 据 所 涉 及 的 任 务 选 择 室 内 维 护 照 度 相 关 区 域 可 以 是 室 内 所 有 区 域 或 者 仅 为 任 务 区 及 其 四 周 区 域 在 后 者 的 情 况 下, 工 作 环 境 周 围 区 域 的 维 护 照 度 应 基 于 该 等 区 域 内 所 进 行 的 任 务 来 确 定, 但 不 应 低 于 最 高 任 务 照 度 的 1/3, 否 则 会 出 现 适 应 性 问 题 如 果 任 务 细 节 异 常 困 难 或 者 易 于 看 清, 或 者 任 务 在 过 长 或 短 暂 的 时 间 内 完 成, 则 应 相 应 提 高 或 降 低 照 度 如 果 担 心 发 生 错 误 会 导 致 非 常 严 重 的 后 果, 则 应 提 高 照 度 佩 戴 护 眼 设 备 的 情 况 下, 或 者 任 务 必 须 在 透 明 屏 幕 上 进 行 的, 任 务 的 对 比 度 可 能 会 降 低 在 此 类 情 况 下, 应 该 增 加 任 务 的 照 度 以 试 图 进 行 补 偿 此 外, 如 果 最 为 繁 重 的 视 觉 任 务 是 由 视 力 较 差 或 者 平 均 年 龄 比 常 人 较 大 ( 比 如 50 多 岁 ) 的 居 住 者 执 行, 则 设 计 师 应 该 提 高 照 度 对 于 涉 及 到 关 键 色 彩 匹 配 的 情 况, 维 护 照 度 不 应 低 于 500 lux 照 度 建 议 方 案 适 用 于 任 务 本 身, 其 可 能 在 形 状 及 位 置 方 面 均 比 较 复 杂 这 可 能 会 在 预 测 及 测 量 方 面 引 起 重 大 困 难 通 常, 假 设 任 务 照 度 会 与 处 于 任 务 相 同 角 度 和 位 置 上 的 平 面 的 照 度 相 同 这 对 于 大 多 数 实 际 用 途 而 言 确 实 不 错, 但 依 然 只 是 一 种 假 设, 其 有 效 性 经 常 会 受 到 质 疑 由 于 任 务 的 精 确 位 置 未 知, 因 此 通 常 采 用 处 于 工 作 站 高 度 的 水 平 面, 这 种 情 况 经 常 发 生 涉 及 垂 直 任 务 的, 但 其 方 位 未 知, 则 可 以 使 用 平 均 垂 直 ( 即 : 柱 状 ) 照 度 除 了 为 待 执 行 的 任 务 提 供 充 足 的 光 线, 居 住 者 也 必 须 感 觉 到 有 充 足 的 光 线 当 提 及 节 能 时, 在 设 计 装 置 过 程 中 所 犯 的 最 常 见 错 误 为 照 明 系 统 中 的 装 置 所 提 供 的 光 过 多, 即, 照 明 度 远 远 高 于 澳 大 利 亚 标 准 中 推 荐 的 照 明 度 平 方 反 比 定 律 应 重 视 不 同 目 的 所 需 要 的 照 度, 因 此, 有 必 要 拥 有 计 算 此 光 照 量 的 辅 助 方 法 在 18 世 纪 中 期,J. H. Lambert 确 立 了 最 早 的 照 明 定 律 之 一, 从 而 能 够 计 算 照 度, 其 被 称 为 平 方 反 比 定 律 欲 理 解 这 一 定 律, 可 以 考 虑 来 自 较 小 点 源 的 锥 形 光 束 照 射 在 某 距 离 之 外 的 表 面 上 假 定 此 椎 体 内 的 光 通 量 为 1 lm, 其 照 射 在 1 m 之 外 的 表 面 上, 形 成 1 平 方 米 的 照 亮 面 积 用 此 光 通 量 除 以 面 积, 可 以 得 到 照 度, 其 为 1 lux 页 码 18

19 光 源 平 方 反 比 定 律 如 果 该 表 面 移 动 至 2 m 处 的 更 远 距 离, 锥 体 内 的 光 通 量 保 持 不 变, 但 是 照 亮 面 积 增 加 至 4 平 方 米 这 将 致 使 照 度 为 ¼ lux 藉 此, 面 积 与 距 光 源 的 距 离 的 平 方 成 正 比, 照 度 与 距 离 的 平 方 成 反 比 如 果 该 表 面 移 动 至 更 远 的 3 m 距 离 处, 此 平 方 反 比 定 律 依 然 成 立 面 积 与 距 离 的 平 方 成 正 比, 因 此 现 在 为 9 平 方 米, 最 终 照 度 将 反 比 例 降 低 至 1/9 lux 所 有 这 一 切 均 包 含 于 平 方 反 比 定 律 中, 其 表 明 照 度 E 等 于 光 源 强 度 I 除 以 距 离 的 平 方 E = I / d 2 迄 今 为 止, 这 些 照 度 计 算 仅 涵 盖 了 光 线 以 垂 直 方 式 照 射 表 面 的 情 况 此 处 的 照 度 等 于 照 射 到 表 面 的 光 通 量 除 以 面 积, 其 可 以 通 过 使 用 平 方 反 比 定 律 得 出 余 弦 定 律 如 果 光 线 因 表 面 旋 转 而 以 一 定 的 角 度 照 射 到 表 面 上, 则 照 亮 面 积 会 增 大, 照 度 则 相 应 减 小 初 始 照 亮 面 积 与 新 面 积 的 比 率 等 于 表 面 移 动 角 度 的 余 弦 值 因 此, 照 度 会 根 据 角 度 余 弦 值 这 一 系 数 而 减 小 这 便 是 Lambert 第 二 定 律 的 出 处, 照 度 余 弦 定 律 如 果 某 表 面 的 光 通 量 为 100 lux, 扭 转 角 度 为 60 度, 则 照 度 将 减 小 一 半 或 者 减 小 50 lux, 因 为 60 度 的 余 弦 值 为 0.5 余 弦 定 律 可 以 与 平 方 反 比 定 律 综 合 至 一 个 方 程 式 中 页 码 19

20 返 回 至 之 前 提 及 的 成 角 聚 光 灯, 如 果 其 距 离 地 面 3 m, 要 照 射 到 3 m 处 的 某 一 点 上, 并 且 其 在 该 方 向 上 的 强 度 为 1000 cd, 则 照 射 点 与 聚 光 灯 的 距 离 可 以 使 用 毕 达 哥 拉 斯 定 理 来 计 算, 结 果 为 4.24 m 灯 光 以 45 度 角 照 射 地 面, 因 此 使 用 平 方 反 比 定 律 及 余 弦 定 律 的 综 合 方 程 式, 我 们 可 以 计 算 出 相 应 照 度 E = I / d 2 Cos A = 1000 / Cos 45 = 39 lux 这 些 方 程 式 仅 涉 及 一 个 光 源 但 是, 当 存 在 多 个 光 源 时, 可 以 依 次 对 每 个 光 源 使 用 同 样 的 方 法 来 计 算 照 度, 然 后, 将 这 些 照 度 加 在 一 起 即 得 到 总 照 度 这 是 计 算 机 辅 助 照 明 设 计 软 件 的 基 础, 此 类 软 件 计 算 房 间 内 所 有 照 明 设 备 的 照 度, 并 通 过 一 系 列 的 逐 点 计 算 和 相 互 反 射 假 设 将 其 加 在 一 起 平 方 反 比 定 律 和 余 弦 定 律 示 例 在 计 算 照 度 时, 高 压 放 电 灯 源 通 常 符 合 平 方 反 比 定 律, 但 是 荧 光 灯 具 较 大, 需 要 单 独 处 理 对 于 大 多 数 实 际 应 用 而 言, 如 果 照 射 点 位 于 光 源 最 大 尺 寸 的 5 倍 距 离 之 外, 可 以 相 当 精 确 地 使 用 平 方 反 比 定 律 在 600 mm(2 英 尺 ) 荧 光 灯 管 的 情 况 下, 平 方 反 比 定 律 在 3 m (10 英 尺 ) 或 以 上 距 离 处 非 常 准 确 亮 度 亮 度 用 来 计 量 某 个 表 面 发 出 的 光 量 此 表 面 可 小 至 如 一 个 像 素 ( 或 者 LED 表 面 ) 或 者 大 至 如 一 堵 墙 甚 至 是 太 阳 亮 度 是 按 照 发 光 表 面 单 位 面 积 上 的 发 光 强 度 ( 单 位 : 坎 德 拉 ) 来 计 量 的 通 常 以 坎 德 拉 / 平 方 米 (cd/m 2 ) 为 单 位, 符 号 为 L ( 有 时 用 B) 然 而, 明 亮 度 是 定 性 的 ( 其 取 决 于 我 们 人 眼 在 相 应 时 刻 上 的 适 应 性 ), 亮 度 则 为 一 个 绝 对 值 以 下 展 示 了 一 些 有 关 普 通 光 源 亮 度 的 示 例 光 源 亮 度 中 午 时 分 的 日 轮 cd/m 2 地 平 线 上 的 日 轮 600,000 cd/m 2 页 码 20

21 60 W 磨 砂 灯 泡 120,000 cd/m 2 高 输 出 的 T5 冷 白 色 荧 光 灯 26,726 cd/m 2 节 能 型 T5 冷 白 色 荧 光 灯 17,400 cd/m 2 T8 冷 白 色 荧 光 灯 ( 三 色 磷 光 灯 ) 11,000 cd/m 2 普 通 晴 空 8,000 cd/m 2 月 亮 表 面 2,500 cd/m 2 普 通 多 云 天 空 2,000 cd/m 2 简 而 言 之, 亮 度 等 于 到 达 表 面 的 照 度 与 表 面 反 射 率 的 乘 积 眼 睛 看 到 的 是 亮 度 而 非 照 度 因 此, 使 用 同 样 的 照 度, 通 过 改 变 表 面 反 射 率, 表 面 的 亮 度 也 会 相 应 改 变 例 如, 我 们 拥 有 一 个 较 大 物 体 ( 内 部 照 明 标 志, 尺 寸 为 40m x 10m) 和 一 个 较 小 物 体 ( 诸 如 小 泛 光 灯 ) 两 种 情 况 下 垂 直 方 向 上 的 强 度 均 为 5000 cd 10 A= Iθ=5000 cd Iθ=5000 cd I E = 2 d 5000 = = 0.06 lux 小 泛 光 灯 的 面 积 为 0.1 m 2, 强 度 同 样 为 5000 cd 均 是 从 300 m 处 观 察 两 物 体 两 物 体 在 观 察 者 眼 睛 内 产 生 的 照 度 是 相 同 的 ( 平 方 反 比 定 律 ) 页 码 21

22 但 这 并 未 考 虑 如 下 事 实 : 与 小 泛 光 灯 相 比, 内 部 照 明 标 志 看 起 来 更 大 且 比 较 暗 淡 页 码 22

23 然 而, 亮 度 L 将 为 建 筑 物 I L = A 5000 = 40 x10 = 12.5 cd / m 2 泛 光 灯 I L = A 5000 = = 50000cd / m * 亮 度 用 来 计 量 光 源 的 集 中 度 或 者 强 度 密 度 功 效 功 效 一 词 现 在 是 一 个 既 定 的 照 明 术 语, 用 以 描 述 灯 泡 将 电 能 转 化 为 可 见 光 的 效 率 其 计 量 单 位 为 流 明 / 瓦 特, 通 常 写 作 lm/w 例 如, 如 上 文 所 述, 一 只 60W GLS 灯 泡 的 总 光 通 量 为 710 lm 因 此, 功 效 为 710 lm 除 以 60 W, 结 果 约 等 于 12 lm/w 荧 光 灯 的 功 效 包 括 镇 流 器 的 功 率 损 耗 因 此, 一 只 36 W T8 荧 光 灯 产 生 3450 lm 的 光 通 量, 一 只 低 损 耗 铁 磁 性 镇 流 器 的 热 功 率 损 耗 为 5 W 因 此, 功 效 为 3450 / (36 +5) = lm/w 在 此 参 考 文 件 的 灯 具 选 择 部 分, 显 示 了 大 多 数 灯 具 的 功 效 图 反 射 灯 反 射 灯 旨 在 无 需 额 外 反 射 器 ( 通 常 置 于 照 明 设 备 内 部 ) 的 情 况 下 使 用 评 估 反 射 灯 的 性 能 时, 我 们 需 要 了 解 其 光 分 布 范 围 这 通 过 以 下 几 个 方 面 进 行 衡 量 : 波 束 角 照 度 等 级 极 性 分 布 ( 特 定 方 向 上 的 坎 德 拉 值 ) 典 型 反 射 灯 : 页 码 23

24 瓦 特 毫 米 瓦 特 毫 米 PAR 白 炽 灯 MR16( 二 向 色 ) 灯 反 射 型 水 银 蒸 汽 灯 波 束 角 半 峰 值 强 度 线 轴 半 峰 值 强 度 线 反 射 灯 发 出 类 似 于 手 电 筒 的 光 束 该 光 束 通 常 存 在 相 应 的 波 束 角 ( 单 位 : 度 ) 这 便 指 明 了 光 束 中 的 光 是 如 何 集 中 或 分 散 的 某 些 类 型 的 灯 在 制 造 时 便 确 定 了 各 种 各 样 的 波 束 角 照 明 设 计 师 利 用 这 一 点 定 制 照 明 方 案 波 束 角 反 射 灯 波 束 角 通 过 了 解 峰 强 度 值, 可 以 首 先 确 定 波 束 角 峰 值 强 度 用 坎 德 拉 表 示, 并 在 灯 前 方 的 一 条 称 为 轴 的 虚 线 上 进 行 测 量, 该 虚 线 通 常 直 接 穿 过 灯 的 中 心 靠 近 轴 的 一 侧 发 光 强 度 逐 渐 减 小 强 度 减 半 位 置 的 线 称 之 为 半 峰 值 强 度 线 同 样 也 针 对 另 一 侧 来 测 量 半 峰 值 强 度 线 两 条 半 峰 值 强 度 线 之 间 的 夹 角 为 波 束 角 照 度 等 级 熟 知 的 反 射 灯 波 束 角 图 同 样 也 显 示 照 度 等 级 这 些 等 级 以 光 线 圆 块 的 形 式 展 示, 其 直 径 及 照 度 等 级 引 自 同 一 盏 灯 的 不 同 距 离 ; 这 是 一 种 显 示 低 压 卤 钨 灯 ( 二 向 色 或 者 MR16) 输 出 的 常 见 方 法 页 码 24

25 灯 波 束 角 与 灯 的 距 离 发 光 强 度 (cd) 与 照 度 (lux) 之 间 存 在 简 单 的 关 系 : 勒 克 斯 = 坎 德 拉 (cd)/ 距 离 的 平 方 (m²) 例 如 : d 表 示 距 离 照 度 和 距 离 峰 值 强 度 为 1800 cd 的 反 射 灯 用 于 从 3 m 距 离 处 为 珠 宝 展 品 照 明 展 品 上 的 照 度 将 为 : 1800 cd / (3 m)² = 1800 / 9 = 300 lux 极 性 分 布 极 性 分 布 图 亦 称 为 极 坐 标 曲 线, 是 显 示 发 光 强 度 值 随 灯 的 虚 轴 夹 角 的 增 大 而 变 化 的 图 表 有 时 仅 习 惯 性 地 展 示 一 侧 的 分 布 曲 线, 因 为 几 乎 在 所 有 情 况 下, 另 一 部 分 会 是 准 确 的 镜 像 ( 即 : 极 坐 标 曲 线 关 于 灯 轴 对 称 ) 有 关 极 性 分 布 曲 线 及 强 度 表 的 推 导 过 程 的 示 例 如 下 所 示 图 例 :C0-Solid 强 度 数 据 伽 玛 最 小 均 方 伽 玛 最 小 均 方 页 码 25

26 2.2.7 测 量 亮 度 等 级 有 三 种 常 用 的 方 法 来 测 量 亮 度 等 级 : 探 测 器 照 度 计 ( 测 光 表 ) 亮 度 计 探 测 器 当 今 最 常 用 的 探 测 器 类 型 为 固 态 探 测 器 存 在 包 含 半 导 体 材 料 的 多 种 探 测 器, 其 工 作 范 围 为 紫 外 光 到 可 见 光 谱 到 红 外 光 大 部 分 探 测 器 是 在 光 生 伏 打 模 式 下 工 作, 其 中 会 测 量 短 路 电 流 这 些 探 测 器 存 在 如 下 优 势 : 具 有 远 高 于 的 线 性 范 围, 不 使 用 滤 波 电 容 器 / 平 均 电 容 器 ( 产 生 一 个 长 期 恒 量 ) 时 反 应 迅 速, 并 且 不 会 明 显 地 受 温 度 影 响 ( 但 在 校 准 温 度 附 近 操 作 时 最 为 准 确, 校 准 温 度 通 常 为 23 o C) 为 测 量 可 见 光, 必 须 使 用 专 门 配 套 的 滤 波 器, 以 便 使 所 测 得 的 可 见 光 与 人 眼 看 到 的 可 见 光 相 同 亦 即, 配 有 滤 波 器 的 探 测 器 具 有 白 昼 视 觉 响 应 照 度 计 照 度 计 为 最 常 见 的 测 量 计 其 收 集 足 足 整 个 半 球 上 的 光 线 它 们 可 以 同 时 接 受 来 自 若 干 光 源 的 光 线, 因 此 探 测 器 必 须 具 有 良 好 的 余 弦 响 应 读 数 也 会 受 到 散 射 光 的 影 响 良 好 配 套 的 白 昼 视 觉 滤 波 器 和 良 好 的 余 弦 反 应 散 光 罩 通 常 为 廉 价 光 度 计 与 优 质 光 度 计 之 间 的 区 别 廉 价 的 光 度 计 通 常 不 含 任 何 滤 波 器, 并 且 当 光 源 以 较 大 入 射 角 ( 从 法 线 到 光 度 计 的 夹 角 通 常 大 于 70 o ) 入 射 时, 余 弦 反 应 散 光 罩 的 性 能 很 差 对 于 比 较 型 测 量 而 言, 廉 价 光 度 计 是 可 以 接 受 的, 其 中 光 源 具 有 非 常 相 似 的 光 谱, 或 者, 透 射 材 料 或 反 射 材 料 不 会 改 变 被 比 较 的 光 的 光 谱 光 度 计 需 要 大 约 每 12 个 月 在 光 度 实 验 室 进 行 一 次 校 准, 以 便 保 持 其 读 数 的 准 确 性 重 新 校 准 也 是 必 要 的, 主 要 原 因 在 于 测 量 计 内 部 的 电 子 元 件 会 产 生 漂 移 亮 度 计 亮 度 计 与 照 度 计 具 有 同 样 的 元 件, 但 也 需 要 一 个 光 学 系 统 来 查 看 所 关 注 的 物 体, 并 以 与 前 部 带 有 准 直 透 镜 的 望 远 镜 类 似 的 方 式 将 图 像 呈 现 在 探 测 器 上 亮 度 计 可 具 有 合 适 的 光 圈 范 围 以 限 定 测 量 区 域, 其 角 度 可 为 1 o 以 下 到 10 o 更 为 复 杂 ( 且 昂 贵 ) 的 亮 度 计 包 括 有 滤 色 器, 以 便 测 量 物 体 的 颜 色 ( 及 色 温 ) 以 及 亮 度 2.3 反 射 透 射 和 折 射 页 码 26

27 2.3.1 反 射 在 照 明 设 计 过 程 中, 也 有 必 要 考 虑 照 射 表 面 的 反 射 性 当 光 照 射 在 不 透 光 表 面 时 ( 不 透 光 意 思 是 该 表 面 不 会 透 射 相 应 的 光 ), 一 部 分 光 会 被 吸 收, 一 部 分 会 被 反 射 反 射 的 光 通 量 与 接 收 到 的 光 通 量 的 比 率 称 为 反 射 率 如 果 表 面 的 较 小 部 分 接 收 到 的 光 通 量 为 1000 lm, 而 反 射 的 光 通 量 为 700 lm, 则 反 射 率 为 0.7 或 者, 其 可 以 用 百 分 比 的 形 式 表 达 为 70% 剩 余 的 0.3 或 者 30% 将 被 吸 收 不 同 的 表 面 也 会 以 不 同 的 方 式 反 射 光 例 如, 纸 张 乳 胶 漆 地 毯 等 表 面 会 呈 现 出 所 谓 的 亚 光 或 漫 反 射 亦 即, 从 表 面 反 射 的 光 均 等 地 向 各 个 方 向 散 播 镜 面 反 射 另 一 个 极 端 为 闪 光 金 属 表 面 呈 现 的 镜 像 或 者 镜 面 反 射, 例 如, 铬 银 或 者 纯 铝 最 重 要 的 是 应 意 识 到, 尽 管 镜 面 反 射 在 材 料 表 面 形 成 了 清 晰 的 图 像, 但 实 际 反 射 量 可 能 非 常 少 例 如, 与 抛 光 不 锈 钢 表 面 仅 60% 的 镜 面 反 射 相 比, 白 色 亚 光 喷 漆 表 面 的 反 射 率 为 75% 到 80% 光 泽 涂 料 表 面 木 质 表 面 塑 料 表 面 等 许 多 表 面 均 呈 现 出 这 两 种 反 射 类 型 例 如, 光 泽 涂 料 散 射 了 大 部 分 反 射 光, 但 也 会 在 涂 料 表 面 形 成 镜 面 反 射 在 照 明 设 计 中, 衡 量 并 评 估 室 内 主 要 表 面 的 反 射 率 非 常 重 要, 因 为 它 们 会 反 射 照 射 在 其 表 面 的 任 何 光 并 增 加 空 间 内 的 照 度 存 在 标 有 反 射 率 的 比 色 图 表, 将 其 与 室 内 表 面 进 行 匹 配 会 对 表 面 的 反 射 性 给 予 一 些 指 导 信 息 通 过 对 来 自 光 源 及 照 明 设 备 的 光 线 进 行 控 制, 从 而 利 用 表 面 的 反 射 性 ( 通 常 使 用 国 际 名 称 照 明 设 备 代 替 灯 具 或 者 灯 具 装 置 ) 镜 面 反 射 发 生 于 光 滑 抛 光 表 面, 例 如, 镜 面 玻 璃 或 者 抛 光 铝 制 品 对 于 照 射 在 反 射 器 镜 面 上 的 任 何 光 线, 入 射 角 等 于 反 射 角 页 码 27

28 光 线 ( 相 等 ) 灯 光 的 入 射 角 光 线 的 反 射 角 抛 物 面 反 射 镜 光 源 产 生 光 束 镜 面 反 射 此 原 则 还 适 用 于 各 种 形 状 的 镜 面 反 射 器 的 各 个 部 分 实 际 的 镜 面 反 射 器 通 常 是 曲 面 的 或 者 是 一 些 列 平 面 光 控 制 的 程 度 取 决 于 和 反 射 器 相 关 的 光 源 大 小 反 射 镜 从 光 源 处 收 集 到 的 光 量 及 反 射 材 料 散 射 光 的 程 度 ( 即 : 非 镜 面 反 射 ) 例 如, 紧 凑 型 低 压 卤 钨 显 示 灯 具 有 完 整 反 射 镜 (MR16 Lamps), 使 用 曲 面 反 射 器 反 射 器 的 整 个 形 状 大 约 为 抛 物 线 状, 以 发 出 平 行 光 束 由 于 灯 具 有 紧 凑 型 灯 丝, 故 可 以 使 用 小 型 反 射 器 来 实 现 精 确 的 光 束 控 制 反 射 器 必 须 为 光 源 尺 寸 的 5 倍 以 提 供 精 确 的 光 束 控 制, 这 是 反 射 器 设 计 的 基 本 原 则 漫 反 射 漫 反 射 发 生 于 亚 光 表 面 并 将 光 均 匀 地 散 射 至 各 个 方 向 因 此, 亚 光 表 面 在 任 何 视 向 上 都 具 有 均 等 亮 度, 事 实 上, 这 就 是 均 匀 漫 射 体 的 定 义 漫 反 射 会 散 射 光 而 不 形 成 光 源 的 清 晰 图 像 大 多 数 照 明 设 备 内 部 使 用 白 色 亚 光 漫 射 漆, 因 为 这 是 减 少 灯 具 内 光 线 吸 收 并 增 加 输 出 的 最 有 效 的 方 法 页 码 28

29 光 线 反 射 光 线 漫 反 射 混 合 反 射 某 些 表 面 既 具 有 漫 反 射 又 具 有 镜 面 反 射 例 如, 如 果 不 具 有 这 两 种 类 型 的 反 射, 汽 车 车 体 则 看 起 来 会 破 旧 不 堪 在 喷 漆 表 面 中 会 形 成 天 空 的 镜 像, 然 而, 大 部 分 光 线 会 以 不 同 的 方 式 由 颜 料 反 射 而 形 成 汽 车 的 颜 色 透 射 某 些 材 料 具 有 透 射 和 散 射 光 的 能 力 此 原 则 称 为 漫 透 射, 在 乳 色 玻 璃 型 和 乳 色 塑 料 型 漫 射 照 明 设 备 中 会 发 生 这 样 的 情 形 光 线 照 射 在 半 透 明 ( 光 透 射 ) 乳 色 物 料 上, 一 部 分 光 发 生 镜 面 反 射, 一 部 分 光 透 过 物 料 光 发 生 散 射 或 者 被 漫 射, 从 而 将 明 露 灯 的 光 亮 大 面 积 地 传 播 照 明 亮 度 面 积 因 此 增 大, 而 对 于 照 明 设 备 发 出 的 特 定 流 明 量, 单 位 面 积 的 流 明 或 者 单 位 面 积 的 坎 德 拉 减 少, 转 而 使 亮 度 减 小, 即, 照 明 设 备 的 强 光 减 少 穿 过 物 料 后, 从 该 物 料 发 出 的 光 量, 只 占 照 射 在 该 物 料 上 的 光 的 一 小 部 分 或 者 相 应 的 百 分 比, 称 为 透 射 比 光 线 乳 白 玻 璃 型 漫 射 体 镜 面 反 射 的 光 线 漫 透 射 的 光 线 乳 色 塑 料 型 漫 射 体 ( 产 生 漫 射 光 ) 漫 透 射 页 码 29

30 2.3.6 折 射 光 通 过 一 种 透 明 介 质 进 入 到 另 一 种 不 同 密 度 的 透 明 介 质 中 时, 会 发 生 弯 折, 这 便 叫 做 折 射, 例 如, 从 空 气 到 水 中, 光 会 朝 表 面 垂 直 方 向 弯 折 光 穿 过 密 度 较 大 的 介 质 进 入 密 度 较 小 介 质 中 时 ( 例 如, 从 玻 璃 到 空 气 中 ), 光 会 朝 反 方 向 弯 折 光 通 过 三 角 形 玻 璃 棱 镜 时, 其 会 偏 离 初 始 路 径 玻 璃 棱 镜 或 者 塑 料 棱 镜 均 可 以 用 来 控 制 光 线 棱 镜 广 泛 应 用 于 室 内 照 明 设 备 及 街 道 照 明 灯 具 的 棱 镜 控 制 器 室 内 照 明 设 备 的 棱 镜 附 件 包 括 一 系 列 的 棱 镜, 其 用 于 改 变 光 路, 使 光 从 强 光 区 照 射 至 工 作 区 这 可 以 减 少 令 人 不 舒 服 的 强 光 并 形 成 更 有 效 的 光 分 布, 原 因 在 于 更 多 的 灯 具 光 通 量 直 接 照 射 到 了 工 作 区 尽 管 棱 镜 附 件 是 干 净 的, 但 仍 会 吸 收 一 部 分 光, 不 过 损 耗 远 远 小 于 乳 色 漫 射 体 的 损 耗, 乳 色 漫 射 体 吸 收 高 达 25% 的 灯 具 光 通 量 光 线 棱 镜 ( 透 明 的 塑 料 或 玻 璃 棱 棱 镜 控 制 原 理 ( 控 制 强 光 ) 强 光 区 强 光 减 少 2.4 颜 色 三 种 基 色 为 红 绿 蓝 称 之 为 基 色 是 因 为 视 网 膜 的 感 色 成 分 ( 视 锥 细 胞 ) 对 红 绿 蓝 三 种 颜 色 较 为 敏 感 任 何 其 他 颜 色 均 可 以 从 这 三 种 基 色 组 合 中 获 得 当 大 脑 处 理 来 自 眼 睛 视 网 膜 的 信 号 时, 其 将 眼 睛 接 收 到 的 单 独 光 线 颜 色 进 行 整 理, 并 处 理 为 眼 睛 实 际 看 到 的 颜 色 例 如, 如 果 红 光 及 绿 光 聚 焦 在 视 网 膜 上, 所 看 到 的 则 是 黄 光 如 果 聚 焦 了 蓝 光 及 红 光, 看 到 的 则 是 紫 光 ( 紫 红 色 ) 页 码 30

31 绿 色 黄 色 青 绿 色 白 色 基 色 其 他 都 来 源 于 红 色 绿 色 和 红 色 品 红 色 蓝 色 蓝 色 注 释 : 红 色 绿 色 蓝 色 是 光 的 三 种 基 色 油 漆 及 油 墨 的 基 色 为 红 色 蓝 色 及 黄 色 颜 色 和 物 体 我 们 之 所 以 能 看 得 到 物 体, 是 因 为 它 们 会 反 射 光 物 体 仅 反 射 它 们 自 身 的 颜 色, 吸 收 落 在 其 上 的 其 他 所 有 颜 色 例 如, 红 色 的 邮 箱 之 所 以 显 示 红 色, 是 因 为 其 吸 收 了 其 他 所 有 颜 色, 而 只 反 射 红 色 光 通 过 物 体 时, 除 了 物 体 自 身 的 颜 色 之 外, 所 有 的 颜 色 均 被 吸 收 了 与 此 相 关 的 一 个 示 例 便 是 蓝 色 灯 当 光 从 灯 丝 穿 过 其 蓝 色 玻 璃 灯 泡 时, 除 蓝 色 之 外 的 所 有 颜 色 均 被 吸 收 了 并 不 像 通 常 认 为 的 那 样, 是 蓝 色 玻 璃 将 光 转 化 为 蓝 色 颜 色 与 灯 具 的 关 系 自 然 阳 光 ( 日 光 ) 包 含 了 可 见 光 谱 中 的 所 有 颜 色 然 而, 并 非 所 有 灯 具 都 是 如 此 灯 具 存 在 两 种 属 性, 用 以 描 述 其 颜 色 性 能 : 1. 色 表 描 述 灯 具 亮 起 时 呈 现 的 颜 色 或 者 其 所 提 供 的 光 的 一 般 氛 围 2. 显 色 性 表 明 光 能 够 使 物 体 呈 现 其 真 正 颜 色 的 程 度 紫 外 线 辐 射 电 磁 辐 射 波 谱 的 可 见 光 范 围 内 紫 色 光 之 外 即 为 紫 外 线 辐 射 这 种 辐 射 在 太 阳 光 下 自 然 发 生 其 对 颜 色 有 影 响, 能 够 使 颜 色 变 淡 将 皮 肤 晒 黑 页 码 31

32 借 助 各 种 光 源 也 可 以 人 为 地 制 造 少 量 的 紫 外 线 (UV), 其 通 常 是 不 需 要 的 大 多 无 害 的 副 产 品 然 而, 一 些 产 品 旨 在 产 生 UV, 例 如, 用 于 塑 料 固 化 及 某 些 类 型 电 脑 微 型 芯 片 擦 除 的 太 阳 床 管 及 灯 具 红 外 线 辐 射 电 磁 辐 射 可 见 光 谱 内 红 光 之 外 即 为 红 外 线 辐 射 (IR), 其 形 式 为 热 能 如 同 UV 一 样, 红 外 线 辐 射 是 在 太 阳 下 自 然 发 生, 并 且 在 较 大 或 者 较 小 程 度 上 都 是 由 人 造 光 源 产 生 的 除 LED 以 外, 其 他 所 有 灯 具 以 红 外 线 形 式 发 出 的 能 量 比 以 可 见 光 形 式 发 出 的 能 量 多 某 些 灯 具 旨 在 重 新 定 向 其 输 出 的 红 外 成 分, 以 便 使 更 少 的 热 量 传 递 至 用 户 或 者 显 示 器 这 便 是 一 些 灯 具 上 涂 有 二 向 色 涂 层 的 目 的 据 说, 这 些 灯 具 发 出 冷 光 束 或 者 冷 光, 原 因 在 于 二 向 色 涂 层 减 少 了 光 束 中 高 达 66% 的 热 量 ( 此 热 量 减 少 不 应 与 色 温 或 者 色 表 相 混 淆 ) 色 表 / 色 温 色 温 可 以 描 述 灯 具 提 供 的 氛 围, 即, 灯 具 的 光 线 使 房 间 感 觉 温 暖 或 者 凉 爽 的 程 度 照 明 行 业 则 采 用 暖 白 与 冷 白 这 两 个 术 语 来 描 述 此 种 效 应 然 而, 事 实 上, 灯 具 的 色 表 可 能 难 以 判 断 有 时, 特 别 是 荧 光 灯, 其 色 表 可 以 通 过 观 察 灯 具 发 出 的 光 是 呈 现 冷 光 型 还 是 暖 光 型 来 进 行 评 估 其 他 光 源 太 过 明 亮 而 不 能 直 接 观 察 在 此 类 情 况 下, 最 好 通 过 照 亮 某 个 白 色 背 景 的 方 法 对 色 表 进 行 评 估 从 设 计 的 角 度 讲, 还 应 该 注 意, 房 间 的 氛 围 可 能 是 由 装 饰 而 非 是 照 明 引 起 的 因 为 术 语 温 暖 和 凉 爽 与 温 度 有 关, 所 以 对 灯 具 色 表 更 为 技 术 性 的 描 述 则 是 使 用 色 温 一 词 图 4 色 品 图 对 多 组 不 同 的 基 准 刺 激 进 行 了 说 明 ( 绿 色 ) 轨 迹 黑 体 ( 红 色 ) CIE 色 品 图 页 码 32

33 光 源 的 色 温 为 具 有 同 样 色 表 的 黑 体 辐 射 器 的 温 度 如 果 对 钨 丝 进 行 加 热, 其 会 发 出 红 热 光 钨 丝 越 热, 其 就 会 越 白, 甚 至 达 到 最 热 物 体 呈 现 出 的 青 白 色 表 的 程 度 通 常 的 摄 氏 温 度 ( C) 和 华 氏 温 度 ( F) 温 标 并 不 用 于 色 温 测 量 相 反, 使 用 更 为 科 学 的 绝 对 温 标, 其 计 量 单 位 为 开 尔 文 开 尔 文 并 非 表 示 为 度 或 者 K, 而 仅 表 示 为 K 或 者 开 尔 文 开 尔 文 和 摄 氏 度 的 单 位 大 小 是 相 同 的 水 在 0 o C 时 结 冰, 而 在 100 o C 时 沸 腾 等 效 的 开 尔 文 温 度 为 K 和 K 灯 具 ( 或 者 其 发 出 的 光 ) 越 热, 其 色 温 越 低 灯 具 显 得 越 凉 ( 越 蓝 ), 色 温 越 高 这 与 使 用 温 度 计 测 量 的 温 度 相 反 例 如, 典 型 的 GLS 灯 泡 产 生 许 多 红 色 波 长 的 光, 使 其 呈 现 出 温 暖 的 淡 黄 色 表, 但 其 色 温 很 低, 仅 约 2700 K, 然 而 具 有 较 高 色 温 (6500 K) 的 日 光 灯 管, 因 产 生 的 光 大 多 为 蓝 色 波 长, 而 呈 现 出 凉 爽 的 淡 蓝 色 表 色 表 与 色 温 的 一 般 分 类 : 色 温 色 表 <3300 K 温 暖 K 中 等 程 度 >5300 K 凉 爽 显 色 性 光 源 能 够 使 物 体 显 示 其 真 正 颜 色 的 程 度 称 为 显 色 性, 其 由 光 源 的 光 谱 功 率 分 布 或 者 光 谱 决 定 其 仅 能 反 射 落 在 表 面 上 的 这 些 颜 色 例 如, 人 们 在 买 衣 服 时 会 本 能 地 将 其 拿 至 窗 户 附 近, 因 为 他 们 知 道 这 样 会 使 衣 服 显 示 其 真 正 的 颜 色 而 不 会 失 真 换 句 话 说, 日 光 具 有 最 佳 的 显 色 能 力 灯 具 正 确 显 示 颜 色 的 能 力 各 不 相 同 例 如, 白 炽 灯 发 出 光 谱 内 的 所 有 颜 色 因 此, 它 们 将 会 使 几 乎 所 有 颜 色 正 确 显 色 另 一 方 面, 低 压 (SOX) 钠 灯 发 出 的 近 乎 所 有 光 均 在 光 谱 的 黄 色 / 橙 色 部 分, 因 此 仅 会 使 黄 色 / 橙 色 正 确 显 色 SOX 灯 光 使 其 他 颜 色 显 得 暗 淡 毫 无 生 机 由 于 功 效 较 高, 低 压 钠 灯 通 常 被 选 用 于 不 需 要 良 好 显 色 性 的 任 务, 如 安 全 道 路 及 隧 道 照 明 CRI 或 Ra 量 表 灯 具 的 显 色 能 力 是 使 用 显 色 指 数 (CRI) 或 者 Ra 量 表 ( 发 音 为 ar-ray) 进 行 测 量 该 量 表 量 程 为 0 到 100, 其 中 较 小 值 表 示 显 色 性 差, 较 大 值 表 示 显 色 性 良 好 值 为 100 时 表 明 和 同 色 温 的 黑 体 辐 射 器 一 样 好 为 了 更 易 于 比 较 光 源 的 显 色 质 量, 澳 大 利 亚 标 准 ( 基 于 CIE 国 际 标 准 ) 将 灯 具 的 显 色 指 数 (CRI 或 Ra) 进 行 分 组, 如 下 所 示 : 页 码 33

34 组 别 CRI 或 者 Ra 值 显 色 性 典 型 应 用 1A 优 秀 美 术 馆 医 疗 检 查 调 色 1B 很 好 家 庭 酒 店 办 公 室 学 校 2A 良 好 企 业 办 公 室 学 校 2B 一 般 企 业 办 公 室 学 校 可 以 接 受 企 业 体 育 馆 欠 佳 交 通 照 明 不 同 灯 泡 的 典 型 CRI 或 Ra 数 字 如 下 : 白 炽 灯 100 卤 钨 灯 100 日 光 灯 ( 卤 素 荧 光 灯 ) 60+ 荧 光 灯 ( 三 基 色 ) 80+ 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 80+ 专 用 荧 光 灯 ( 加 强 型 CRI) 90+ 标 准 石 英 金 属 卤 灯 65 陶 瓷 金 属 卤 灯 80+ 标 准 水 银 蒸 气 灯 45 高 压 钠 灯 25 白 色 高 压 钠 灯 60 低 压 钠 灯 15 发 光 二 极 管 (LED) 75+ 页 码 34

35 光 谱 功 率 分 布 灯 具 的 显 色 性 ( 及 由 此 引 起 的 CRI 或 Ra 等 级 ) 直 接 受 其 光 谱 输 出 的 影 响 习 惯 将 此 以 图 片 形 式 表 示 功 率 功 率 波 长 波 长 白 炽 灯 荧 光 灯 此 图 表 的 两 个 轴 代 表 功 率 和 波 长 波 长 通 常 以 nm( 十 亿 分 之 一 米 ) 为 单 位 来 表 示 功 率 轴 称 为 辐 射 功 率, 以 瓦 特 (W) 或 者 毫 瓦 (mw) 为 单 位 在 此 图 表 中, 功 率 用 以 测 量 每 5 nm 刻 度 内 1000 lm 的 光 输 出, 即 :mw/5 nm/1000 lm 图 表 上 的 最 终 曲 线 称 为 光 谱 功 率 分 布 曲 线, 其 展 示 了 功 率 在 可 见 光 谱 上 的 分 布 情 况 连 续 光 谱 和 谱 线 发 射 从 图 中 可 以 看 出, 白 炽 灯 发 出 所 有 波 长 的 辐 射, 从 一 个 波 长 到 下 一 波 长 的 曲 线 很 平 滑 此 输 出 类 型 称 为 连 续 光 谱 相 反, 放 电 灯 ( 例 如, 荧 光 灯 ) 目 的 仅 在 于 释 放 特 定 波 长 的 能 量, 进 而 导 致 图 峰 不 规 律 这 称 为 谱 线 发 射 放 电 灯 的 显 色 能 力 由 能 量 发 射 的 特 定 波 长 决 定 显 色 性 白 炽 灯 灯 具 依 靠 白 炽 化 的 过 程 使 钨 丝 发 光 ( 白 炽 化 是 物 质 或 者 物 体 由 于 加 热 到 较 高 温 度 而 发 射 可 见 光 的 过 程 ) 在 2700 K 色 温 时, 灯 丝 以 平 滑 连 续 可 见 光 谱 的 形 式 发 射 光, 产 生 的 CRI 或 Ra 值 为 99, 几 乎 和 真 正 黑 体 的 CRI 或 者 Ra 值 一 样 好 页 码 35

36 显 色 性 荧 光 灯 未 开 启 的 荧 光 灯, 其 白 色 外 表 是 由 于 灯 管 内 的 磷 光 粉 涂 层 而 造 成 的 在 开 启 时, 该 涂 层 产 生 了 大 部 分 光 并 影 响 灯 的 颜 色 性 能 基 本 的 荧 光 灯 有 时 又 称 为 卤 素 荧 光 灯 它 们 使 用 卤 磷 酸 盐 化 学 族 中 的 单 一 磷 光 体 这 些 灯 并 不 具 有 良 好 的 显 色 能 力, 由 于 其 效 率 低 下, 目 前 还 尚 未 在 澳 大 利 亚 使 用 具 有 较 好 显 色 性 的 荧 光 灯 使 用 另 外 三 种 磷 光 体, 这 些 灯 管 因 此 被 称 为 三 基 色 荧 光 灯 管 另 外 三 种 中 的 每 一 种 磷 光 体 均 产 生 一 种 光 谱 基 色 ( 红 色 绿 色 蓝 色 ) 基 色 混 合 在 一 起 产 生 了 白 色 光, 其 与 卤 磷 酸 盐 磷 光 体 结 合 在 一 起, 在 光 谱 输 出 时 改 善 了 颜 色 平 衡 结 果, 所 产 生 的 光 线 质 量 高 于 仅 涂 有 一 种 卤 磷 酸 盐 的 灯 管 显 色 性 放 电 灯 高 压 汞 灯 汞 灯 由 于 汞 原 子 受 放 电 激 发 而 产 生 光 发 出 的 光 为 淡 蓝 色 / 绿 色 冷 光, 该 光 在 红 光 中 显 得 很 淡 这 使 得 汞 灯 的 显 色 性 值 相 对 较 低 然 而, 某 些 汞 灯 具 有 金 黄 色 滤 光 膜, 使 其 能 够 与 普 通 电 灯 泡 发 出 类 似 颜 色 的 光 金 属 卤 灯 (HCI 和 HQI) 这 些 灯 实 质 上 是 高 压 汞 灯, 汞 中 添 加 有 其 他 化 学 物 质 以 改 善 光 谱 输 出 的 平 衡 HCI 灯 同 时 采 用 了 陶 瓷 工 艺 和 HQI 特 征 的 石 英 工 艺 加 入 化 学 物 质 使 得 颜 色 性 能 非 常 好 低 压 钠 灯 (SOX) 这 些 灯 使 用 钠 产 生 其 特 有 的 橙 色 光, 波 长 为 589nm, 接 近 视 觉 响 应 的 峰 值 这 些 灯 能 够 达 到 任 何 光 源 的 最 高 功 效 ( 达 到 约 200lm/W), 但 因 为 它 们 是 单 色 光, 因 而 又 具 有 灯 具 的 最 差 显 色 性 高 压 钠 灯 这 些 灯 使 用 汞 钠 及 氙 气 ( 一 种 气 体 ) 来 产 生 光 由 于 汞 呈 蓝 绿 色, 因 此 可 以 比 SOX 灯 产 生 更 好 的 光 谱 颜 色 平 衡 它 们 在 Ra25 附 近 产 生 金 色 光 页 码 36

37 3 灯 具 选 择 本 节 论 述 可 用 的 各 式 各 样 的 灯 具 其 工 作 原 理 优 缺 点, 特 别 是 其 功 效 及 其 对 可 持 续 发 展 的 作 用 下 图 对 主 要 灯 具 类 型 进 行 了 总 结 灯 白 炽 灯 发 光 二 极 管 气 体 放 电 灯 钨 白 炽 灯 水 银 灯 金 属 卤 化 物 灯 (HID) 钠 灯 (HID) 卤 钨 灯 低 压 灯 高 压 灯 低 压 灯 (SOX) 荧 光 灯 CFL ( 紧 凑 型 荧 光 灯 ) 高 压 灯 (SON) 该 图 还 突 出 了 被 照 明 行 业 称 为 高 强 度 放 电 (HID) 灯 的 灯 具 类 型 此 等 灯 具 存 在 共 同 的 特 点, 即, 两 个 电 极 间 的 特 定 金 属 原 子 在 惰 性 气 体 的 作 用 下, 受 放 电 激 发 而 产 生 光 注 意 : 灯 具 选 择 与 能 效 灯 具 类 型 选 择 尽 管 只 是 设 计 链 中 的 一 个 环 节, 却 对 能 效 产 生 极 大 影 响 使 用 高 效 灯 具 也 可 能 会 设 计 出 效 率 非 常 低 下 的 照 明 系 统 如 下 图 所 示, 气 体 放 电 灯 比 白 炽 灯 更 为 高 效 除 强 光 等 特 殊 效 果 需 要 外, 一 般 不 鼓 励 将 白 炽 灯 用 于 普 通 照 明 低 压 卤 素 反 射 灯 ( 二 向 色 灯 ) 近 年 来 非 常 受 欢 迎, 它 们 比 钨 丝 白 炽 灯 稍 微 节 能 一 些 然 而, 从 设 计 的 角 度 看, 其 高 度 定 向 光 输 出 使 其 很 少 地 被 选 用 普 通 照 明, 而 意 味 着 需 要 大 量 用 于 露 天 场 所 的 照 明 LED 是 一 项 新 兴 技 术, 而 且 常 声 称 具 有 高 效 率 然 而, 最 近 的 实 践 表 明,LED 具 有 一 个 效 率 范 围, 因 此 出 于 任 何 照 明 目 的 选 择 LED 时 应 格 外 小 心 页 码 37

38 灯 具 这 个 名 称 是 通 用 术 语, 其 表 示 通 过 热 发 射 或 者 放 电 辐 射 而 产 生 光 的 设 备 光 可 以 从 电 中 以 许 多 方 式 产 生, 以 下 是 照 明 工 程 中 最 为 重 要 的 方 式 i. 白 炽 化 或 者 热 释 光 是 以 热 的 形 式 产 生 光 白 炽 灯 是 以 如 下 方 式 发 光 ; 使 用 电 力 来 升 高 灯 丝 的 温 度 直 至 达 到 白 炽 化 ii. 放 电 是 电 流 通 过 气 体 或 者 蒸 汽 时 产 生 光 在 采 用 此 原 理 的 灯 具 中, 气 体 原 子 在 电 流 通 过 时 受 到 震 荡 或 激 发, 此 激 发 产 生 了 可 见 光 辐 射 紫 外 线 及 红 外 线 能 量 iii. 磷 光 和 荧 光 是 将 通 常 由 放 电 发 出 的 不 可 见 紫 外 线 能 量 转 化 为 可 见 光 的 过 程 称 为 磷 光 体 的 物 质 可 以 使 紫 外 线 能 量 转 变 为 可 见 光 灯 具 的 效 能 ( 也 称 作 功 效 ) 是 以 流 明 / 瓦 特 为 单 位 进 行 计 量 的 下 表 展 示 了 标 准 灯 具 的 典 型 功 效, 包 括 标 准 控 制 装 置 损 耗 这 样 就 能 够 对 灯 具 的 相 对 效 能 进 行 比 较 例 如, 一 只 100 W 的 白 炽 灯 与 一 只 20 W 的 荧 光 灯 大 约 产 生 同 样 的 光 通 量 类 似 地, 一 只 250 W 金 属 卤 化 物 灯 与 一 只 400 W 汞 蒸 气 灯 大 约 产 生 同 样 的 光 通 量 功 Efficacy 效 I/W l/w --- ( (Inc. 包 括 standard 标 准 控 gear 制 装 losses) 置 损 耗 ) COMPARISON OF LIGHT SOURCES 光 源 比 较 (Lumens per watt or Energy efficiency) ( 流 明 / 瓦 特 或 能 效 ) Low Pressure Sodium(SOX) High Pressure Sodium (SON) 高 压 钠 灯 (SON) Plot Figures Indicate Lamp Wattage 曲 线 图 表 明 灯 的 功 率 Metal Halide (MBI) 150 金 属 卤 化 物 灯 (MBI) Mercury Vapor (HQL) Fluorescent 125 荧 光 灯 高 压 汞 灯 (HQL) Tungsten Halogen 卤 钨 灯 白 Incandescent 炽 灯 (GLS) (GLS) 光 输 出 klm --- Light Output klm --- 低 压 钠 灯 (SOX) 总 之, 荧 光 灯 照 明 提 供 最 有 效 的 照 明 系 统, 其 安 装 高 度 高 达 4-5 m 在 此 高 度 以 上, 使 用 带 有 高 强 度 放 电 灯 的 高 顶 棚 照 明 设 备, 以 提 供 理 想 的 一 般 背 景 照 明 结 合 适 用 于 更 精 细 任 务 的 局 部 化 荧 光 灯 照 明, 整 个 照 明 系 统 的 效 率 可 以 更 高 一 般 来 说, 使 用 的 任 务 灯 仅 需 要 单 管 荧 光 灯 应 该 注 意, 不 要 对 特 定 任 务 区 域 过 度 照 明 页 码 38

39 3.1 白 炽 灯 白 炽 灯 是 最 常 用 类 型 的 照 明 设 备 其 价 格 低 廉, 但 工 作 成 本 较 高 标 准 白 炽 灯 最 适 合 于 很 少 使 用 照 明 或 者 短 时 期 使 用 照 明 的 区 域, 如 洗 衣 店 和 厕 所 然 而, 由 于 其 效 率 低, 白 炽 灯 已 经 在 澳 大 利 亚 市 场 上 逐 步 淘 汰 了 澳 大 利 亚 政 府 正 瞄 准 效 率 水 平 低 于 15 lm/w( 取 决 于 灯 具 的 光 输 出 15 lm/w 为 900 lm 灯 具 的 最 低 功 效 ) 的 所 有 灯 具 传 统 的 梨 形 白 炽 灯 (GLS) 效 率 最 低, 浪 费 约 95% 的 使 用 能 源, 主 要 以 热 量 的 形 式 它 们 已 经 被 淘 汰 了 尽 管 已 被 淘 汰, 但 因 为 其 在 市 场 上 的 现 时 流 行 性, 并 且 为 知 晓 市 场 上 其 他 技 术 提 供 了 良 好 基 础, 所 以 描 述 白 炽 灯 的 构 造 及 工 作 原 理 是 颇 有 用 处 的 白 炽 化 技 术 上 称 为 热 释 光, 意 指 通 过 热 来 产 生 光 电 流 进 入 钨 丝 或 者 其 他 导 电 材 料 时, 将 产 生 热 如 果 灯 丝 升 高 至 足 够 高 的 温 度, 不 仅 会 发 热, 而 且 会 发 出 可 见 光 从 本 质 上 讲, 这 种 产 生 光 的 方 法 效 率 低 下, 因 为 产 生 的 热 量 多 于 可 见 光, 而 可 见 光 仅 占 其 输 出 的 约 5% 性 能 概 要 范 围 色 温 瓦 特 2700 K 寿 命 1000 小 时 CRI 100 功 效 12 lm/w 优 点 即 开 即 亮 即 时 全 光 输 出 无 需 额 外 设 备 初 置 成 本 低 廉 缺 点 工 作 成 本 极 高 低 色 温 灯 具 使 用 寿 命 较 短 最 大 功 率 为 300 W 页 码 39

40 3.1.1 白 炽 灯 组 件 白 炽 灯 的 主 要 组 件 如 下 所 示 尽 管 所 有 GLS 及 特 殊 白 炽 灯 的 工 作 原 理 是 相 同 的, 但 是 其 中 一 些 组 件 可 能 在 尺 寸 及 形 状 上 有 所 不 同 充 气 或 真 空 支 撑 钼 丝 泵 浦 管 螺 丝 灯 座 玻 璃 灯 泡 钨 丝 导 线 ( 镍 部 分 ) 导 线 ( 杜 美 合 金 部 分 ) 孔 眼 ( 灯 泡 触 点 ) GLS 灯 的 组 合 零 件 中 空 玻 璃 玻 璃 灯 泡 页 码 40

41 灯 具 的 玻 璃 灯 泡 密 封 时, 被 称 为 玻 壳 重 要 的 是 应 将 空 气 完 全 从 玻 壳 中 移 除 这 是 因 为 氧 气 的 存 在 会 使 灯 丝 在 灯 具 刚 打 开 时 烧 掉 ( 氧 化 ) 空 气 是 通 过 泵 浦 管 移 除 的 ( 创 造 一 个 真 空 环 境, 或 者 向 玻 壳 内 填 充 惰 性 气 体 ) 这 些 灯 具 的 典 型 玻 壳 是 熟 知 的 灯 泡 形 状, 用 钠 钙 玻 璃 制 成 现 在, 用 此 形 状 名 称 来 泛 指 电 灯 泡 业 界 首 选 名 称 是 灯 具 这 些 灯 具 的 形 状 便 于 生 产 操 作, 而 且 使 得 灯 泡 耐 损 性 较 强, 特 别 是 考 虑 到 所 使 用 的 玻 璃 仅 约 1 mm 厚 除 了 彩 色 灯 和 烤 漆 灯 外,GLS 灯 具 生 产 中 还 有 三 种 基 本 的 玻 璃 灯 泡 饰 面, 即, 透 明 乳 白 珍 珠 色 透 明 玻 璃 灯 泡 是 完 全 透 明 的, 能 够 看 到 灯 丝 此 类 型 的 灯 泡 会 出 现 刺 目 的 强 光, 但 依 然 很 普 及, 特 别 用 于 传 统 和 装 饰 目 的 ( 例 如, 枝 形 吊 灯 ) 乳 白 灯 泡 的 玻 璃 看 起 来 是 白 色 的 ( 或 者 更 确 切 的 说, 为 蛋 白 石 的 颜 色 ) 这 是 通 过 在 玻 壳 内 表 面 上 沉 积 二 氧 化 硅 或 者 二 氧 化 钛 来 实 现 的 开 启 时, 便 变 为 半 透 明 的, 并 使 光 发 生 漫 射, 因 此 看 上 去 是 从 灯 泡 表 面 发 出 的 光, 使 得 光 更 为 柔 和 该 涂 层 提 供 极 佳 的 光 漫 射, 但 也 造 成 一 些 光 损 失 珠 光 灯 泡 的 玻 璃 上 看 似 有 一 层 较 薄 的 凝 结 物 这 是 通 过 使 用 氢 氟 酸 对 内 表 面 进 行 蚀 刻 实 现 的 钨 丝 典 型 的 钨 丝 工 作 温 度 约 为 2400 o C 钨 可 选 用 为 灯 丝 材 料, 原 因 在 于 其 是 为 数 不 多 的 可 用 材 料 中 最 好 的 材 料, 可 以 拉 长 为 细 丝, 保 持 在 极 高 温 度 下 而 不 熔 化, 并 产 生 大 量 的 光 钨 丝 部 分 提 供 了 有 关 灯 丝 盘 绕 ( 单 线 圈 或 者 双 重 线 圈 ) 的 详 细 信 息 在 灯 具 快 速 生 产 过 程 中, 不 可 能 将 空 气 完 全 清 除 ( 因 此, 会 有 氧 气 的 存 在, 其 为 正 常 空 气 的 20-21%) 如 果 未 经 过 检 查, 氧 气 可 能 会 使 灯 丝 由 于 氧 化 而 过 早 损 坏 为 克 服 这 一 点, 在 灯 丝 上 涂 有 红 磷, 其 被 称 为 吸 气 剂 其 作 用 是 吸 收 玻 壳 内 残 留 的 氧 气 吸 气 剂 不 会 损 害 钨 丝, 但 非 常 易 于 与 氧 气 反 应, 在 灯 初 次 开 启 时 立 即 与 氧 气 结 合 由 此 产 生 的 化 合 物 并 不 与 钨 发 生 反 应, 然 而 其 具 有 吸 水 性, 意 味 着 其 吸 收 所 产 生 的 任 何 残 留 水 蒸 气 吸 气 剂 的 引 入 使 得 高 质 量 灯 具 能 够 进 行 大 批 量 生 产 支 撑 钼 丝 页 码 41

42 即 使 弯 成 线 圈, 钨 丝 仍 然 是 一 种 脆 性 材 料, 较 易 折 断, 这 种 状 况 随 着 灯 具 的 使 用 而 不 断 恶 化 支 撑 丝 限 制 钨 丝 的 移 动, 并 防 止 其 在 发 热 时 下 垂 这 为 灯 丝 在 合 理 的 条 件 下 长 久 使 用 提 供 最 可 能 的 机 会, 但 并 不 能 保 护 其 免 于 过 多 振 动 或 机 械 冲 击 大 多 数 灯 泡 具 有 两 根 支 撑 丝, 但 防 震 灯 可 能 具 有 多 达 七 根 支 撑 丝 支 撑 丝 是 由 非 常 薄 但 极 为 结 实 的 钼 丝 制 成 重 要 的 是, 支 撑 丝 很 薄, 以 致 于 不 会 使 处 于 接 触 点 的 灯 丝 降 温 钼 的 熔 点 非 常 高, 能 够 承 受 较 高 灯 丝 温 度 导 线 ( 镍 部 分 ) 用 两 根 导 线 将 灯 具 的 触 点 连 接 至 灯 丝 它 们 为 重 要 组 成 部 分, 由 三 种 不 同 的 线 组 成, 下 部 为 包 铜 丝, 中 间 部 分 为 杜 美 丝, 上 部 为 镍 丝 此 刚 性 镍 丝 提 供 了 灯 丝 连 接 的 坚 实 结 构 镍 具 有 延 展 性, 意 味 着 其 易 于 展 平 弯 曲 以 便 将 灯 丝 固 定 就 位 导 线 ( 杜 美 合 金 部 分 ) 导 线 的 此 部 分 是 由 涂 有 硼 酸 铜 的 特 殊 镍 铁 丝 制 成, 称 为 杜 美 丝 杜 美 丝 穿 过 玻 璃 灯 管, 其 顶 端 进 行 加 热 直 至 融 化, 然 后 在 导 线 周 围 挤 压 扁 平 而 形 成 玻 璃 金 属 密 封 杜 美 丝 具 有 和 钠 钙 玻 璃 相 似 的 扩 展 速 率 如 果 以 比 玻 璃 更 大 的 速 率 对 该 电 线 进 行 扩 展, 玻 璃 便 会 开 裂 这 样 就 会 使 空 气 进 入 灯 泡 内 其 也 可 以 作 为 灯 具 发 生 故 障 ( 灯 丝 熔 断 ) 情 况 下 的 熔 断 系 统 杜 美 丝 发 生 熔 化, 然 后 电 流 安 全 切 断, 可 以 防 止 在 灯 丝 两 端 之 间 形 成 电 弧, 并 防 止 增 加 电 流 的 危 险 螺 丝 灯 座 帽 壳 为 灯 头 的 外 层 结 构 ( 也 叫 做 灯 座 ) 帽 壳 提 供 了 与 灯 座 间 的 安 全 易 于 使 用 的 牢 固 物 理 连 接 螺 口 式 灯 泡 类 型 中 的 灯 头 也 可 以 提 供 一 个 电 触 点 在 灯 头 内 容 页 可 以 找 到 更 多 有 关 不 同 类 型 灯 头 的 详 细 信 息 尽 管 可 以 使 用 铜 或 者 镀 镍 黄 铜, 但 是 大 多 数 灯 头 使 用 铝 制 外 壳 页 码 42

43 中 空 玻 璃 该 灯 座 的 下 半 部 分 的 内 表 面 上 涂 有 称 为 镜 煤 的 黑 色 玻 璃, 其 提 供 了 灯 头 上 活 性 及 中 性 触 点 间 的 必 要 绝 缘 孔 眼 ( 灯 泡 触 点 ) 灯 泡 触 点 为 小 型 铜 孔 ( 螺 口 灯 头 的 孔 眼 为 圆 形, 卡 口 灯 头 - BC 的 孔 眼 为 椭 圆 形 ), 中 心 有 个 孔 它 们 被 固 定 在 镜 煤 中 在 BC 灯 中, 导 线 穿 过 各 触 点 中 心 的 孔, 裁 切 平 整 然 后 焊 接 到 位 ES 类 型 灯 具 中, 一 根 导 线 通 过 单 个 触 点 的 孔, 然 后 被 裁 切 并 焊 接 另 一 根 导 线 伸 出 灯 泡 的 一 侧, 位 于 灯 头 和 玻 壳 之 间, 并 被 焊 接 在 帽 壳 上 并 没 有 标 准 要 求 用 焊 锡 覆 盖 孔 眼 因 此, 在 一 些 灯 泡 上 可 以 看 到 部 分 孔 眼 钨 丝 正 如 所 讨 论 过 的 那 样, 专 门 选 择 钨 作 为 生 产 灯 丝 的 材 料, 是 因 为 其 可 以 被 拉 成 非 常 细 的 细 丝, 在 高 温 下 不 会 熔 化, 同 时 发 出 大 量 的 光 灯 泡 的 灯 丝 是 由 一 根 约 1 m 长 约 为 人 的 发 丝 厚 度 的 细 钨 丝 制 成 灯 丝 的 长 度 及 厚 度 决 定 了 其 电 阻, 电 阻 反 过 来 决 定 了 灯 泡 的 功 率 电 源 电 压 也 是 一 个 因 素, 意 味 着 灯 丝 参 数 因 不 同 国 家 的 供 电 电 源 而 异 单 螺 旋 灯 丝 为 使 有 效 尺 寸 的 灯 泡 能 够 容 纳 长 约 1 m 的 灯 丝, 将 灯 丝 绕 成 密 集 的 线 圈 结 果 成 为 一 个 直 径 为 1mm 长 度 为 40mm 的 单 线 圈 包 含 这 种 类 型 灯 丝 的 灯 具 为 单 螺 旋 丝 灯 页 码 43

44 工 作 过 程 中, 螺 旋 灯 丝 比 直 灯 丝 散 热 少 这 是 因 为 线 圈 紧 挨 在 一 起, 有 助 于 彼 此 加 热, 将 热 损 失 降 至 最 低 这 就 意 味 着 维 持 螺 旋 灯 丝 的 温 度 所 需 要 的 能 量 要 比 维 持 直 灯 丝 的 温 度 所 需 的 能 少 得 多 因 此, 在 将 电 能 转 化 为 光 能 时, 螺 旋 灯 丝 更 有 效, 即 : 其 达 到 的 功 效 更 高 单 线 圈 双 重 线 圈 可 以 通 过 对 单 线 圈 的 二 级 螺 旋 来 进 一 步 提 高 功 效 结 果 即 为 双 螺 旋, 以 它 的 名 字 来 称 谓 含 有 双 螺 旋 灯 丝 的 灯 具 因 为 工 作 温 度 非 常 高, 灯 丝 表 面 不 断 蒸 发 此 钨 蒸 汽 在 玻 璃 灯 泡 内 凝 固, 最 终 形 成 了 一 层 黑 色 薄 膜, 该 薄 膜 减 少 了 光 输 出 最 后, 灯 丝 的 某 点 变 薄 以 致 熔 断 真 空 灯 内 部 变 黑 一 直 以 来 都 是 一 个 主 要 缺 点 功 率 较 低 时 其 不 是 问 题, 因 为 灯 丝 在 较 低 温 度 工 作, 因 此 蒸 发 较 慢 真 空 灯 的 主 要 优 点 为, 真 空 由 于 不 会 导 热 因 而 阻 止 了 热 传 导, 因 此 玻 璃 玻 壳 的 温 度 依 然 相 对 较 低 真 空 保 温 瓶 采 用 了 同 一 原 理, 使 其 保 持 所 盛 物 品 在 若 干 小 时 内 处 于 温 热 状 态 较 低 表 面 温 度 ( 低 于 充 气 灯 ) 使 得 真 空 灯 可 用 于 敞 开 的 室 外 这 是 因 为 玻 璃 不 会 变 得 太 热, 以 致 于 在 打 湿 时 由 于 热 冲 击 而 碎 裂 显 然, 需 要 使 用 电 气 安 全 防 水 灯 座 较 低 的 玻 璃 温 度 在 需 要 使 用 较 低 温 度 工 作 灯 的 室 内 也 是 有 用 的, 例 如, 育 儿 室 内 的 睡 眠 灯 充 气 灯 已 经 发 现 若 在 玻 壳 内 填 充 惰 性 气 体 ( 即, 非 反 应 性 ), 灯 丝 的 蒸 发 及 钨 向 玻 璃 灯 泡 内 表 面 的 转 移 均 会 减 少 这 就 意 味 着 灯 丝 可 以 在 较 高 温 度 ( 因 此, 提 供 更 多 的 光 输 出 ) 下 工 作 且 寿 命 相 同 因 此, 充 气 灯 比 真 空 灯 更 有 效 目 前 使 用 的 惰 性 气 体 混 合 物 为 氩 气 和 氮 气 的 组 合 ( 玻 壳 内 不 能 留 有 空 气, 因 为 其 含 有 非 常 具 有 反 应 性 的 氧 气 ) 其 是 通 过 泵 浦 管 引 入 的 有 时 使 用 氪, 但 非 常 昂 贵, 仅 用 于 价 格 比 较 昂 贵 的 产 品, 如 : 长 寿 灯, 或 者 提 供 较 高 功 效 的 灯 具 页 码 44

45 灯 泡 气 体 填 充 压 力 冷 光 灯 : 灯 具 内 填 充 至 正 常 大 气 压 的 80% 当 冷 却 时, 如 果 灯 具 破 裂, 周 围 的 空 气 会 立 即 涌 入, 使 得 玻 璃 碎 片 保 留 在 灯 泡 内 部, 即, 灯 会 发 生 内 爆 热 阴 极 灯 : 在 工 作 过 程 中, 当 变 热 时, 气 体 混 合 物 试 图 膨 胀, 但 是 受 到 玻 璃 玻 壳 阻 挠 而 不 能 膨 胀 因 此, 气 体 压 力 增 至 大 气 压 力 的 120% 如 果 灯 泡 在 这 种 情 况 下 破 裂, 将 会 有 强 烈 的 气 流 向 外 冲 出, 强 迫 玻 璃 向 外 迸 出, 即, 灯 泡 会 发 生 爆 炸 彩 色 灯 及 烤 漆 灯 彩 色 灯 彩 色 效 果 是 通 过 两 种 方 式 实 现 的 第 一 种 方 法 是 在 灯 泡 的 玻 璃 玻 壳 外 面 使 用 合 适 的 彩 色 滤 光 片 该 滤 光 片 是 在 上 面 喷 有 一 层 彩 釉, 然 后 烘 干 使 其 形 成 一 层 结 实 的 弹 性 覆 层 该 覆 层 能 够 防 风 雨, 如 同 用 于 室 外 的 大 多 数 彩 色 灯 一 样 理 想 达 到 此 颜 色 效 果 的 另 一 种 方 法 是 在 玻 璃 玻 壳 内 部 涂 上 二 氧 化 硅 或 者 二 氧 化 钛, 并 在 其 中 加 入 微 量 的 适 当 颜 料 烤 漆 灯 彩 色 反 射 灯 是 烤 漆 灯 的 示 例 彩 色 烤 漆 应 用 于 玻 壳 的 外 部 因 为 这 些 漆 易 受 天 气 影 响 而 劣 化, 建 议 其 仅 作 内 部 使 用 灯 帽 正 如 之 前 所 述, 灯 帽 ( 或 称 灯 头 ) 为 合 适 的 电 压 电 源 提 供 了 带 电 和 不 带 电 连 接 它 也 为 灯 座 提 供 了 安 全 且 易 用 的 机 械 和 电 力 连 接 大 部 分 白 炽 灯 帽 由 铝 制 成, 但 也 会 使 用 黄 铜 或 镀 镍 黄 铜 白 炽 灯 的 灯 帽 就 本 质 而 言 仅 有 三 种, 即 螺 旋 灯 帽 卡 口 灯 帽 和 单 触 头 灯 帽 螺 旋 帽 页 码 45

46 该 灯 帽 由 托 马 斯 爱 迪 生 (Thomas Edison) 设 计, 是 最 早 的 灯 帽 形 式 它 由 方 向 螺 纹 组 成, 该 螺 纹 能 够 旋 转 至 灯 座 的 互 补 螺 纹 中 该 螺 纹 被 称 为 爱 迪 生 螺 旋 (ES) 爱 迪 生 螺 旋 与 卡 口 灯 帽 不 同,ES 仅 有 一 个 绝 缘 触 头 另 外 一 个 触 头 是 帽 壳 本 身, 其 形 成 了 电 路 的 一 部 分 GLS 和 特 殊 白 炽 灯 的 ES 灯 帽 有 几 种 不 同 的 尺 寸 / 直 径 ES 灯 帽 也 广 泛 用 于 低 电 压 灯, 如 手 电 筒 灯 泡 爱 迪 生 螺 旋 尺 寸 IEC 说 明 近 似 直 径 E14 小 型 爱 迪 生 螺 旋 14 mm E27 爱 迪 生 螺 旋 27 mm E40 大 型 爱 迪 生 螺 旋 40 mm 卡 口 灯 帽 卡 口 灯 帽 (BC) 固 定 方 法 得 名 于 将 刺 刀 固 定 到 早 期 步 枪 上 时 所 需 的 推 扭 动 作 圆 柱 形 灯 帽 上 的 两 个 或 三 个 突 出 销 针 ( 约 2 mm 长 ) 与 灯 座 上 的 J 型 槽 啮 合 并 锁 定 灯 座 中 的 弹 簧 承 载 的 指 状 物 ( 电 触 头 ) 会 推 进 触 头, 并 帮 助 将 销 针 固 定 在 灯 座 槽 中 大 多 数 GLS BC 灯 有 两 个 销 针 三 销 针 灯 帽 最 初 设 计 用 于 具 有 非 常 规 电 压 需 求 的 灯, 确 保 其 不 会 插 入 到 两 销 针 灯 座 中 3 销 针 22 mm 的 卡 口 灯 头 2 销 针 22 mm 的 标 准 卡 口 灯 头 卡 口 灯 帽 尺 寸 IEC 说 明 近 似 直 径 页 码 46

47 B15d 小 型 卡 口 灯 帽 15 mm B22d 卡 口 灯 帽 22 mm B22d-3 3 销 针 卡 口 灯 帽 22 mm 单 触 头 单 触 头 (SC) 灯 帽 为 圆 柱 形, 灯 头 处 有 一 个 触 头, 与 ES 灯 帽 类 似 然 而, 与 ES 灯 帽 不 同 的 是,SC 灯 帽 的 外 壳 不 构 成 电 路 的 一 部 分 单 触 头 灯 帽 其 原 因 是 SC 灯 帽 用 于 条 状 灯, 该 灯 两 端 都 有 灯 帽, 每 个 灯 帽 都 连 接 一 个 电 源 终 端 通 常 仅 在 一 端 有 触 头 的 灯 称 为 单 端 灯 两 端 都 有 触 头 的 线 型 灯 ( 如 条 状 灯 ) 称 为 双 端 灯 注 释 : 当 BC 和 ES 灯 泡 插 入 各 自 灯 座 时, 电 触 头 互 碰 或 互 擦, 提 供 良 好 的 电 接 触 但 是,SC 灯 没 有 触 头 互 擦, 因 为 它 们 为 推 入 到 位 式, 或 由 其 灯 座 张 力 支 撑 因 此, 这 种 灯 应 通 过 来 回 旋 转 两 三 次 进 行 固 定 这 样 可 以 确 保 良 好 的 电 接 触, 并 可 帮 助 防 止 电 弧 反 射 灯 使 用 反 光 材 料 ( 如 铝 ) 涂 装 灯 泡 的 某 些 部 分 可 以 使 灯 泡 具 有 定 向 输 出 功 能 反 射 灯 的 设 计 是 一 门 科 学, 其 中 包 括 将 玻 璃 壳 调 整 为 能 按 所 需 方 式 散 发 光 束 的 形 状 吹 制 玻 璃 反 射 灯 大 多 数 反 射 灯 的 玻 璃 灯 泡, 都 是 通 过 向 生 成 特 有 发 射 形 状 的 模 具 中 吹 入 钠 钙 玻 璃 制 作 而 成 因 此, 这 种 灯 称 为 吹 制 玻 璃 反 射 灯 这 些 反 射 灯 以 简 短 的 字 母 - 数 字 代 码 来 指 代 其 前 缀 为 R, 数 字 表 示 灯 泡 最 宽 处 的 直 径, 以 毫 米 为 单 位, 如 R95 R80 R63 等 页 码 47

48 PAR 反 射 灯 PAR 反 射 灯 不 是 吹 制 而 成, 而 是 由 两 部 分 模 制 而 成 - 反 射 器 和 遮 光 玻 璃 在 生 产 过 程 中, 通 过 将 这 两 部 分 的 边 缘 加 热 至 熔 融 状 态 使 其 密 合 这 种 灯 称 为 密 封 束 反 射 灯, 或 者 更 常 称 为 PAR 灯 ( 压 缩 玻 璃 铝 制 反 射 灯 ) 用 以 制 造 PAR 灯 的 硼 硅 玻 璃 ( 与 派 莱 克 斯 耐 热 玻 璃 类 似 ) 比 制 造 GLS 灯 泡 的 玻 璃 更 厚 更 重 这 使 得 灯 泡 可 以 承 受 较 高 的 温 度 和 热 冲 击, 因 此 适 合 室 外 使 用 密 封 束 反 射 灯 的 指 代 方 式 与 吹 制 玻 璃 反 射 灯 不 同 其 前 缀 为 PAR, 但 是 数 字 ( 如 PAR38 中 的 38) 表 示 灯 泡 直 径 的 1/8 英 寸 倍, 即,PAR38 灯 泡 的 直 径 为 38 1/8 英 寸 灯 具 性 能 白 炽 光 是 一 种 低 效 的 发 光 方 式 大 部 分 能 量 都 以 热 ( 红 外 线 ) 的 形 式 发 出, 以 光 谱 可 见 部 分 发 出 的 相 对 较 少 GLS 灯 的 典 型 能 量 输 出 - 以 供 应 到 灯 的 总 瓦 特 数 百 分 比 表 示 - 如 下 所 示 : 能 量 类 型 输 出 百 分 比 紫 外 线 0.03% 可 见 光 9.0% 红 外 线 84.0% 传 导 热 和 对 流 热 7.0% 传 导 热 即 从 灯 座 中 流 失 的 热 量 对 流 热 即 流 向 灯 周 围 空 气 的 热 量 外 加 电 压 外 加 电 压 影 响 灯 泡 性 能 的 各 个 方 面 有 关 外 加 电 压 的 细 微 更 改 ( 直 到 几 个 百 分 点 ), 以 下 是 一 份 实 用 指 南 : 外 加 电 压 更 改 1% 导 致 : 电 流 更 改 0.5% 瓦 特 数 更 改 1.5% 光 输 出 更 改 4.0% 预 期 寿 命 ( 电 压 升 高, 寿 命 降 低 ) 更 改 14% 页 码 48

49 以 下 图 表 显 示 了 供 给 电 压 更 改 对 灯 寿 命 及 其 其 他 性 能 方 面 的 巨 大 影 响 电 压 以 百 分 比 的 形 式 在 底 部 (x 轴 ) 显 示 - 100% 为 灯 的 指 定 比 例 灯 泡 寿 命 在 绿 线 上 以 作 为 百 分 比 的 数 字 标 记 显 示 其 他 性 能 方 面 在 暗 红 线 上 以 暗 红 数 字 标 记 显 示 用 百 分 比 表 示 的 寿 命 寿 命 流 明 流 明 / 瓦 特 用 百 分 比 表 示 的 瓦 特 流 明 安 培 和 流 明 / 瓦 特 安 培 瓦 特 安 培 瓦 特 用 百 分 比 表 示 的 瓦 特 流 明 安 培 和 流 明 / 瓦 特 灯 寿 命 寿 命 流 明 / 瓦 特 流 明 百 分 比 表 示 的 伏 特 用 百 分 比 表 示 的 寿 命 国 家 和 国 际 标 准 中 规 定 的 GLS 灯 平 均 寿 命 为 1,000 小 时 这 被 公 认 为 是 灯 寿 命 和 光 输 出 之 间 的 折 衷 物 灯 标 准 GLS 及 相 关 类 型 的 国 家 和 国 际 标 准 如 下 : IEC 64 (EN 60064), 通 用 钨 丝 灯 规 范 ( 批 量 测 试 ) - 该 标 准 涵 盖 了 用 于 检 查 灯 泡 生 产 商 合 规 情 况 的 整 个 产 品 批 次 评 估 其 适 用 于 额 定 寿 命 为 1,000 小 时 电 压 为 V 功 率 为 W 并 装 有 BC 或 ES 灯 帽 的 散 光 灯 和 透 明 灯 IEC 432 (EN 60432), 第 一 部 分 : 室 内 及 类 似 照 明 用 途 钨 丝 灯 的 安 全 性 和 互 换 性 - 适 用 于 额 定 电 压 50 V 到 250 V 功 率 最 高 200 W 的 灯 IEC 432 (EN 60432), 第 二 部 分 安 全 性 和 互 换 性 评 估 方 法 - 这 部 分 说 明 了 第 1 部 分 合 规 性 检 测 的 抽 样 和 检 验 方 法 IEC 61 (EN 60061), 灯 帽 和 灯 座 - 这 部 分 涵 盖 了 灯 帽 和 灯 座, 以 及 一 致 性 检 查 所 需 仪 表 的 详 细 信 息 AS/NZS 普 通 照 明 用 白 炽 灯 - 最 低 能 效 性 能 标 准 (MEPS) 要 求 页 码 49

50 3.2 卤 钨 灯 卤 素 灯 也 是 白 炽 灯 的 一 种 其 价 格 更 昂 贵, 但 寿 命 长 达 10,000 小 时 它 们 可 能 为 240 V 灯, 这 种 灯 通 常 为 管 状, 常 用 于 向 上 照 明 或 室 外 泛 光 照 明 ; 他 们 也 可 能 为 低 电 压 灯 ( 通 常 为 12 V) 它 们 一 般 为 双 销 针 胶 囊 灯, 或 MR16 (50 mm) 双 色 灯, 用 于 向 下 照 明 注 意 : 卤 钨 灯 及 能 源 效 率 卤 钨 灯 比 传 统 的 钨 白 炽 灯 略 微 高 效 但 是 其 效 率 无 法 与 荧 光 灯 抗 衡 除 强 光 照 射 等 特 殊 效 果 外, 一 般 不 鼓 励 将 卤 钨 灯 和 钨 白 炽 灯 用 于 普 通 照 明 将 低 电 压 卤 素 反 射 灯 用 于 普 通 照 明 是 一 种 不 明 智 的 选 择, 因 为 照 亮 露 天 场 所 需 要 大 量 的 灯 在 现 代 家 庭 中, 这 是 一 种 常 见 错 误, 致 使 照 明 效 果 差 强 人 意, 总 体 效 率 低 下 为 改 变 此 现 状, 可 将 30 W 和 35 W IRC 灯 与 电 子 变 压 器 一 起 使 用, 其 最 高 能 够 将 能 源 消 耗 降 低 40% 某 些 卤 素 灯 需 要 特 殊 照 明 装 置 低 电 压 卤 素 灯 比 相 同 瓦 特 数 的 普 通 灯 泡 稍 显 高 效, 但 是 其 使 用 的 变 压 器 会 消 耗 10% 到 30% 的 灯 泡 能 量, 因 此 降 低 了 增 加 的 效 率 卤 素 灯 的 产 生 是 因 为 受 到 提 高 功 效 和 降 低 白 炽 灯 尺 寸 的 驱 使 这 使 灯 壳 内 部 表 面 变 黑 的 情 况 更 加 恶 化, 因 为 钨 会 从 热 灯 丝 中 蒸 发 20 世 纪 50 年 代, 人 们 发 现 在 灯 泡 中 添 加 少 量 卤 素 ( 带 有 特 定 属 性 的 化 学 元 素 组, 其 中 一 种 元 素 具 有 与 金 属 进 行 化 学 结 合 的 明 显 倾 向 ) 可 以 防 止 变 黑 五 卤 族 元 素 为 碘 溴 氯 氟 和 砹 进 行 了 这 种 添 加 的 灯 称 为 卤 钨 灯 这 类 灯 有 时 也 称 为 石 英 卤 素 灯, 因 为 其 灯 壳 通 常 不 是 由 玻 璃 制 成, 而 是 由 石 英 制 成, 石 英 能 够 更 好 地 承 受 这 类 灯 工 作 时 的 高 温 ( 尽 管 某 些 不 会 产 生 太 多 热 量 的 低 瓦 特 数 灯 会 使 用 硬 质 玻 璃 这 种 材 料 更 便 宜, 其 热 性 能 在 钠 玻 璃 和 石 英 之 间 ) 性 能 概 要 范 围 低 电 压 :20 50 W 市 电 电 压 : W 色 温 2,800 3,200 开 尔 文 页 码 50

51 寿 命 2,000 5,000 小 时 CRI 100 功 效 lm/ 瓦 特 优 点 缺 点 即 开 即 亮 操 作 昂 贵 即 时 全 光 输 出 可 能 需 要 变 压 器 灯 光 比 白 炽 灯 更 白 范 围 有 限 寿 命 长 灯 成 本 高 体 积 小 巧, 灯 具 由 设 计 师 设 计 反 射 灯, 不 适 合 普 通 照 明 设 计 比 白 炽 灯 更 经 济 卤 素 循 环 第 1 阶 段 : 热 灯 丝 导 致 所 有 气 体, 包 括 卤 素, 开 始 循 环 这 称 为 对 流 第 2 阶 段 : 钨 原 子 从 灯 丝 蒸 发 通 常 这 是 灯 壳 变 黑 的 原 因 第 3 阶 段 : 钨 原 子 很 容 易 与 卤 素 结 合, 形 成 一 种 化 合 物, 称 为 钨 卤 化 物 ( 同 样 为 蒸 气 ) 第 4 阶 段 : 钨 处 于 与 卤 素 化 学 结 合 状 态, 不 会 沉 积 在 灯 壳 内 相 反, 因 为 对 流, 钨 卤 化 物 蒸 气 会 在 灯 壳 内 循 环 页 码 51

52 第 5 阶 段 : 钨 卤 化 物 经 过 灯 丝 附 近 时, 强 烈 的 热 会 将 其 分 开, 使 其 还 原 为 钨 和 卤 素 钨 重 新 沉 积 到 灯 丝 的 较 冷 部 分, 卤 素 重 新 开 始 自 由 循 环 周 而 复 始 卤 素 使 用 注 解 1. 在 生 产 过 程 中, 会 使 用 抽 气 管 将 空 气 从 灯 壳 冠 部 ( 顶 部 ) 抽 出 随 后, 灯 壳 中 将 注 入 一 种 惰 性 气 体 ( 氩 氪 或 氙 ), 这 种 惰 性 气 体 中 将 添 加 量 少 且 精 确 的 卤 素 ( 通 常 约 为 10 微 克,1 微 克 是 1 克 的 百 万 分 之 一 ) 2. 碘 和 溴 是 灯 泡 生 产 中 使 用 的 两 种 主 要 卤 族 元 素 偶 尔 会 使 用 氯 氟 和 砹 毒 性 极 大, 因 此 绝 不 会 用 于 这 种 应 用 3. 灯 泡 工 作 过 程 中, 高 温 可 以 确 保 卤 素 为 蒸 气 形 式 4. 在 生 产 GLS 灯 泡 时, 不 能 使 用 吸 气 剂 吸 收 残 余 氧 气, 因 为 磷 会 导 致 卤 素 循 环 停 止 作 为 替 代, 生 产 过 程 中 会 在 灯 泡 内 注 入 氢 气, 并 将 灯 丝 点 亮 高 温 会 使 氢 气 与 氧 气 结 合, 形 成 水 蒸 气 然 后, 将 氢 气 和 水 蒸 气 从 准 备 注 入 惰 性 气 体 的 灯 壳 中 抽 出 5. 早 期 的 卤 素 灯 使 用 碘, 虽 然 比 较 成 功, 但 是 碘 会 吸 收 部 分 光 谱 输 出 ( 在 绿 色 波 长 中 ), 使 灯 光 显 示 紫 色 调 当 时, 卤 钨 灯 在 电 影 业 和 电 视 业 中 具 有 巨 大 的 潜 在 市 场 随 着 彩 色 电 视 的 出 现, 显 色 性 变 得 更 加 重 要, 人 们 发 现 溴 具 有 更 好 的 色 彩 性 能 现 在, 几 乎 所 有 的 卤 素 灯 都 会 使 用 溴 灯 结 构 一 般 卤 素 灯 组 件 如 下 所 示 页 码 52

53 抽 气 点 含 卤 素 的 填 充 气 体 灯 丝 丝 尾 灯 壳 捏 夹 ( 密 封 ) 焊 缝 钼 箔 灯 销 针 灯 壳 典 型 卤 素 灯 的 组 合 零 件 石 英 灯 壳 比 GLS 灯 泡 使 用 的 钠 钙 玻 璃 坚 硬 数 倍, 并 且 具 有 更 高 的 熔 点 这 意 味 着 它 能 够 更 接 近 炙 热 的 灯 丝 而 不 会 软 化, 灯 壳 内 部 气 压 可 以 更 高, 使 钨 的 蒸 发 率 降 低 相 对 玻 璃 而 言, 石 英 的 一 大 缺 点 是 会 受 到 油 脂 污 染 存 在 于 人 类 皮 肤 中 的 天 然 油 脂 含 有 微 量 锂 钠 和 钾 如 果 沉 积 到 石 英 上, 这 些 物 质 会 在 受 到 工 作 高 温 时 局 部 改 变 其 原 子 排 列 在 极 少 情 况 下, 污 染 可 能 会 很 严 重, 导 致 石 英 性 能 减 弱, 灯 壳 破 裂 即 使 此 类 情 况 没 有 发 生, 指 印 留 下 的 油 脂 也 会 永 远 在 石 英 上 留 下 痕 迹 如 果 意 外 触 碰 到 石 英 灯 壳, 在 灯 泡 首 次 点 亮 前, 应 使 用 沾 有 甲 基 化 酒 精 的 软 布 将 其 擦 拭 干 净 填 充 气 体 卤 钨 灯 壳 内 部 的 环 境 通 常 由 一 种 惰 性 气 体 ( 氩 氪 或 氙 ) 和 少 量 的 一 种 卤 素 ( 通 常 为 溴 ) 组 成 卤 素 的 量 非 常 小 ( 通 常 为 1 克 的 十 万 分 之 一 ) 由 于 灯 丝 高 温, 其 在 灯 泡 使 用 过 程 中 为 蒸 气 形 式 抽 气 点 抽 气 点 是 灯 壳 的 密 封 顶 点, 是 生 产 过 程 中 抽 气 管 的 所 在 位 置 抽 气 管 用 于 抽 气 和 充 气 页 码 53

54 灯 丝 卤 素 灯 的 钨 丝 通 常 由 高 级 钨 制 成, 这 种 钨 优 于 GLS 灯 泡 中 所 使 用 的 钨 必 须 使 用 较 高 级 别 的 钨 才 能 防 止 卤 素 灯 工 作 时 产 生 的 高 温 ( 通 常 为 2,700 C) 使 灯 丝 扭 曲 卤 素 灯 使 用 单 一 灯 丝 和 卷 曲 螺 旋 灯 丝, 灯 丝 可 以 是 横 向 或 轴 向 有 关 详 细 信 息, 请 参 阅 钨 丝 页 面 丝 尾 GLS 灯 的 导 线 直 达 灯 丝, 与 其 不 同, 卤 素 灯 灯 丝 有 一 根 连 接 至 钼 箔 的 长 尾 钼 箔 在 GLS 灯 泡 中, 玻 璃 与 金 属 在 杜 美 丝 周 围 密 封, 其 扩 张 率 与 纳 钙 玻 璃 类 似 石 英 的 扩 张 率 很 低, 没 有 合 适 的 金 属 能 够 与 之 匹 配 这 意 味 着 如 果 使 用 金 属 丝, 其 扩 张 程 度 会 比 石 英 高, 石 英 可 能 爆 裂, 破 坏 密 封 因 此, 使 用 极 薄 的 金 属 箔, 而 不 是 金 属 丝 箔 丝 非 常 薄, 即 使 变 热, 其 扩 张 程 度 也 不 足 以 破 坏 密 封 箔 通 常 由 钼 制 成, 宽 度 为 几 毫 米 (2-5 mm), 长 度 最 大 为 10 mm, 其 两 个 长 边 逐 渐 变 细, 呈 剃 刀 边 缘 状 ( 请 参 阅 夹 封 ) 箔 的 宽 度 和 厚 度 取 决 于 其 所 需 要 承 载 的 电 流 选 择 钼 是 因 为 钼 相 对 便 宜, 并 能 够 承 受 石 英 灯 产 出 过 程 中 的 高 温 灯 销 针 灯 销 针 通 常 完 全 由 钼 制 成 但 是, 某 些 类 型 的 灯 会 使 用 由 两 种 金 属 制 成 的 销 针, 即 钼 和 镍 该 类 销 针 称 为 接 合 金 属 丝 或 复 合 材 料 销 针 钼 部 会 点 焊 至 钼 箔, 镍 部 从 夹 封 伸 出, 供 连 接 使 用 夹 封 石 英 灯 壳 底 部 封 装 了 金 属 组 件 ( 灯 销 针 钼 箔 和 丝 尾 下 部 ) 通 过 对 热 的 半 熔 融 状 态 石 英 进 行 挤 压 / 压 缩, 钼 箔 周 围 将 形 成 气 密 密 封 因 此, 这 种 密 封 称 为 夹 封 或 捏 夹 钼 箔 的 长 边 逐 渐 变 细, 呈 剃 刀 边 缘 状 这 点 非 常 必 要, 这 样 半 熔 融 状 石 英 在 夹 封 过 程 中 将 完 全 密 封 在 箔 片 周 围, 形 成 气 密 密 封 页 码 54

55 钼 箔 的 扩 张 率 确 实 比 周 围 的 石 英 大, 但 是 因 为 实 际 扩 张 率 十 分 微 小, 所 以 石 英 可 以 承 受, 不 会 爆 裂 夹 封 卤 素 灯 最 敏 感 的 区 域 是 夹 封 灯 不 会 在 灯 销 针 周 围 形 成 完 全 密 封, 允 许 空 气 与 箔 片 上 焊 接 了 销 针 的 部 分 接 触 如 果 焊 接 处 的 温 度 超 过 350 C, 箔 片 将 开 始 氧 化 氧 化 的 逐 步 累 积 将 最 终 污 染 石 英, 使 其 爆 裂 爆 裂 将 延 伸 至 夹 封, 使 空 气 得 以 进 入 灯 壳 这 是 灯 故 障 的 最 常 见 原 因, 通 常 因 用 户 没 有 留 意 夹 封 工 作 温 度 建 议 而 引 起 此 外, 箔 片 氧 化 还 会 导 致 其 与 灯 销 针 断 开 连 接, 引 起 开 路 灯 故 障 焊 接 在 夹 封 过 程 创 造 灯 泡 的 气 密 密 封 前, 丝 尾 和 灯 销 针 将 焊 接 至 钼 箔 点 焊 包 括 使 高 电 流 通 过 两 个 相 邻 组 件, 这 两 个 组 件 将 熔 化 并 在 接 触 点 处 熔 合 这 种 焊 接 连 同 组 件 确 保 了 良 好 的 导 电 连 接 灯 头 细 节 卤 素 灯 具 有 多 种 灯 头 和 配 件 检 查 灯 头 和 配 件 是 否 适 合 所 用 灯 具 非 常 重 要 常 见 的 销 针 卤 素 灯 灯 头 : 使 用 G4 灯 头 使 用 GY 6.35 灯 头 使 用 G53 灯 头 使 用 GY 4 灯 头 使 用 GU 4 灯 头 使 用 GU 5 3 灯 头 页 码 55

56 页 码 56

57 国 内 常 见 的 卡 口 和 爱 迪 生 螺 旋 配 件 : E27 爱 迪 生 螺 旋 E14 小 型 爱 迪 生 螺 旋 B15d 小 型 卡 口 灯 头 钨 丝 卤 素 灯 泡 中 的 钨 丝 具 有 以 下 特 征 : 1. 相 对 GLS 灯 泡, 其 钨 丝 更 优 质 这 是 避 免 灯 丝 在 高 温 下 发 生 扭 曲 的 必 要 条 件 2. 灯 丝 长 度 和 厚 度 决 定 了 瓦 特 数 ( 与 GLS 灯 泡 一 样 ) 3. 使 用 单 一 灯 丝 或 卷 曲 螺 旋 灯 丝 根 据 缠 绕 灯 丝 所 用 的 芯 轴, 灯 丝 可 能 是 圆 柱 形 或 箱 形 4. 低 电 压 卤 素 灯 (6 V 12 V 和 24 V) 的 电 阻 必 定 比 同 等 的 市 电 电 压 灯 低 这 是 通 过 更 厚 更 短 的 灯 丝 实 现 的, 这 意 味 着 灯 丝 可 以 是 一 根 简 单 的 单 线 圈, 非 常 坚 硬, 不 需 要 额 外 的 灯 丝 支 撑 灯 丝 方 向 低 电 压 卤 素 灯 使 用 两 种 基 本 方 向 中 的 一 种 : 轴 向 或 横 向 多 年 来 横 向 灯 丝 一 直 是 标 准, 但 是 轴 向 灯 丝 逐 渐 取 代 了 它 们, 因 为 轴 向 灯 丝 使 灯 光 分 布 更 加 统 一, 提 升 了 反 射 效 率 轴 丝 横 丝 灯 丝 支 撑 低 电 压 卤 素 灯 的 灯 丝 足 够 坚 硬, 不 需 要 额 外 支 撑 市 电 电 压 灯 的 灯 丝 与 GLS 灯 的 类 似, 它 们 非 常 松 软, 必 需 得 到 支 撑, 以 防 止 其 在 受 热 时 下 垂 市 电 电 压 卤 素 灯 使 用 的 灯 丝 支 撑 方 式 有 两 种 : 页 码 57

58 灯 丝 支 撑 挂 钩 支 撑 灯 丝 线 圈 支 撑 挂 钩 支 撑 用 于 市 电 电 压 卤 素 工 作 室 / 剧 院 灯 在 此 类 灯 中, 灯 丝 通 过 适 当 布 置 的 挂 钩, 固 定 在 网 格 格 局 中 线 圈 支 撑 用 于 线 型 灯 钨 丝 环 以 10 到 15 mm 的 间 隔 固 定 在 灯 丝 上 钨 丝 环 能 使 灯 丝 位 置 居 中, 并 防 止 灯 丝 在 工 作 时 下 垂 支 撑 挂 钩 和 线 圈 由 细 钨 丝 制 成 这 能 减 小 支 撑 物 与 灯 丝 结 合 处 的 热 量 损 失 不 能 使 用 钼 丝 ( 用 于 GLS 灯 ), 因 为 卤 素 会 优 先 与 钼 发 生 反 应, 导 致 钼 卤 循 环 支 撑 物 会 迅 速 变 薄 崩 塌 灯 泡 夹 封 支 撑 提 供 了 另 一 种 支 撑 灯 丝 的 方 式 这 种 方 式 使 用 石 英 灯 泡 本 身 来 控 制 灯 丝, 将 灯 丝 牢 固 固 定 在 正 确 位 置 在 生 产 过 程 中, 会 加 热 石 英 灯 泡 的 特 定 点, 使 其 夹 封 以 抓 牢 灯 丝 并 将 其 支 撑 在 灯 泡 内 这 不 仅 能 减 少 制 造 灯 所 需 的 组 件 数 量 ( 即, 不 需 要 支 撑 挂 钩 ), 而 且 也 是 将 灯 丝 牢 固 固 定 到 位 的 极 有 效 方 式, 使 用 该 技 术 制 成 的 灯 具 有 很 高 的 抗 冲 击 性 和 抗 震 性 销 针 灯 丝 销 针 灯 丝 灯 泡 捏 夹 支 持 工 作 温 度 根 据 灯 泡 类 型 和 用 途, 卤 钨 灯 灯 丝 的 一 般 工 作 温 度 为 2,400 C 至 3,200 C 石 英 灯 壳 温 度 高 达 900 C 的 情 况 很 常 见 ( 如, 在 1,000W 的 灯 中 ) 小 型 低 瓦 特 数 灯 产 生 的 热 量 较 少, 因 此 灯 壳 相 对 较 冷 灯 壳 温 度 低 于 250 C 时, 应 该 停 止 使 用 卤 素 灯 因 为 低 于 该 温 度 时 无 法 进 行 卤 素 循 环, 会 导 致 灯 壳 变 黑 当 过 度 调 暗 灯 光, 或 者 使 用 电 风 扇 对 灯 吹 等 方 式 强 制 降 温 时, 通 常 会 导 致 灯 泡 低 温 工 作 页 码 58

59 3.2.6 低 电 压 灯 尽 管 照 明 行 业 将 6V 12V 和 24V 称 为 低 压, 但 是 根 据 准 确 的 技 术 术 语, 任 何 低 于 50V 的 电 压 都 是 超 低 电 压 或 ELV 电 气 行 业 将 低 于 1,000 V 的 电 压 视 为 低 压 这 些 灯 需 要 合 适 的 电 池 或 合 适 的 额 定 变 压 器 不 得 离 开 市 电 电 源 ( 即 使 通 过 相 位 控 制 调 光 器 ) 使 用 这 些 灯, 因 为 存 在 爆 炸 危 险 低 电 压 卤 素 灯 可 以 分 为 两 大 类 : 胶 囊 灯 和 反 射 灯 低 电 压 胶 囊 灯 这 一 术 语 用 于 描 述 低 电 压 双 销 针 卤 素 灯 某 些 低 电 压 胶 囊 灯 的 灯 壳 外 会 加 入 特 殊 的 红 外 线 涂 层 (IRC) 该 涂 层 可 以 将 红 外 线 热 量 反 射 回 灯 丝, 帮 助 灯 丝 使 用 较 少 的 电 能 维 持 工 作 温 度 这 样 发 光 功 效 就 能 得 以 提 高 低 电 压 反 射 灯 注 意 : 低 电 压 反 射 灯 及 其 能 效 将 低 电 压 卤 素 反 射 灯 用 于 普 通 照 明 是 一 种 不 明 智 的 选 择, 因 为 照 亮 露 天 场 所 需 要 大 量 灯 泡 从 照 明 设 计 角 度 来 看, 这 种 灯 完 全 不 适 合 大 空 间 使 用 为 改 变 此 现 状, 可 将 30W 和 35W 的 IRC 灯 与 电 子 变 压 器 一 起 使 用, 最 高 能 够 将 能 源 消 耗 降 低 40% 低 电 压 筒 灯 要 求 天 花 板 上 有 多 个 孔 洞 且 上 方 有 绝 缘 层, 这 样 就 降 低 了 天 花 板 绝 缘 性 能 这 种 灯 有 三 种 主 要 类 型 : 内 置 反 射 器 ( 轴 向 和 侧 面 反 射 器 版 本 ) 这 些 灯 跟 随 了 小 型 灯 的 趋 势, 促 进 了 革 命 性 的 新 灯 设 计 世 界 上 最 小 的 卤 素 反 射 灯 使 用 一 种 特 殊 涂 层 来 降 低 内 部 热 量, 并 且 根 据 IEC , 可 用 于 开 放 式 灯 具 页 码 59

60 抛 光 铝 反 射 器 ( 或 镀 铝 高 温 塑 料 反 射 器 ) 在 生 产 过 程 中, 这 些 反 射 器 加 入 胶 囊 灯, 固 定 到 位, 提 供 所 需 的 光 束 角 度 铝 会 反 射 来 自 灯 丝 的 可 见 光 和 红 外 线 辐 射 ( 热 ) 这 意 味 着 光 束 包 含 大 量 由 灯 丝 散 发 的 热 量 因 此, 这 类 灯 不 适 合 用 于 热 敏 感 陈 列 物 ( 肉 类 巧 克 力 和 精 细 织 物 等 ) 的 近 距 离 照 明 双 色 反 射 灯 内 部 面 上 涂 敷 了 两 用 反 射 涂 层 该 涂 层 由 具 有 特 殊 光 学 性 质 的 两 种 材 料 的 轮 换 层 组 成 - 硅 和 硫 化 锌 这 些 材 料 以 涂 层 方 式 涂 敷 于 玻 璃 反 射 皿 内, 每 层 厚 度 仅 约 1/10,000 mm 该 涂 层 允 许 红 外 辐 射 通 过, 但 反 射 可 见 光 这 意 味 着 灯 丝 输 出 的 红 外 部 分 会 通 过 涂 层 和 反 射 玻 璃, 并 穿 过 灯 背 面 可 见 光 通 过 遮 光 玻 璃 ( 如 果 存 在 ) 反 射 出 来, 其 方 式 与 其 他 反 射 灯 相 同 ( 尽 管 少 量 红 外 辐 射 直 接 从 灯 泡 前 方 透 出, 不 与 反 射 器 接 触 ) 双 色 灯 的 优 点 在 于, 它 们 的 冷 光 束 是 食 物 鲜 花 和 其 他 热 敏 感 陈 列 物 照 明 的 理 想 选 择 然 而, 因 为 三 分 之 二 的 热 量 直 接 通 过 反 射 器 背 面 散 出, 因 此 必 须 做 好 准 备, 防 止 灯 具 内 部 和 后 部 的 热 量 积 聚 安 全 注 释 : 在 澳 大 利 亚, 因 为 很 多 房 屋 火 灾 由 双 色 灯 筒 的 不 正 确 安 装 引 起, 所 以 修 订 了 AS/NZS 布 线 规 则, 要 求 在 安 装 时 清 除 易 燃 材 料 页 码 60

61 MR16 双 色 灯 的 一 般 光 束 分 布 和 照 度 图 12 伏 卤 素 反 射 灯 的 误 用 近 年 来,12 伏 卤 素 反 射 灯 ( 双 色 灯 ) 因 其 被 感 受 到 的 亮 度 ( 高 强 度 ) 美 观 性 和 不 断 降 低 的 成 本, 已 经 获 得 了 巨 大 的 市 场 份 额 这 种 灯 工 作 电 流 高, 因 此 可 以 使 用 短 钨 丝 这 进 而 通 过 不 可 缺 少 的 反 射 器 提 供 了 非 常 精 确 的 聚 光 因 此, 该 类 型 的 灯 光 在 历 史 上 一 直 用 于 局 部 照 明 物 体, 如 艺 术 品 或 零 售 陈 列 物 它 们 在 这 种 应 用 中 十 分 高 效 然 而 近 年 来, 双 色 卤 素 灯 开 始 广 泛 用 于 较 大 空 间 的 照 明, 如 家 庭 办 公 室 和 商 店 但 是, 它 们 光 束 狭 小, 因 此 在 努 力 维 持 某 种 一 致 性 时, 需 要 使 用 大 量 的 灯 才 能 照 亮 这 样 的 开 放 区 域 使 用 几 十 支 灯 照 亮 相 对 较 小 区 域 的 现 象 十 分 常 见 例 如, 现 代 起 居 室 中 可 能 含 有 20 支 50W 卤 素 灯 和 20 个 独 立 变 压 器, 每 个 变 压 器 的 损 耗 高 达 14W 因 此 为 照 亮 一 个 房 间, 需 要 的 功 率 为 1300 W( 其 中 280W 的 功 率 为 变 压 器 损 耗 ), 而 照 亮 相 同 房 间 可 能 只 需 要 400W 的 GLS 灯 或 100W 的 合 适 荧 光 灯 页 码 61

62 低 压 技 术 对 于 低 压 卤 素 灯 ( 胶 囊 灯 和 反 射 灯 ), 生 产 商 现 在 采 用 了 新 的 低 工 作 压 力 技 术 这 种 工 作 压 力 只 有 传 统 高 压 的 十 分 之 一 低 压 技 术 允 许 将 灯 用 于 无 安 全 屏 蔽 的 装 置 中, 因 为 灯 内 压 力 不 足 以 导 致 灯 爆 炸, 而 高 压 灯 泡 天 生 具 有 此 风 险 ( 高 压 灯 必 须 用 于 具 有 安 全 屏 蔽 的 装 置 中 ) 请 检 查 生 产 商 信 息, 确 定 灯 是 否 可 用 于 无 安 全 屏 蔽 的 前 开 式 装 置 中 变 压 器 不 得 直 接 通 过 市 电 运 行 低 电 压 灯 必 须 使 用 适 当 的 额 定 变 压 器 或 电 池 变 压 器 有 两 种 类 型 - 传 统 变 压 器 和 电 子 变 压 器 两 种 变 压 器 都 可 将 市 电 电 源 电 压 降 至 所 需 水 平 (6V 12V 或 24V) 要 使 用 低 电 压 灯, 必 须 使 用 降 变 变 压 器 这 种 设 备 可 以 将 市 电 电 压 ( 通 常 为 230 V) 向 下 变 化 为 特 定 灯 所 需 的 适 当 水 平 大 部 分 低 电 压 灯 为 6 V 12 V 或 24 V, 最 常 见 的 类 型 为 12 V 卤 钨 灯 传 统 变 压 器 矩 形 变 压 器 和 环 形 变 压 器 两 种 变 压 器 均 以 铁 芯 为 基 础 传 统 12 V 变 压 器, 用 于 提 供 单 一 低 电 压 的 卤 钨 灯 变 压 器 的 工 作 原 理 在 磁 感 应 的 使 用 方 面 与 镇 流 器 类 似 一 个 通 用 铁 芯 上 缠 绕 有 两 圈 铜 线 主 要 线 圈 连 接 至 230 V 市 电, 次 要 线 圈 连 接 至 灯 铁 芯 内 主 要 线 圈 产 生 的 磁 场 会 感 应 出 电 流, 使 其 流 向 次 要 线 圈 该 过 程 被 称 为 互 感 次 要 线 圈 中 的 电 压 取 决 于 每 个 线 圈 的 匝 数 比 率 变 压 器 电 压 示 例 - 对 于 12 V 输 出, 次 要 线 圈 的 匝 数 必 须 是 主 要 线 圈 的 1/19 例 如, 电 源 电 压 为 230 V, 主 要 线 圈 匝 数 为 2,300, 则 要 产 生 12 V 输 出, 次 要 线 圈 的 匝 数 必 须 是 主 要 线 圈 匝 数 的 1/19( 即, 匝 数 为 121) 低 电 压 灯 正 常 工 作 所 需 的 电 流 很 高 这 意 味 着 必 须 使 用 更 厚 的 金 属 丝 来 制 作 灯 供 电 电 缆 和 变 压 器 的 次 要 线 圈, 才 能 承 载 这 样 的 电 流 而 不 发 生 过 热 危 险 传 统 变 压 器 必 须 根 据 额 定 数 值 正 确 负 载 页 码 62

63 变 压 器 负 载 示 例 - 功 率 为 300 W 的 230 V 到 12 V 变 压 器 可 以 安 全 负 载 6 支 50 W 的 12 V 灯 如 果 安 装 的 灯 多 于 6 支, 变 压 器 将 过 载, 会 因 过 热 而 烧 坏 如 果 连 接 的 灯 过 少,( 未 调 节 ) 变 压 器 欠 载, 次 要 电 压 将 超 过 12 V, 灯 寿 命 会 因 过 压 而 缩 短 工 作 电 压 仅 升 高 5 %, 灯 寿 命 即 会 减 半 请 注 意, 许 多 电 子 变 压 器 包 含 电 压 调 节 传 统 变 压 器 传 统 变 压 器 的 形 状 可 能 为 立 方 体 或 圆 柱 体 主 要 组 件 为 铜 线 圈 内 的 铁 芯 额 定 用 于 50 W 灯 的 一 般 圆 柱 形 变 压 器, 大 小 与 果 酱 罐 相 当, 重 量 为 几 磅 虽 然 可 靠, 但 这 种 变 压 器 的 弊 端 是 尺 寸 和 重 量 传 统 变 压 器 的 一 大 优 点 在 于, 可 使 用 相 位 控 制 调 光 器 调 节 供 应 至 变 压 器 的 市 电 电 压, 使 灯 变 暗 不 得 将 这 样 的 调 光 器 与 变 压 器 输 出 相 连 电 子 变 压 器 电 子 变 压 器 使 用 电 子 组 件, 使 得 它 们 相 对 于 传 统 变 压 器 而 言, 更 轻 便 更 小 巧 并 更 有 效 它 们 可 能 需 要 使 用 特 殊 的 相 位 控 制 调 光 器, 因 为 使 用 错 误 的 调 光 器 类 型 会 导 致 灯 闪 烁 变 压 器 的 最 低 能 效 性 能 标 准 (MEPS) 将 于 2010 年 10 月 生 效, 这 会 促 使 电 子 变 压 器 的 进 一 步 增 加 相 关 标 准 为 AS/NZS ELV 灯 变 压 器 和 电 子 降 压 转 换 器 性 能 ; 第 2 部 分 : 最 低 能 效 性 能 标 准 (MEPS) 要 求 变 压 器 负 载 传 统 变 压 器 : 传 统 控 制 装 置 和 变 压 器 的 额 定 数 值 不 以 瓦 特 表 示, 而 以 电 压 ( 伏 特 ) 和 电 流 ( 安 培 ) 的 乘 积 表 示, 称 为 VA 例 如, 一 个 230V/12V 50VA 的 变 压 器 可 以 从 230 V 输 入 生 成 12 V 电 流, 并 且 可 以 提 供 驱 动 50 W 灯 所 需 的 足 够 电 流 在 此 示 例 中, 从 主 要 侧 产 生 的 电 流 为 : 50 VA/230 V = A 输 出 ( 次 要 ) 侧 承 接 的 电 流 为 : 50 VA/12 V = 4.17 A 变 压 器 的 额 定 VA 为 其 总 瓦 特 负 载 量 提 供 了 指 导 页 码 63

64 错 误 变 压 器 欠 载 正 确 变 压 器 负 载 适 中 错 误 变 压 器 过 载 变 压 器 负 载 注 释 1: 如 果 变 压 器 过 载 ( 输 出 侧 产 生 的 电 流 高 于 设 计 的 最 大 值 ), 则 通 过 灯 的 电 压 会 比 预 期 低, 变 压 器 会 过 热 总 瓦 特 数 不 得 超 过 变 压 器 的 额 定 VA 注 释 2: 如 果 变 压 器 欠 载, 则 变 压 器 不 会 有 风 险, 但 是 灯 可 能 会 过 压, 这 将 导 致 其 寿 命 缩 短 因 此, 如 果 多 个 连 接 至 单 个 变 压 器 的 灯 中 有 任 何 一 个 灯 出 现 故 障, 应 该 尽 快 替 换 此 灯, 以 防 止 其 他 灯 的 寿 命 缩 短 电 子 变 压 器 上 标 有 数 值, 表 示 其 额 定 VA 最 低 负 载 ( 以 瓦 特 表 示 ) 也 标 注 在 变 压 器 上 电 子 变 压 器 不 可 能 超 载, 因 为 其 带 有 电 子 切 断 装 置, 一 旦 建 立 正 确 负 载, 该 装 置 即 会 复 位 过 压 也 不 是 问 题, 因 为 在 整 个 工 作 范 围 中, 输 出 电 压 几 乎 保 持 不 变 电 缆 要 求 将 变 压 器 连 接 至 灯 的 电 缆 必 须 具 有 合 适 的 尺 寸 ( 即 横 截 面 面 积 ) 和 长 度, 以 避 免 灯 的 电 压 显 著 降 低, 或 电 缆 自 身 过 热 因 为 低 电 压 灯 承 接 的 电 流 比 市 电 灯 更 高, 所 以 电 缆 不 得 过 细, 否 则 它 们 会 过 热 并 导 致 火 灾 风 险 如 果 电 缆 太 长, 其 电 阻 会 增 大, 导 致 灯 的 电 压 下 降, 进 而 导 致 光 输 出 损 失 灯 座 因 为 低 电 压 灯 所 承 载 的 电 流 比 相 同 瓦 特 数 的 市 电 电 压 灯 大, 所 以 除 电 缆 外, 还 必 须 考 虑 灯 座 的 电 流 处 理 能 力 例 如, 一 支 12V 75W 灯 可 以 承 接 6.25 安 培 的 电 流, 而 一 支 230V 75W 的 电 源 灯 泡 可 以 承 接 的 电 流 只 有 0.33 安 培 必 须 使 用 特 别 制 造 的 低 电 压 灯 座 页 码 64

65 3.2.7 市 电 电 压 卤 素 灯 市 电 电 压 卤 钨 灯 有 两 种 类 型 : 单 端 双 端 单 端 卤 素 灯 单 端 卤 素 灯 的 石 英 灯 壳 内 有 一 根 紧 凑 型 灯 丝, 灯 壳 可 以 是 透 明 的 或 磨 砂 的 ( 通 过 对 灯 壳 外 表 面 喷 砂 来 实 现 ) 这 种 灯 具 有 与 国 内 灯 座 对 应 的 灯 帽, 如 E27 B15d 和 B22d 这 些 灯 具 有 多 种 形 状, 包 括 传 统 的 梨 形 (GLS) 双 端 卤 素 灯 双 端 卤 素 灯 为 管 状 灯, 两 端 各 有 一 个 触 头 触 头 与 一 个 短 小 的 销 针 ( 该 销 针 从 夹 封 中 伸 出 ) 连 接, 并 凹 进 一 个 陶 瓷 绝 缘 体 内 页 码 65

66 陶 瓷 绝 缘 体 灯 丝 触 头 钼 箔 线 性 石 英 素 灯 灯 的 一 端 光 谱 功 率 分 布 白 热 卤 钨 灯 会 生 成 连 续 光 谱, 灯 的 大 多 数 能 量 在 光 谱 中 的 红 外 线 ( 热 ) 部 分 散 发 相 对 能 量 自 然 光 光 谱 卤 钨 灯 光 谱 功 率 分 布 波 长 一 般 石 英 卤 钨 灯 在 光 谱 上 的 输 出 如 下 : 能 量 类 型 波 长 输 出 百 分 比 紫 外 线 380 nm 以 下 0.03% 可 见 光 nm 11.3% 红 外 线 780 nm 以 上 88.4% 如 果 石 英 灯 壳 内 没 有 紫 外 线 过 滤 石 英, 那 么 紫 外 线 输 出 将 为 0.7 % 页 码 66

67 3.2.9 灯 寿 命 卤 钨 灯 的 寿 命 通 常 为 标 准 GLS 灯 的 两 倍, 即 2,000 小 时 但 是, 某 些 型 号 现 在 的 额 定 寿 命 高 达 10,000 小 时 ( 有 关 详 细 信 息, 请 参 阅 照 明 产 品 目 录 ) 同 等 瓦 数 下, 它 们 都 可 以 提 供 更 高 的 光 输 出 额 定 寿 命 可 以 通 过 以 下 方 式 确 定 : 在 实 验 室 的 测 试 台 上, 以 额 定 电 压 同 时 点 亮 多 盏 灯, 直 至 它 们 熄 灭 这 称 为 寿 命 测 试 然 后, 这 组 灯 的 平 均 寿 命 将 被 标 识 为 额 定 寿 命 灯 标 准 所 有 在 本 模 块 中 提 到 的 卤 钨 灯, 几 乎 都 包 含 在 国 际 标 准 IEC 357 (EN 60357) 卤 钨 灯 ( 非 车 辆 使 用 ) 中 国 际 标 准 IEC 61 (EN 60061) 灯 帽 和 灯 座 中 详 细 介 绍 了 灯 帽 和 灯 头 灯 头 细 节 卤 素 灯 灯 头 有 多 种 配 置 因 此 在 选 择 要 使 用 的 灯 和 灯 具 时, 检 查 兼 容 性 十 分 重 要 常 见 的 销 针 卤 素 灯 灯 头 : 使 用 G4 灯 头 使 用 GY 6.35 灯 头 使 用 G 53 灯 头 使 用 GU 4 灯 头 使 用 GU 4 灯 头 使 用 GU 53 灯 头 使 用 G9 灯 头 用 户 保 护 使 用 GU 10 灯 头 使 用 GZ 10 灯 头 页 码 67

68 安 全 须 知 : 请 注 意 不 要 污 染 石 英 玻 璃 的 外 表 面, 如 油 脂 指 印 污 染 如 果 发 生 了 这 种 情 况, 应 该 使 用 沾 有 酒 精 的 软 布 将 灯 擦 拭 干 净 为 降 低 此 类 风 险, 卤 钨 灯 以 一 种 不 接 触 石 英 即 可 将 其 安 装 至 灯 具 的 方 式 包 装 如 果 灯 泡 受 到 污 染, 且 在 使 用 前 没 有 擦 拭 干 净, 则 可 能 产 生 细 微 裂 缝, 该 裂 缝 最 终 会 致 使 氧 气 进 入 或 导 致 灯 壳 破 碎 熔 断 如 果 灯 没 有 保 险 丝 保 护, 或 者 其 熔 断 系 统 响 应 速 度 不 够 快, 则 在 灯 丝 出 现 故 障 时, 灯 会 遭 受 持 久 的 电 弧 影 响 这 不 仅 会 急 剧 增 加 灯 爆 炸 的 风 险, 也 会 永 久 损 坏 相 同 电 路 上 未 安 装 保 险 丝 的 相 位 控 制 调 光 器 市 电 电 压 卤 素 灯 使 用 市 电 电 压 卤 素 灯 时, 必 须 在 电 路 上 安 装 合 适 的 保 险 丝, 因 为 这 种 灯 的 尺 寸 不 允 许 在 灯 中 安 装 有 效 的 保 险 丝 系 统 然 而, 这 种 灯 出 现 故 障 后 几 乎 不 会 产 生 危 险, 因 为 当 灯 丝 出 现 故 障 时 ( 寿 命 末 期 ), 产 生 的 电 弧 无 法 自 我 维 持 这 是 因 为 两 条 导 线 距 离 太 远, 很 难 在 两 者 之 间 形 成 电 弧 单 端 市 电 电 压 灯 在 灯 丝 出 现 故 障 时 的 行 为 方 式 与 GLS 灯 相 同 因 此, 两 根 不 可 或 缺 的 保 险 丝 ( 灯 头 中 ) 会 保 护 灯, 一 旦 灯 丝 出 现 故 障, 电 弧 在 灯 丝 支 撑 物 之 间 形 成 时, 该 保 险 丝 会 立 即 切 断 电 路 注 释 : 这 种 熔 断 系 统 非 常 有 效, 始 终 能 够 在 灯 泡 出 现 故 障 时 确 保 安 全 因 此, 这 种 灯 不 受 卤 素 灯 所 用 灯 具 的 IEC 条 例 中 有 关 安 全 屏 蔽 / 挡 板 要 求 的 限 制 有 些 灯 过 小, 无 法 在 其 中 加 入 独 立 的 保 险 丝 但 是 这 些 灯 通 常 会 进 行 特 殊 设 计, 让 钨 丝 本 身 充 当 保 险 丝 (OARAM 专 利 系 统 ) 如 果 寿 命 终 了 时 电 弧 在 灯 内 形 成, 电 弧 将 无 法 自 我 维 持, 会 在 千 分 之 六 秒 内 迅 速 消 失 灯 只 是 熄 灭, 但 更 为 重 要 的 是, 灯 不 会 爆 炸 低 电 压 卤 素 灯 低 电 压 卤 素 灯 的 行 为 方 式 不 同 于 市 电 电 压 GLS 灯 当 灯 丝 出 现 故 障 时, 电 压 过 低, 不 足 以 使 丝 尾 产 生 电 弧 因 此 不 需 要 保 险 丝, 并 且 灯 内 也 未 安 装 保 险 丝 紫 外 线 页 码 68

69 卤 素 灯 使 用 的 石 英 灯 壳 除 了 允 许 可 见 光 谱 的 传 播 外, 还 允 许 紫 外 线 电 磁 波 的 传 播 过 度 暴 露 于 紫 外 线 辐 射 ( 特 别 是 波 长 较 短 时 ) 可 能 会 对 皮 肤 组 织 带 来 损 伤, 也 可 能 使 织 物 和 其 他 材 料 变 白 / 褪 色, 我 们 不 希 望 出 现 这 种 情 况 因 此, 灯 生 产 商 现 在 提 供 了 一 系 列 使 用 了 一 种 掺 杂 物 质 的 卤 钨 灯, 这 种 物 质 可 以 有 效 阻 挡 紫 外 线 辐 射 这 些 吸 收 紫 外 线 的 化 学 物 质 通 常 在 制 造 的 熔 化 阶 段 添 加 在 健 康 章 节 中 也 讨 论 了 紫 外 线 辐 射 问 题 3.3 荧 光 灯 注 意 : 荧 光 灯 和 能 效 与 白 炽 灯 相 比, 荧 光 灯 往 往 非 常 高 效 但 是, 荧 光 灯 也 存 在 效 能 范 围, 镇 流 器 选 择 也 对 功 效 具 有 重 要 影 响 电 子 镇 流 器 允 许 灯 以 更 高 效 的 方 式 运 行 针 对 任 何 用 途 选 择 荧 光 灯 时, 色 温 的 选 择 对 照 明 设 计 质 量 而 言 至 关 重 要 荧 光 灯 是 家 庭 照 明 的 最 节 能 形 式 它 们 通 过 使 玻 璃 管 内 的 磷 粉 涂 层 发 光 进 行 工 作 不 同 类 型 的 磷 粉 发 出 不 同 颜 色 的 光 尽 管 价 格 较 为 昂 贵, 但 是 它 们 的 运 行 成 本 非 常 低, 且 持 续 时 间 可 以 长 达 15,000 小 时 经 过 精 心 设 计, 它 们 可 以 在 大 多 数 情 况 下 取 代 白 炽 灯 和 卤 素 灯 如 果 一 些 材 料 暴 露 于 其 他 形 式 的 辐 射 ( 如 紫 外 线 或 红 外 线 ) 时, 可 以 发 出 可 见 光, 则 这 些 材 料 将 被 称 为 具 有 磷 光 性 或 荧 光 性 磷 光 性 材 料 在 辐 射 消 失 时 将 继 续 发 光 ( 如 腕 表 上 用 于 使 腕 表 在 黑 暗 中 可 见 的 夜 光 漆 ) 相 反, 荧 光 性 材 料 在 辐 射 消 失 时 会 停 止 发 光 ( 如 用 在 电 视 机 屏 幕 内 部 的 粉 末 ) 第 一 支 荧 光 灯 于 1940 年 制 成 这 种 灯 为 直 管 状, 因 为 将 其 制 成 其 他 形 状 的 技 术 直 到 20 世 纪 70 年 代 才 出 现 今 天 使 用 的 大 多 数 荧 光 灯 仍 然 为 直 管 状, 因 为 它 们 相 对 便 宜 发 光 质 量 高 且 使 用 经 济 因 为 其 发 光 功 效 高 且 寿 命 长 ( 与 白 炽 灯 相 比 ), 几 乎 所 有 的 商 业 和 工 业 照 明 装 置 都 使 用 荧 光 灯 管 随 着 技 术 的 不 断 进 步, 灯 管 直 径 变 小, 提 供 的 光 线 更 亮 使 用 时 间 更 长 且 电 源 耗 费 更 少 最 近 推 出 的 感 应 荧 光 灯 是 一 种 特 殊 的 荧 光 灯, 其 工 作 方 式 是 通 过 灯 管 外 部 电 线 圈 在 灯 内 感 应 出 电 流 灯 泡 内 没 有 电 子 组 件, 因 此 不 会 存 在 内 部 组 件 故 障 从 理 论 上 讲, 感 应 荧 光 灯 永 远 不 会 出 现 故 障 性 能 概 要 ( 线 型 荧 光 灯 管 ) 范 围 W 色 温 开 尔 文 页 码 69

70 寿 命 ,000 小 时 CRI 功 效 lm/w 优 点 缺 点 使 用 成 本 低 购 买 成 本 高 颜 色 范 围 大 有 时 需 要 镇 流 器 或 启 辉 器 低 温 工 作 全 部 变 亮 较 慢 寿 命 长 外 形 通 常 一 般 光 线 柔 和 含 有 汞 荧 光 灯 组 件 电 极 ( 灯 丝 ) 电 子 UV 辐 射 玻 璃 管 磷 汞 原 子 可 见 光 荧 光 灯 运 作 原 理 对 于 原 理 描 述, 请 参 见 正 玻 璃 灯 管 内 是 一 种 惰 性 气 体 ( 氩 气 或 氩 氪 混 合 气 体 ), 其 气 压 仅 为 大 气 压 的 0.2 % 同 样, 灯 管 中 有 少 量 汞, 约 为 3 mg 到 15 mg, 具 体 取 决 于 灯 的 尺 寸 和 类 型 汞 是 一 种 金 属, 在 正 常 室 温 下 呈 液 态, 但 是 在 灯 工 作 时 ( 非 常 热 ), 汞 为 蒸 气 形 式, 但 是 其 蒸 气 气 压 极 低, 仅 为 大 气 压 的 % 荧 光 灯 管 ( 以 及 GFL) 在 技 术 上 称 为 低 压 气 体 放 电 灯 灯 管 两 端 为 电 极 - 通 常 称 为 阴 极 - 该 电 极 为 涂 有 氧 化 钡 的 电 热 钨 线 圈, 其 在 受 热 时 具 有 释 放 电 子 的 特 性 页 码 70

71 3.3.2 操 作 打 开 灯 时, 阴 极 会 首 先 短 时 间 (1 到 2 秒 ) 加 热, 以 便 将 阴 极 加 热 到 使 其 释 放 电 子 的 程 度 然 后 对 两 阴 极 施 加 高 电 压, 气 体 和 汞 蒸 气 导 电 后, 会 开 始 放 电 电 子 流 ( 即 电 流 ) 会 为 气 化 汞 原 子 供 给 能 量, 使 其 释 放 紫 外 线 (UV) 辐 射 玻 璃 灯 管 内 涂 有 荧 光 粉, 称 为 磷 粉 当 且 仅 当 磷 粉 完 全 暴 露 在 UV 中 时,UV 辐 射 会 使 其 发 出 可 见 光 ( 即 荧 光 过 程 ) 氩 气 或 氩 / 氪 气 体 中 的 放 电 会 使 气 体 发 出 带 蓝 色 的 光, 只 有 在 没 有 磷 粉 涂 层 的 灯 管 中 才 能 看 到 这 种 光 带 蓝 色 的 光 仅 构 成 灯 总 体 光 输 出 的 3 %, 剩 余 的 97 % 由 磷 粉 生 成 冷 点 温 度 荧 光 过 程 的 效 率 取 决 于 汞 蒸 气 气 压, 而 该 气 压 反 过 来 由 残 余 的 液 态 汞 决 定 汞 蒸 气 会 在 灯 管 较 冷 部 分 重 新 凝 结 成 液 态 荧 光 灯 的 最 低 温 度 区 域 称 为 冷 点, 其 温 度 在 控 制 荧 光 过 程 工 作 方 式 方 面 至 关 重 要 当 冷 点 温 度 在 40 C - 44 C 之 间 时, 最 高 光 输 出 所 需 的 最 佳 汞 蒸 气 气 压 产 生 荧 光 灯 通 常 设 计 为, 当 其 在 25 C 的 环 境 温 度 ( 即 一 般 室 温 ) 下 工 作 时, 可 以 达 到 该 冷 点 温 度 荧 光 灯 控 制 装 置 荧 光 灯 不 会 设 计 为 直 接 通 过 市 电 电 源 工 作 所 有 荧 光 灯 都 需 要 一 个 高 压 ( 超 过 230 V) 生 成 装 置 来 促 使 放 电, 以 及 一 个 额 外 装 置 来 控 制 放 电 电 流 与 白 炽 灯 不 同, 荧 光 灯 本 身 无 法 控 制 电 流, 如 果 它 们 从 市 电 处 承 接 这 样 的 高 电 流, 灯 会 损 坏 从 本 质 上 说, 控 制 装 置 是 与 灯 串 联 以 限 制 承 接 电 流 的 装 置 不 管 控 制 装 置 是 电 子 的 还 是 非 电 子 的 ( 传 统 的 ), 其 对 于 放 电 灯 ( 荧 光 和 高 强 度 放 电 灯 ) 的 工 作 而 言 必 不 可 少 所 有 放 电 灯 都 具 有 负 电 流 - 电 压 特 性, 这 意 味 着 电 压 随 电 流 的 升 高 而 降 低, 另 外, 与 白 炽 灯 不 同 的 是, 放 电 灯 的 电 阻 随 温 度 的 升 高 而 降 低 无 控 制 装 置 的 放 电 灯 在 运 行 时 会 承 接 不 断 上 升 的 电 流, 并 在 这 一 过 程 中 自 我 损 坏 用 于 操 作 低 电 压 白 炽 灯 的 变 压 器 也 被 归 类 为 控 制 装 置, 因 为 其 可 以 控 制 灯 的 电 压 和 电 流 传 统 变 压 器 又 大 又 重, 但 是 它 们 正 逐 渐 被 更 高 效 更 轻 便 的 电 子 变 压 器 所 取 代, 电 子 变 压 器 的 效 率 更 高 页 码 71

72 传 统 控 制 装 置 首 先 必 须 解 释 传 统 控 制 装 置 (CCG) 的 工 作 方 式, 因 为 电 子 控 制 装 置 的 工 作 原 理 与 其 类 似, 但 更 加 高 效 荧 光 灯 管 镇 流 器 电 容 启 辉 器 带 传 统 控 制 装 置 的 荧 光 灯 管 - 可 启 动 此 灯 荧 光 灯 管 镇 流 器 电 容 启 辉 器 当 灯 运 行 时, 启 辉 器 不 属 于 回 路 中 的 一 部 分 电 路 中 的 关 键 组 件 为 : 镇 流 器 ( 或 扼 流 器 )- 控 制 通 过 灯 的 电 流 的 装 置 启 辉 器 - 启 动 灯 的 开 关 电 容 器 - 校 正 功 率 因 素 的 组 件 镇 流 器 注 意 : 镇 流 器 和 能 效 电 子 镇 流 器 可 以 使 灯 泡 运 行 更 加 有 效, 相 对 线 绕 镇 流 器, 其 损 耗 也 有 显 著 降 低 镇 流 器 也 可 称 为 扼 流 器 这 是 一 种 限 制 ( 或 扼 制 ) 通 过 灯 的 电 流 的 装 置 它 总 是 与 灯 串 联 从 电 学 术 语 来 说, 镇 流 器 是 自 感 器, 其 由 缠 绕 在 重 铁 芯 周 围 的 铜 线 圈 构 成 当 交 流 市 电 电 流 通 过 线 圈 时, 铁 芯 中 会 产 生 交 流 磁 场 该 交 流 磁 场 会 在 铁 芯 内 感 应 出 与 市 电 电 流 相 反 的 电 流 净 效 应 是 通 过 镇 流 器 和 灯 的 电 流 得 到 限 制 限 流 效 应 很 大 程 度 上 取 决 于 电 源 电 流 的 频 率 - 频 率 越 高, 扼 制 效 应 越 大 澳 大 利 亚 使 用 的 镇 流 器, 设 计 的 工 作 电 压 是 V, 工 作 电 流 频 率 是 50 Hz( 周 期 / 秒 ), 该 频 率 为 澳 大 利 亚 的 市 电 电 源 频 率 铜 线 圈 的 固 有 电 阻 会 耗 费 一 些 功 率 ( 以 热 的 形 式 发 出 ) 通 常, 镇 流 器 耗 费 的 功 率 ( 称 为 镇 流 器 损 耗 ) 约 为 工 作 灯 额 定 功 率 的 25% 页 码 72

73 例 如, 与 CCG 一 起 工 作 的 40 W T12 荧 光 灯 的 总 电 路 功 率 为 50 W 灯 泡 耗 费 功 率 为 40 W, 镇 流 器 耗 费 功 率 为 10 W, 即 灯 泡 功 率 的 25% 现 在 也 有 更 高 效 的 镇 流 器, 称 为 低 损 耗 镇 流 器 这 种 镇 流 器 的 效 率 稍 高 一 些, 与 普 通 镇 流 器 相 比, 其 耗 费 的 总 电 路 功 率 较 少 这 是 通 过 更 复 杂 的 铁 芯 设 计 和 更 厚 的 铜 线 实 现 的, 厚 铜 线 的 电 阻 较 低, 因 此 所 耗 费 的 功 率 较 少, 但 会 导 致 低 损 耗 镇 流 器 较 为 昂 贵 启 辉 器 这 是 用 于 开 启 荧 光 灯 的 开 关 装 置 从 本 质 上 说, 该 开 关 具 有 以 下 特 性 : 首 先 闭 合 电 路 以 加 热 灯 阴 极, 然 后 立 即 断 开 电 路, 在 镇 流 器 和 灯 中 引 发 高 电 压 这 种 高 电 压 在 灯 中 引 发 放 电, 然 后 灯 开 始 正 常 工 作 如 果 灯 第 一 次 没 有 点 亮, 启 辉 器 会 自 动 重 复 该 过 程, 直 到 灯 点 亮 这 就 是 导 致 荧 光 灯 管 在 启 动 过 程 中 不 停 闪 烁 的 原 因 灯 工 作 后, 启 辉 器 将 不 再 尝 试 启 动 灯 现 代 荧 光 灯 启 辉 器 称 为 辉 光 启 辉 器, 因 为 其 在 工 作 时 会 发 光, 而 且 其 设 计 使 其 易 于 更 换 St111 长 寿 型 St151 长 寿 型 St191 长 寿 型 DEOS St191 安 全 型 DEOS St173 安 全 型 DEOS St172 安 全 型 电 容 器 镇 流 器 的 限 流 效 应 会 阻 止 交 流 市 电 电 流 与 交 流 市 电 电 压 同 步 这 时 将 电 流 称 为 滞 后 于 电 压, 这 种 滞 后 的 程 度 称 为 电 路 的 功 率 因 素 电 容 器 具 有 相 反 的 效 应, 其 可 以 使 交 流 电 流 领 先 于 交 流 电 源 电 压 通 过 选 择 合 适 的 电 容 器, 将 其 连 接 至 L 和 N 电 源 接 线 端, 电 容 器 的 领 先 效 应 会 完 全 抵 消 镇 流 器 的 滞 后 效 应 这 种 电 容 器 称 为 功 率 因 素 校 正 电 容 器 页 码 73

74 ( 或 PEC 电 容 器 ) 作 为 荧 光 灯 控 制 装 置 的 一 部 分, 设 计 用 于 功 率 校 正 的 电 容 器 具 有 不 同 的 形 状 和 尺 寸 现 在 许 多 电 容 器 都 是 塑 料 机 身 理 想 的 功 率 因 素 为 1 如 果 不 使 用 PFC 电 容 器, 荧 光 灯 电 路 中 的 功 率 因 素 通 常 小 于 0.5 使 用 PFC 电 容 器 后, 功 率 因 素 可 以 差 不 多 恢 复 至 1 在 没 有 PFC 电 容 器 的 情 况 下, 荧 光 灯 也 可 以 正 常 工 作, 但 是 此 时 功 率 表 所 记 录 的 功 率 少 于 表 观 功 率 的 一 半 - 发 电 公 司 不 希 望 这 种 情 况 出 现 无 启 辉 器 电 路 如 上 所 述, 开 关 启 动 电 路 是 最 常 用 的 荧 光 灯 CCG 系 统 荧 光 灯 电 路 还 有 其 他 仅 采 用 镇 流 器 和 变 压 器 使 灯 工 作 的 类 型 此 类 电 路 不 需 要 功 率 因 素 校 正 或 启 辉 器 - 因 此 称 为 无 启 辉 器 电 路 这 些 电 路 类 型 只 能 在 旧 照 明 装 置 中 看 到, 新 装 置 中 不 会 使 用 谐 振 启 动 (RS) 电 路 这 种 电 路 使 用 两 个 串 联 镇 流 器, 一 个 连 接 至 电 容 器, 以 生 成 启 动 灯 的 高 谐 振 电 压 另 一 个 镇 流 器 正 常 用 于 控 制 灯 电 流 半 谐 振 启 动 (SRS) 电 路 这 种 电 路 有 一 个 串 联 镇 流 器 和 一 个 与 灯 并 联 的 电 容 器 该 组 合 产 生 的 电 压 足 以 启 动 灯, 之 后 镇 流 器 正 常 用 于 控 制 灯 电 流 瞬 间 启 动 (IS) 电 路 这 种 电 路 使 用 镇 流 器 线 圈 的 一 部 分 作 为 预 加 热 变 压 器, 以 便 迅 速 加 热 灯 阴 极 镇 流 器 主 要 部 分 与 电 容 器 结 合, 产 生 谐 振 高 电 压 来 点 亮 灯, 这 种 启 动 过 程 非 常 迅 速, 瞬 间 启 动 名 副 其 实 然 后, 镇 流 器 正 常 用 于 控 制 灯 电 流 荧 光 灯 磷 粉 页 码 74

75 磷 粉 是 特 殊 的 发 光 化 合 物, 当 暴 露 在 其 他 形 式 的 辐 射 ( 如 UV 辐 射 ) 中 时, 会 发 出 可 见 光 从 化 学 上 说, 用 在 荧 光 灯 中 的 磷 粉 源 自 钙 钡 和 锶 的 卤 化 磷 酸 盐 混 合 物 用 于 基 本 灯 管 的 磷 粉 称 为 卤 化 磷 酸 盐 这 种 卤 化 磷 酸 盐 磷 粉 所 生 成 的 光 中, 蓝 色 和 绿 色 较 多, 红 色 较 少 这 种 蓝 绿 主 导 会 导 致 较 差 的 光 线 显 色 性, 这 是 所 有 基 本 灯 管 的 常 见 缺 点 三 基 色 荧 光 灯 三 基 色 荧 光 灯 灯 管 和 GFL, 不 仅 有 基 本 的 卤 化 磷 酸 盐 磷 粉, 也 有 三 种 其 他 磷 粉, 这 三 种 磷 粉 可 以 发 出 最 多 的 光 谱 蓝 色 绿 色 和 红 色 部 分 的 光 虽 然 这 种 灯 实 际 含 有 四 种 磷 粉, 但 我 们 始 终 将 其 称 为 三 基 色 灯 与 基 本 卤 化 磷 酸 盐 灯 相 比, 三 基 色 灯 的 优 势 在 于, 能 够 非 常 准 确 地 重 现 所 照 明 物 体 的 颜 色, 即, 三 基 色 灯 具 有 良 好 的 显 色 性, 显 色 指 数 约 为 高 级 磷 粉 灯 高 级 磷 粉 灯 可 以 实 现 更 好 的 显 色 性, 其 显 色 指 数 在 93 到 98 之 间, 发 出 的 光 几 乎 与 自 然 日 光 相 同 这 种 可 能 性 的 实 现 是 因 为 添 加 了 两 种 额 外 磷 粉, 填 充 了 光 谱 输 出 蓝 绿 色 部 分 和 橙 红 色 部 分 的 谱 隙, 三 基 色 荧 光 灯 在 这 两 部 分 稍 显 不 足 高 级 磷 粉 灯 实 际 上 拥 有 至 少 六 种 不 同 的 磷 粉, 因 此 我 们 也 将 其 称 为 多 磷 粉 灯 这 种 灯 几 乎 专 用 于 进 行 重 要 比 色, 如 织 物 调 漆 和 彩 印 时 的 配 色 在 玻 璃 灯 管 内 部 应 用 如 此 之 多 的 磷 粉 也 有 不 利 之 处 : 吸 收 和 遮 蔽 荧 光 过 程 所 生 成 的 某 些 光 线 因 此, 高 级 荧 光 粉 灯 发 出 的 光 线 只 有 三 基 色 荧 光 灯 的 70%, 照 明 效 率 比 三 基 色 荧 光 灯 低 30% 特 殊 磷 粉 红 色 绿 色 和 蓝 色 灯 管 仅 包 含 能 发 出 这 种 特 定 颜 色 灯 光 的 磷 粉 - 因 此 光 损 失 最 小, 色 彩 饱 和 因 为 没 有 合 适 的 磷 粉 能 够 发 出 饱 和 黄 色 光, 所 以 必 须 通 过 在 普 通 白 色 三 基 色 荧 光 灯 管 外 部 涂 敷 黄 色 塑 料 涂 层, 制 作 黄 色 灯 管 彩 色 荧 光 灯 通 常 用 于 商 店 酒 店 酒 吧 和 剧 院 中 需 要 特 殊 颜 色 效 果 的 陈 列 物 例 如, 如 果 荧 光 灯 管 能 更 多 地 释 放 光 谱 输 出 中 红 色 部 分, 则 产 生 的 光 偏 暖 色, 是 肉 类 和 熟 食 的 理 想 选 择 ( 使 肉 类 看 起 来 更 新 鲜!) 红 色 和 蓝 色 部 分 更 高 的 荧 光 灯 管 专 用 于 园 艺 应 用, 可 以 促 进 植 物 光 合 作 用, 刺 激 其 生 长 页 码 75

76 3.3.6 色 彩 特 性 荧 光 灯 除 了 光 输 出 ( 以 流 明 来 衡 量 ) 外, 还 有 其 他 两 个 最 重 要 的 特 性 : 色 表 ( 以 色 温 来 衡 量, 单 位 为 开 尔 文 ) 和 显 色 性 ( 以 显 色 指 数 来 衡 量 ) 色 表 色 表 指 灯 光 显 得 偏 暖 或 偏 冷 的 程 度 色 表 通 过 以 开 尔 文 ( 绝 对 温 标 ) 表 示 的 色 温 来 量 化 温 度 越 高, 光 线 显 得 越 冷 例 如, 暖 白 色 光 的 红 色 部 分 多, 蓝 色 部 分 少, 其 色 温 为 3,000 K, 而 日 光 的 红 色 部 分 少, 蓝 色 部 分 多, 其 色 温 为 6,500 K 只 用 数 字 来 描 述 色 表 仅 适 用 于 那 些 熟 悉 色 温 概 念 和 开 氏 温 标 的 人 对 于 三 基 色 灯, 除 了 色 温 外, 也 使 用 颜 色 描 述, 因 为 颜 色 描 述 比 数 字 更 容 易 记 忆 ( 请 参 阅 表 格 ) 这 可 以 帮 助 指 导 用 户 根 据 其 特 定 用 途 来 选 择 正 确 的 灯 颜 色 描 述 非 常 暖 白 暖 白 白 冷 白 日 光 冷 日 光 天 空 白 近 似 色 温 2,700 K 3,000 K 3,500 K 4,000 K 5,400 K 6,500 K 8,000 K 显 色 指 数 (CRI) 也 称 为 Ra, 以 数 字 表 示, 最 大 值 为 100( 没 有 最 小 值 ) 它 表 示 光 源 准 确 显 色 ( 即 颜 色 在 自 然 光 线 下 的 状 态 ) 的 程 度 数 值 越 高, 显 色 性 越 好 自 然 日 光 的 CRI 为 100 页 码 76

77 磷 粉 类 型 显 色 能 力 卤 化 磷 酸 盐 ( 基 本 ) CRI 40 56( 一 般 ) 三 基 色 磷 粉 CRI 80-89( 良 好 ) 高 级 磷 粉 CRI ( 优 秀 ) 注 释 : 对 于 特 殊 颜 色 灯 管 和 CFL, 没 有 给 定 CRI 值, 因 为 该 值 可 能 为 负 数, 没 有 使 用 意 义 荧 光 灯 管 类 型 T 标 识 不 同 类 型 的 荧 光 灯 管 通 过 直 径 和 长 度 ( 以 及 瓦 特 数 ) 进 行 标 识 尽 管 欧 洲 的 灯 生 产 商 以 毫 米 为 单 位 表 示 灯 尺 寸, 但 是 原 始 ( 美 国 ) 系 统 以 一 英 寸 的 八 分 之 一 为 单 位 表 示 灯 直 径, 以 英 寸 为 单 位 表 示 灯 长 度, 当 今 的 灯 / 电 力 行 业 仍 然 保 留 了 这 一 原 始 系 统 T 标 识 直 径 ( 英 寸 ) 直 径 ( 毫 米 ) T2 2 1/8 = 1/4" 7 mm T5 5 1/8 = 5/8" 16 mm T8 8 1/8 = 1" 26 mm T /8 = 1½" 38 mm 用 表 示 直 径 的 T 标 识 来 指 称 荧 光 灯 管 仍 然 很 常 见 - 请 参 阅 上 表 和 下 图 页 码 77

78 ( 直 径 38mm) ( 直 径 26mm) ( 直 径 16mm) 于 1993 年 引 进 于 1998 年 引 进 于 1970 年 引 进 于 1932 年 引 进 因 为 T8 和 T12 灯 管 可 上 溯 至 几 十 年 前, 所 以 人 们 仍 倾 向 于 通 过 T 标 识 和 以 英 制 度 量 表 示 的 标 称 长 度 ( 灯 管 长 度 以 一 端 到 另 一 端 的 长 度 表 示 ) 来 标 识 这 两 种 灯 管 : 灯 头 由 于 形 状 笔 直, 所 以 荧 光 灯 管 两 端 都 需 要 导 电 连 接 通 常, 灯 管 的 两 端 各 有 两 个 销 针, 这 样 两 个 阴 极 都 进 行 电 加 热, 帮 助 启 动 灯 例 外 情 况 是 X 型 灯 管, 这 种 灯 管 用 于 易 爆 环 境 中, 没 有 阴 极 加 热, 因 此 每 端 只 有 一 个 接 触 销 针 两 销 针 荧 光 灯 管 的 灯 座 都 以 G 为 前 缀, 后 接 一 个 数 字, 该 数 字 是 销 针 之 间 的 距 离, 以 毫 米 为 单 位 单 销 针 荧 光 灯 座 以 Fa 为 前 缀, 后 接 一 个 数 字, 该 数 字 是 销 针 直 径, 以 毫 米 为 单 位 页 码 78

79 销 针 中 心 距 离 13mm 的 T8 灯 管 其 灯 头 为 G13 易 爆 环 境 下 采 用 的 T12 X 型 灯 管 其 灯 头 为 Fa6 直 径 为 26 mm 的 U 型 荧 光 灯 用 于 节 省 空 间 的 灯 具 其 灯 头 为 2G13 T12 X 型 灯 管 中 使 用 的 Fa6 灯 头 T8 和 T12 型 灯 管 中 使 用 的 G13 灯 头 T5(16mm) 型 灯 管 中 使 用 的 G5 灯 头 T2(7mm) 型 灯 管 中 使 用 的 W43 灯 头 环 形 荧 光 灯 ( 灯 管 直 径 为 16mm) 中 使 用 的 2GX13 灯 头 U 型 荧 光 灯 ( 灯 管 直 径 为 26mm) 中 使 用 的 2G13 灯 头 环 形 荧 光 灯 ( 灯 管 直 径 为 29-30mm) 中 使 用 的 G10q 灯 头 冷 阴 极 荧 光 灯 冷 阴 极 荧 光 灯 是 一 种 没 有 加 热 阴 极 的 特 殊 荧 光 灯 这 种 荧 光 灯 寿 命 很 长, 但 价 格 昂 贵, 且 工 作 时 需 要 特 殊 的 控 制 装 置 它 们 主 要 用 于 装 饰 照 明, 在 广 告 陈 列 照 明 中 也 有 多 方 面 的 应 用 X 型 荧 光 灯 管 X 型 荧 光 灯 管 的 特 征 是 灯 管 两 端 各 有 一 个 接 触 销 针 这 种 灯 的 设 计 与 T12 荧 光 灯 管 类 似, 但 是 单 一 销 针 使 X 型 灯 无 法 用 于 常 规 的 阴 极 预 热 电 路 中 页 码 79

80 这 种 灯 只 用 于 特 殊 的 全 封 闭 式 灯 具 中, 而 这 种 灯 具 用 于 危 险 易 爆 环 境 中 的 照 明, 如, 天 然 气 和 石 油 钻 井 平 台 中 遇 到 的 易 爆 环 境 阴 极 无 法 进 行 电 加 热, 这 一 事 实 意 味 着 阴 极 在 易 爆 环 境 中 没 有 成 为 火 源 的 风 险 ( 如 果 不 小 心 砸 破 灯 具, 灯 管 破 裂, 灯 泡 的 阴 极 暴 露 于 可 能 爆 炸 的 气 体 中 ) 感 应 荧 光 灯 管 感 应 荧 光 灯 通 过 感 应 原 理 工 作 与 白 炽 灯 和 一 般 荧 光 灯 不 同, 这 种 荧 光 灯 的 玻 璃 灯 管 内 部 没 有 导 电 连 接 ; 生 成 光 所 需 的 能 量 将 全 部 由 电 磁 感 应 传 输 通 过 灯 壳 这 种 灯 通 常 为 密 封 矩 形 灯 管, 直 径 为 54 mm, 带 有 三 基 色 磷 粉 涂 层 因 为 其 高 瓦 特 数 ( 高 达 150 W) 会 产 生 高 工 作 温 度, 所 以 这 种 灯 采 用 了 汞 合 金 技 术 操 作 灯 短 边 周 围 的 线 圈 会 携 带 高 频 电 流 ( 由 专 业 电 子 控 制 装 置 提 供 ) 这 些 线 圈 产 生 的 磁 场 会 感 应 出 通 过 密 封 灯 管 内 气 体 的 电 流 电 流 激 发 汞 合 金 中 的 汞 释 放 紫 外 线, 然 后 紫 外 线 使 磷 粉 发 出 荧 光, 方 式 与 普 通 荧 光 灯 管 相 同 发 光 功 效 约 为 80 lm/w - 与 T5 和 T8 三 基 色 灯 管 相 比 不 算 太 高 然 而, 感 应 荧 光 灯 管 的 显 著 优 势 在 于, 因 为 没 有 会 出 现 故 障 的 内 部 阴 极, 所 以 从 理 论 上 说, 这 种 灯 永 远 都 不 会 出 现 故 障 它 们 的 有 效 寿 命 为 60, ,000 小 时 ( 可 以 持 续 使 用 10 多 年 ), 该 寿 命 基 于 70% 的 流 明 维 持 率 用 途 感 应 荧 光 灯 管 的 确 是 一 种 即 装 即 忘 光 源 - 对 于 安 装 后 难 以 维 护, 或 者 维 护 成 本 较 大 的 地 方, 如 工 厂 和 公 路 / 铁 路 隧 道, 这 种 灯 是 理 想 的 选 择 感 应 荧 光 灯 的 额 定 功 率 有 75 W 100 W 和 150 W 但 是, 这 种 灯 只 能 和 专 业 电 子 控 制 装 置 一 起 工 作 灯 管 特 性 T12( 直 径 38 mm) 灯 管 该 灯 管 最 初 设 计 于 20 世 纪 30 年 代, 虽 然 技 术 陈 旧, 但 是 至 今 仍 在 使 用, 尽 管 随 着 更 高 效 的 T8 和 T5 灯 管 的 出 现, 灯 管 的 需 求 正 在 下 降 除 少 数 例 外,T12 灯 管 都 是 使 用 卤 化 磷 酸 盐 磷 粉 的 基 本 灯 管 如 果 需 要 高 质 量 照 明 或 指 定 了 节 能 照 明, 则 不 推 荐 使 用 这 种 灯 泡 这 种 灯 仅 限 用 于 显 色 性 不 是 最 重 要 的 工 业 和 城 市 照 明 T12 荧 光 灯 管 页 码 80

81 尺 寸 从 2 ft (20 W) 到 6 ft (80 W) 不 等 功 效 : 发 光 功 效 在 61 到 86 lm/w 之 间 新 型 装 置 很 少 使 用 T12 灯 管 现 代 的 T8 和 T5 荧 光 灯 管 更 节 能, 且 能 提 供 较 好 的 光 输 出 和 质 量 需 要 8 ft 灯 管 时 的 情 况 除 外 T8( 直 径 26 mm) 灯 管 这 种 灯 管 在 20 世 纪 70 年 代 出 现, 使 用 卤 化 磷 酸 盐 T8 荧 光 灯 管 的 设 计 目 的 是 取 代 瓦 特 数 类 似 的 T12 灯 管, 因 为 这 两 种 灯 管 的 长 度 和 G13 灯 头 连 接 都 相 同 唯 一 的 例 外 是 8 ft T12 灯 管 没 有 T8 对 等 灯 管 T8( 直 径 为 1 英 寸 ) 玻 璃 灯 管 最 大 实 际 长 度 为 6 ft, 因 为 如 果 玻 璃 灯 管 直 径 为 1 英 寸, 而 长 度 为 8 ft, 则 该 灯 管 较 容 易 弯 曲, 在 安 装 或 移 除 过 程 中 也 容 易 破 碎 T8 荧 光 灯 管 磷 粉 和 尺 寸 卤 化 磷 酸 盐 磷 粉 ( 基 本 ) 灯, 从 18" (15 W) 到 6 ft (70 W),CRI 三 基 色 磷 粉 灯, 从 19" (10 W) 到 6 ft (70 W),CRI 85 多 磷 粉 灯, 从 18" (15 W) 到 5 ft (58 W),CRI 93-98) 功 效 卤 化 磷 酸 盐 和 多 磷 粉 T8 荧 光 灯 管 的 照 明 功 效 与 它 们 的 T12 对 等 灯 管 类 似 三 基 色 T8 灯 管 的 照 明 功 效 高 出 10-15%, 即 使 是 使 用 传 统 控 制 装 置 如 果 使 用 现 代 高 频 控 制 装 置, 其 照 明 功 效 会 提 高 30% 作 为 T12 灯 管 的 节 能 替 换 品,T8 三 基 色 灯 管 得 到 了 积 极 宣 传 例 如, 将 40W (4 ft.) T12 灯 管 替 换 为 36W (4 ft.) T8 灯 管, 则 可 以 节 能 4 W( 即 10%), 且 从 三 基 色 灯 管 中 输 出 的 光 线 也 会 多 10% T5( 直 径 16 mm) 灯 管 T5 荧 光 灯 管 可 以 分 为 两 种 技 术 灯 管 - 旧 技 术 灯 管 和 新 技 术 灯 管 页 码 81

82 旧 技 术 灯 管 : 该 技 术 灯 管 首 次 出 现 于 20 世 纪 70 年 代 早 期 它 们 通 常 使 用 卤 化 磷 酸 盐 磷 粉, 发 光 功 效 相 对 较 低 (40 到 66 lm/w) 因 为 其 尺 寸 小, 瓦 特 数 低 - 在 4 W (6") 到 13 W (21") 之 间, 所 以 它 们 的 用 途 有 限 它 们 用 于 小 型 照 明 路 标 电 池 供 电 的 紧 急 照 明 和 家 庭 下 橱 柜 厨 房 照 明 新 技 术 灯 管 : 新 技 术 T5 荧 光 灯 管 于 1996 年 首 次 进 入 市 场 ( 欧 洲 ) 这 种 灯 管 代 表 了 三 基 色 荧 光 灯 管 技 术 的 最 新 进 展 它 们 是 当 今 所 有 荧 光 灯 中 发 光 功 效 最 高 的 灯 管 这 种 灯 管 专 门 设 计 为 仅 与 高 频 电 子 控 制 装 置 配 合 使 用, 这 使 得 新 T5 照 明 系 统 成 为 了 当 今 可 用 的 最 节 能 照 明 系 统 它 们 不 能 与 T8 或 T12 灯 管 互 换 它 们 的 销 针 灯 头 连 接 与 T8 和 T12 不 同, 比 标 准 英 制 长 度 短 约 2" 新 T5 灯 管 仅 用 于 拥 有 特 殊 设 计 反 射 器 ( 该 反 射 器 会 充 分 利 用 狭 窄 光 源 ) 的 专 用 照 明 灯 具 中 较 小 光 源 能 产 生 遮 蔽 较 少 的 反 射 光, 使 灯 具 发 出 更 多 由 灯 产 生 的 光 T5 荧 光 灯 管 有 多 种 变 型 HE(HE = 高 功 效 ) 瓦 特 数 :14 W 21 W 28 W 和 35 W 长 度 :549 mm (21 W) 到 1449 mm (35 W) 用 途 : 在 需 要 最 节 能 系 统 时, 使 用 HE 灯 管 HO(HO = 高 输 出 ) 与 HE 的 长 度 相 同, 但 是 为 确 保 更 高 的 光 输 出, 其 瓦 特 数 更 大 瓦 特 数 :24 W 39 W 49 W 54 W 和 80 W 长 度 :549 mm (24 W) 到 1449 mm (80 W) 用 途 : 在 高 的 光 级 别 要 求 比 节 能 要 求 重 要 时, 使 用 HO 灯 管 FC(C = 环 状 ) 本 质 上 是 环 状 HO 灯 管 瓦 特 数 :22 W 40 W 和 55 W 全 径 :225 mm (22 W) 和 300 mm(40 W 和 55 W) 用 途 : 在 需 要 更 具 吸 引 力 更 具 美 感 的 照 明 灯 具, 而 非 传 统 狭 长 灯 具 时, 使 用 FC 环 形 灯 管 功 效 HE 款 型 效 率 高 达 104 lm/w 发 光 效 率 比 T8 三 基 色 灯 管 高 出 20% 左 右 页 码 82

83 HO 和 FC 款 型 的 发 光 效 率 比 HE 稍 低 颜 色 新 型 T5 灯 管 可 用 于 三 基 色 灯 管, 而 HO 也 可 用 于 豪 华 型 三 基 色 灯 管 这 些 灯 管 适 用 于 所 有 色 表 从 色 温 为 2700 K 的 极 暖 白 到 色 温 为 8000 K 的 天 空 白 均 可 使 用 新 型 T5 照 明 系 统 的 优 势 在 于 灯 具 更 加 小 巧 紧 凑 而 且, 由 于 灯 具 效 率 更 高, 因 此 提 供 预 期 照 明 水 平 所 需 要 的 能 源 ( 比 T8 灯 具 ) 更 少 这 是 一 项 较 为 重 要 的 因 素, 藉 此 可 以 保 持 最 低 限 度 的 安 装 与 工 作 能 源 成 本, 同 时 不 损 害 照 明 水 平 或 质 量 T2( 直 径 7 mm) 灯 管 这 些 如 铅 笔 般 纤 细 的 荧 光 灯 管 直 径 仅 为 1/4" (7 mm) 其 具 有 T2 灯 管 专 用 的 独 特 灯 座 连 接 ( 称 为 W4.3) 工 作 时 需 要 专 门 的 电 子 控 制 装 置 T2 荧 光 灯 管 尺 寸 具 有 4 种 尺 寸 : 219 mm (6 W) 321 mm (8 W) 423 mm (11 W) 和 524 mm (13 W) 颜 色 暖 白 (3000 K) 冷 白 (4000 K) 和 日 光 (6000 K) 色 表 所 有 这 些 灯 管 均 能 提 供 CRI 的 良 好 显 色 性 FM (T2) 灯 管 不 适 用 于 一 般 照 明, 因 为 它 们 的 功 率 极 低, 由 此 导 致 的 光 输 出 也 极 低 然 而, 由 于 它 们 直 径 非 常 小, 因 此 可 以 广 泛 用 于 展 示 柜 照 明 标 志 图 像 照 明 或 需 要 简 朴 照 明 的 任 何 其 他 情 况 灯 具 性 能 对 于 荧 光 灯 管 ( 和 CFL) 来 说, 衡 量 其 性 能 的 最 主 要 方 面 如 下 : 功 效 寿 命 - 平 均 工 作 小 时 光 通 维 持 率 - 在 灯 具 使 用 寿 命 中, 其 光 输 出 的 变 化 方 式 页 码 83

84 频 繁 开 关 - 寿 命 如 何 受 灯 具 开 关 影 响 而 减 少 环 境 温 度 - 灯 泡 周 围 的 环 境 温 度 如 何 影 响 其 光 输 出 使 用 寿 命 行 业 声 称 荧 光 灯 的 寿 命 持 续 时 间 将 达 到 额 定 平 均 寿 命, 而 在 此 期 间, 对 于 测 试 批 次 中 50% 的 灯 具 而 言, 该 目 标 已 经 无 法 实 现 换 句 话 说, 仍 然 有 50% 的 灯 泡 存 活 了 下 来, 而 这 被 确 定 为 灯 泡 的 死 亡 率 制 造 商 为 其 所 说 的 额 定 平 均 寿 命 指 定 了 一 个 数 值, 例 如 小 时 或 小 时 ; 但 是, 对 于 照 明 设 计 师 甚 至 终 端 用 户 而 言, 了 解 照 明 设 备 中 灯 具 的 失 效 率 较 为 重 要, 由 此 可 估 算 出 灯 具 年 均 更 换 成 本 因 此, 荧 光 灯 的 寿 命 性 能 以 存 活 者 图 表 的 形 式 表 现, 该 图 表 显 示 了 与 累 计 照 明 小 时 有 关 的 灯 具 存 活 百 分 比 仍 然 有 50% 的 灯 具 处 于 工 作 状 态 的 时 间 ( 亦 即,50% 的 灯 泡 失 效 ) 便 是 所 谓 的 额 定 平 均 寿 命 存 活 者 存 活 者 : 标 准 26mm(T8) 荧 光 灯 管 ( 传 统 的 控 制 装 置 ) 照 明 时 间 流 明 维 持 率 光 通 维 持 率 是 指 在 荧 光 灯 的 寿 命 中, 其 光 输 出 下 降 的 比 率 在 照 明 方 案 设 计 过 程 中, 应 确 保 所 进 行 的 特 定 任 务 始 终 具 有 足 够 的 照 明, 这 一 点 至 关 重 要 照 明 过 度 会 引 发 不 适, 而 照 明 不 足 则 可 能 造 成 压 抑 或 潜 在 危 险 光 通 维 持 率 始 终 以 图 形 方 式 展 示, 或 者 可 能 需 要 较 长 的 列 表, 以 显 示 不 同 工 作 小 时 下 的 光 通 量 水 平 三 基 色 荧 光 灯 管 (T8 和 T5 FH/HO/FC) 都 具 有 优 良 的 光 通 维 持 率, 在 其 使 用 寿 命 中 损 失 仅 为 初 期 输 出 的 10% 左 右 三 基 色 CFL 性 能 较 差, 在 其 使 用 寿 命 中 光 损 失 为 20% 左 右 基 础 卤 磷 酸 盐 的 光 损 失 最 大, 在 其 通 常 较 短 的 寿 命 中, 损 失 为 30% 左 右 页 码 84

85 相 对 光 通 量 % LUMILUX 照 明 时 间 LUMILUX DE LUXE/BASIC OSRAMT8 荧 光 灯 管 的 光 通 维 持 照 率 明 图 时 间 频 繁 开 关 在 非 正 常 频 繁 开 关 灯 具 的 情 况 下, 所 有 荧 光 灯 ( 某 些 特 殊 灯 具 除 外 ) 均 会 缩 短 寿 命 这 是 因 为 高 启 辉 电 压 会 逐 渐 腐 蚀 阴 极, 如 果 频 繁 开 启, 不 久 阴 极 便 会 失 效 对 于 使 用 传 统 ( 磁 性 ) 控 制 装 置 的 灯 具 而 言, 其 影 响 更 为 明 显 对 于 使 用 电 子 控 制 装 置 的 灯 具 而 言, 影 响 则 略 轻, 但 是 仍 然 会 造 成 灯 具 寿 命 缩 短 寿 命 缩 短 的 程 度 差 异 取 决 于 灯 泡 开 关 的 频 率 荧 光 灯 声 称 的 寿 命 是 根 据 每 3 小 时 1 次 开 关 循 环 的 寿 命 试 验 确 定 的 ( 亦 即,2¾ 小 时 开 启 /¼ 小 时 关 闭 ) 这 相 当 于 每 个 工 作 日 大 约 3 次 开 关 循 环 更 频 繁 的 开 关 会 造 成 灯 具 寿 命 缩 短 应 该 意 识 到 这 一 影 响 非 常 重 大, 特 别 是 对 于 使 用 存 在 检 测 器 的 照 明 设 备 而 言, 其 开 关 频 率 可 能 达 到 一 天 上 百 次 在 此 类 情 形 下, 必 须 频 繁 更 换 灯 泡 而 引 起 的 成 本, 可 能 会 显 著 超 出 通 过 安 装 存 在 检 测 器 所 节 省 的 能 源 成 本 环 境 温 度 对 于 工 作 中 的 荧 光 灯, 其 周 围 环 境 温 度 可 能 显 著 影 响 其 发 光 输 出 尽 管 汞 合 金 技 术 已 提 高 了 高 温 性 能 和 低 温 性 能, 但 是 环 境 温 度 过 低 或 过 高 都 会 造 成 光 输 出 减 少 对 于 新 型 T5 FC T8 和 T12 灯 管 而 言, 在 环 境 温 度 为 25 C 左 右 时, 达 到 峰 值 光 输 出 对 于 新 型 T5 灯 管 而 言, 在 环 境 温 度 为 35 C 左 右 时, 达 到 峰 值 光 输 出 页 码 85

86 CFL 对 于 环 境 温 度 及 其 工 作 位 置 比 较 敏 感 只 含 汞 的 CFL 在 C 的 地 区, 而 灯 具 灯 座 朝 上 或 处 于 水 平 位 置 时, 可 达 到 其 峰 值 光 输 出 当 灯 座 方 向 朝 下 时, 灯 具 在 5-10 C 的 更 低 环 境 温 度 时 达 到 峰 值 光 输 出 对 于 室 外 ( 环 境 温 度 更 低, 尤 其 是 冬 天 ) 使 用 的 CFL 而 言, 这 便 是 推 荐 的 燃 点 位 置 汞 灯 的 优 势 在 于 能 够 在 5-70 C 左 右 的 环 境 温 度 范 围 内, 维 持 90% 以 上 的 峰 值 光 输 出 3.4 紧 凑 型 荧 光 灯 注 意 : 紧 凑 型 荧 光 灯 和 能 效 对 于 住 宅 照 明 以 及 不 适 用 线 性 荧 光 灯 管 的 情 况, 紧 凑 型 荧 光 灯 管 (CFL) 是 非 常 节 能 的 选 择 近 年 来, CFL 的 质 量 显 著 提 高, 几 乎 成 为 所 有 澳 大 利 亚 家 庭 的 选 择 色 温 的 选 择 再 一 次 成 为 了 良 好 照 明 设 计 的 关 键 因 素 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 具 有 荧 光 灯 管 的 所 有 优 势, 但 荧 光 灯 管 在 双 倍 弯 曲 ( 或 甚 至 三 倍 弯 曲 ) 时 工 作 性 能 仅 与 平 时 一 样, CFL 则 略 胜 一 筹 放 电 与 灯 管 内 径 有 关, 而 与 其 轮 廓 无 关 这 使 得 所 有 电 力 连 接 位 于 灯 具 的 一 端, 并 可 以 设 计 成 嵌 入 至 传 统 卡 口 或 螺 旋 接 头 电 灯 插 座, 作 为 更 节 能 的 产 品 代 替 了 许 多 灯 具 中 的 白 炽 灯, 这 极 大 地 扩 展 了 CFL 的 应 用 范 围 CFL 的 工 作 和 性 能 特 性 模 式 与 前 文 章 节 所 述 的 荧 光 灯 相 同 性 能 概 要 范 围 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :6 42 W 非 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :5 55 W 色 温 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :2,700 6,500 开 尔 文 非 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :2,700 6,500 开 尔 文 寿 命 小 时 CRI 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :76 82 非 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :80 92 功 效 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :33 65 lm/ 瓦 特 非 集 成 紧 凑 型 荧 光 灯 :46 82 lm/ 瓦 特 页 码 86

87 优 点 缺 点 使 用 成 本 低 购 买 成 本 高 颜 色 范 围 大 有 时 需 要 镇 流 器 或 启 辉 器 低 温 工 作 全 部 变 亮 较 慢 寿 命 长 外 形 通 常 一 般 光 线 柔 和 对 于 从 2009 年 11 月 时 起 在 澳 大 利 亚 销 售 的 CFL, 引 入 了 一 项 新 标 准 此 标 准 将 规 定 效 率 与 质 量 方 面 的 要 求, 包 括 寿 命 要 求 CFL 类 型 CFL 具 有 两 种 类 型 : 销 针 灯 座 型 CFL 具 有 销 针 灯 座 连 接, 适 合 从 独 立 于 灯 具 之 外 的 控 制 装 置 进 行 操 作 整 合 镇 流 器 型 CFL 控 制 装 置 为 灯 具 整 体 的 一 部 分, 封 装 于 CFL 的 灯 座 内 销 针 灯 座 型 CFL 销 针 灯 座 型 CFL 具 有 销 针 灯 座 连 接, 适 合 从 独 立 于 灯 具 之 外 的 控 制 装 置 进 行 操 作, 亦 即, 控 制 装 置 不 封 装 于 灯 具 内 部 此 类 CFL 的 灯 座 带 有 2 个 或 4 个 销 针, 用 于 实 现 与 灯 具 的 电 力 连 接 销 针 灯 座 型 CFL 的 功 率 范 围 为 5 W 到 120 W, 尺 寸 越 大 则 功 率 越 大 带 有 2 个 销 针 的 CFL 只 适 用 于 从 传 统 磁 性 镇 流 器 进 行 操 作 用 于 点 亮 灯 具 的 启 辉 器 开 关 包 含 在 灯 座 内 部 此 电 路 布 置 仅 需 2 条 到 灯 泡 的 电 力 连 接, 因 此 需 要 2 个 销 针 此 类 CFL 将 不 从 电 子 控 制 装 置 进 行 操 作 带 有 4 个 销 针 的 CFL 通 常 只 与 电 子 控 制 装 置 (ECG) 一 起 使 用 它 们 没 有 整 合 的 启 辉 器 开 关, 因 为 启 辉 电 路 是 单 独 电 子 控 制 装 置 的 一 部 分 灯 具 中 的 每 个 阴 极 都 需 要 2 个 连 接, 用 于 启 动 时 的 电 加 热, 因 此 总 共 需 要 4 个 销 针 页 码 87

88 销 针 灯 座 CFL 灯 座 具 有 各 种 样 式 每 一 种 样 式 都 有 几 种 不 同 款 型, 表 面 看 上 去 相 同, 但 是 实 际 上 它 们 彼 此 间 有 着 轻 微 不 同 虽 然 它 们 具 有 相 同 销 针 位 置, 但 是 每 个 灯 座 具 有 2 个 小 型 法 兰, 对 于 该 功 率 下 的 灯 具 而 言, 其 位 置 独 一 无 二 法 兰 与 灯 座 中 相 应 槽 位 对 齐, 可 以 防 止 CFL 被 放 入 错 误 照 明 设 备 而 引 发 不 正 确 的 操 作, 从 而 损 坏 灯 具 和 控 制 装 置 以 下 图 表 显 示 灯 座 的 不 同 款 型, 请 参 阅 制 造 商 的 照 明 产 品 目 录 查 看 灯 具 对 应 的 灯 座 2 针 灯 座 : 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 4 针 灯 座 : 页 码 88

89 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 灯 头 整 合 镇 流 器 型 CFL 灯 座 内 具 有 控 制 装 置 ( 通 常 为 电 子 控 制 装 置 ) 的 CFL 一 般 被 称 为 整 合 镇 流 器 型 CFL, 有 时 简 称 为 CFLi 此 类 CFL 即 为 有 名 的 节 能 灯, 广 泛 地 用 于 家 庭 照 明 它 们 被 嵌 入 普 通 爱 迪 生 螺 旋 灯 座, 进 而 能 够 直 接 插 入 普 通 家 用 灯 座 与 普 通 白 炽 灯 相 比, 它 们 能 节 省 高 达 80% 的 能 源 ( 更 多 详 情 请 见 下 文 ) 最 早 的 整 合 镇 流 器 型 CFL 便 使 用 磁 性 控 制 装 置, 其 在 1979 年 出 现 于 市 面 上 这 些 灯 具 又 大 又 重, 在 1984 年 被 同 样 使 用 电 子 控 制 装 置 的 更 加 紧 凑 轻 巧 的 款 型 取 代 在 欧 洲 销 售 的 大 多 数 整 合 镇 流 器 型 CFL 使 用 三 基 色 灯 管 (2700 K), 来 产 生 具 有 优 良 显 色 性 的 暖 效 果 照 明, 其 中 照 明 效 果 与 其 旨 在 取 代 的 传 统 灯 具 相 似 虽 然 也 制 造 出 了 带 有 冷 白 和 日 光 三 基 色 的 灯 具, 但 是 在 北 半 球 并 不 受 欢 迎, 原 因 在 于 色 表 太 冷 然 而, 在 偏 好 冷 效 果 的 热 带 国 家, 这 些 灯 泡 更 受 欢 迎 自 从 二 十 世 纪 八 十 年 代 中 期 问 世 以 来, 整 合 镇 流 器 型 CFL 经 历 了 不 断 的 改 进 不 但 范 围 与 种 类 增 加 了, 尺 寸 也 变 得 更 小, 而 且 寿 命 实 际 上 加 倍 了, 从 1984 年 的 8000 小 时 增 加 到 如 今 的 小 时 整 合 镇 流 器 型 CFL 的 范 围 从 3 W( 单 圈 ) 到 30 W( 四 圈 ) 直 到 二 十 世 纪 九 十 年 代 中 期, 整 合 镇 流 器 型 CFL 才 全 部 采 用 并 联 管 设 计 ( 有 时 称 为 棒 形 灯 ) 大 众 一 直 偏 好 与 传 统 白 炽 灯 具 有 相 同 尺 寸 和 形 状 的 CFL, 但 是 直 到 1995 年, 才 拥 有 相 应 技 术 来 生 产 与 普 通 白 炽 灯 外 观 相 同 的 节 能 灯 这 些 灯 具 存 在 相 应 的 功 率 范 围, 可 替 代 传 统 白 炽 灯 与 烛 灯 页 码 89

90 双 封 型 CFL 本 质 上 与 管 状 灯 相 同, 但 是 带 有 外 层 玻 璃 或 塑 料 灯 泡, 使 得 它 们 具 有 与 传 统 白 炽 灯 相 似 的 外 形 因 为 封 闭 设 计, 致 使 外 层 灯 泡 内 部 荧 光 灯 管 的 工 作 温 度 远 高 于 正 常 温 度, 所 以 这 些 灯 具 使 用 汞 合 金 技 术 来 使 光 输 出 最 大 化 专 用 整 合 镇 流 器 型 CFL 制 造 商 也 为 以 下 特 殊 应 用 开 发 了 具 有 独 特 功 能 的 专 用 整 合 镇 流 器 型 CFL: 整 合 整 流 器 型 CFL 具 有 专 用 电 子 控 制 装 置, 可 以 提 供 高 光 输 出 和 低 光 输 出, 均 由 电 源 开 关 进 行 控 制 此 开 关 调 光 功 能 适 用 于 起 居 室 的 情 调 照 明, 也 适 用 于 楼 梯 楼 梯 平 台 或 儿 童 卧 室 的 低 水 平 夜 间 照 明 整 合 镇 流 器 型 CFL 具 有 无 限 变 化 的 光 输 出, 结 合 适 当 相 位 控 制 调 光 器, 可 用 于 所 有 情 形 通 过 灯 座 内 置 的 光 传 感 器, 节 能 整 合 镇 流 器 型 CFL 可 提 供 自 动 室 外 安 全 照 明 它 们 通 常 在 黄 昏 开 启 并 在 黎 明 关 闭, 无 需 定 时 开 关 带 有 专 用 电 子 控 制 装 置 的 整 合 镇 流 器 型 CFL 为 灯 具 提 供 了 预 热 快 速 启 动, 因 此 与 其 他 CFL 相 比, 它 能 够 更 加 迅 速 地 提 供 高 光 输 出, 并 延 长 阴 极 寿 命 这 些 灯 具 对 于 频 繁 开 关 的 照 明 设 备 而 言 十 分 理 想, 例 如, 用 于 多 用 途 住 宅 的 楼 道 入 口 和 楼 梯 井 中 频 繁 使 用 的 定 时 开 关, 其 中 原 因 在 于 它 们 可 以 开 关 任 意 次 数 而 不 会 缩 短 灯 具 寿 命 灯 泡 较 大 的 灯 具 中 所 封 装 的 整 合 镇 流 器 型 CFL 它 们 旨 在 用 于 灯 具 可 见 的 照 明 设 备 中 外 层 灯 泡 由 塑 料 制 成, 从 而 可 以 减 轻 重 量 并 提 高 抗 冲 击 性 整 合 镇 流 器 型 CFL 旨 在 代 替 传 统 白 炽 反 射 灯 ( 例 如,R80 R95 或 PAR 38) 这 些 灯 具 可 以 极 大 地 降 低 其 所 照 射 物 体 的 热 负 载 汞 合 金 技 术 荧 光 灯 在 灯 具 温 度 远 高 于 正 常 温 度 的 情 况 下 工 作, 荧 光 过 程 效 率 会 降 低, 使 得 灯 具 光 输 出 受 损 这 是 因 为 高 工 作 温 度 增 加 了 灯 具 中 汞 蒸 气 的 压 力, 导 致 荧 光 过 程 的 UV 减 少 在 使 用 紧 凑 的 通 常 封 闭 的 嵌 入 室 内 照 明 设 备 的 CFL( 特 别 是 释 放 更 多 热 量 的 更 高 功 率 款 型 ) 时, 这 点 变 得 十 分 明 显 页 码 90

91 以 下 图 表 显 示 了 对 于 汞 制 CFL 和 汞 合 金 CFL 而 言, 环 境 温 度 如 何 影 响 其 光 输 出 光 输 出 环 境 温 度 OSRAM DULUX T T/E( 汞 ) OSRAM DULUX T T/E IN( 汞 合 金 ) 在 室 内 照 明 设 备 中, 室 温 尤 其 是 天 花 板 处 的 温 度 一 般 较 高, 光 输 出 损 失 问 题 最 为 明 显 因 此, 行 业 开 发 了 汞 合 金 CFL 汞 合 金 灯 泡 使 用 低 汞 含 量 的 合 金 ( 汞 合 金 ), 通 常 为 丸 状, 用 以 稳 定 灯 具 内 部 的 汞 蒸 气 压 力 这 使 得 在 各 种 环 境 温 度 下, 灯 具 功 效 均 能 保 持 在 较 高 水 平, 并 且 可 以 逐 渐 消 除 不 同 温 度 下 光 输 出 的 波 动 此 外, 汞 合 金 技 术 使 得 荧 光 灯 中 所 使 用 的 汞 数 量 减 少 了 汞 合 金 技 术 的 缺 点 在 于 灯 具 开 启 时, 具 有 明 显 的 预 热 时 间 3.5 高 强 度 放 电 灯 注 意 : 高 强 度 放 电 灯 和 能 效 高 强 度 放 电 (HID) 灯 通 常 十 分 节 能 高 压 汞 ( 或 汞 蒸 气 ) 灯 是 个 例 外, 由 于 它 们 效 率 较 低 且 汞 含 量 较 高, 在 世 界 各 地 正 逐 渐 被 淘 汰 HID 灯 的 电 子 控 制 装 置 也 可 以 减 少 能 耗, 应 在 适 宜 的 情 况 下 尽 量 选 用 高 强 度 放 电 (HID) 灯 属 于 电 灯, 它 通 过 钨 电 极 之 间 的 电 弧 产 生 光, 其 中 钨 电 极 封 装 于 半 透 明 或 透 明 的 熔 融 石 英 电 弧 管 或 熔 融 氧 化 铝 电 弧 管 中 电 弧 管 填 充 有 气 体 和 金 属 盐 其 中, 气 体 能 够 促 进 电 弧 的 初 始 启 动 一 旦 电 弧 启 动, 则 对 金 属 盐 进 行 加 热 而 使 其 蒸 发, 形 成 等 离 子 体, 从 而 极 大 地 增 强 了 电 弧 所 产 生 的 光 强 度, 同 时 减 少 了 电 力 消 耗 这 与 闪 电 的 原 理 相 同, 即 暴 风 云 中 产 生 的 高 电 压 自 动 放 电 并 直 达 地 面 在 放 电 的 一 刹 那, 电 流 穿 过 气 体 ( 主 要 为 氮 气 ) 而 激 发 氮 原 子, 从 而 释 放 出 蓝 白 色 的 光 页 码 91

92 高 强 度 放 电 灯 能 够 产 生 特 定 波 长 的 可 见 光, 其 波 长 与 灯 具 中 使 用 的 金 属 一 致 常 见 的 金 属 为 汞 钠 和 金 属 卤 化 物 的 组 合 物, 这 些 金 属 会 影 响 灯 具 的 色 表 和 显 色 性 能 汞 灯 和 钠 灯 的 颜 色 很 特 别, 并 不 是 以 良 好 的 显 色 性 见 长 人 们 倾 向 于 在 对 良 好 显 色 性 要 求 不 高 的 情 形 下 使 用 这 些 灯 具 金 属 卤 化 物 灯 可 以 产 生 具 有 日 光 质 量 的 白 光, 并 且 显 色 性 极 佳, 因 此 通 常 用 于 对 精 确 色 彩 重 现 要 求 极 高 的 情 形 下 与 荧 光 灯 或 白 炽 灯 相 比,HID 灯 具 有 更 高 的 发 光 功 效, 原 因 在 于 其 辐 射 中 有 很 大 一 部 分 ( 大 约 25%) 为 可 见 光, 不 产 生 热 量 HID 灯 的 总 体 发 光 功 效 也 远 高 于 前 两 者, 原 因 在 于 对 应 每 瓦 特 电 力 输 入, 其 提 供 的 光 输 出 更 多 二 十 世 纪 三 十 年 代, 在 开 发 荧 光 灯 的 同 时, 科 学 家 也 在 研 究 使 钠 和 汞 产 生 更 多 可 见 光 的 方 法 到 了 二 十 世 纪 三 十 年 代 中 期, 出 现 了 最 早 的 商 用 高 压 汞 灯 和 低 压 钠 灯 大 约 30 年 后, 高 压 钠 灯 出 现, 而 差 不 多 同 一 时 期, 最 早 的 金 属 卤 化 物 放 电 灯 也 相 继 出 现 此 外, 也 有 一 种 放 电 灯, 其 不 使 用 金 属 而 依 靠 氙 气 的 激 发 效 应 来 产 生 光 之 所 以 采 用 高 强 度 放 电 灯 这 一 名 称, 是 因 为 所 有 这 些 放 电 灯 从 较 小 强 度 放 电 ( 例 如, 与 荧 光 灯 管 中 的 较 大 放 电 相 比 ) 中 产 生 电 下 表 总 结 了 不 同 类 型 HID 灯 的 主 要 性 能 灯 类 型 范 围 色 温 寿 命 CRI 功 效 ( 瓦 特 ) ( 开 尔 文 ) ( 小 时 ) (lm/w) 高 压 汞 灯 低 压 钠 灯 低 于 , 高 压 钠 灯 金 属 卤 化 物 灯 氙 放 电 灯 >90 优 点 缺 点 通 常 使 用 成 本 很 低 安 装 和 更 换 成 本 高 寿 命 极 长 ( 达 小 时 ) 需 要 控 制 装 置 才 能 工 作 金 属 卤 化 物 灯 的 显 色 性 较 好 钠 灯 的 显 色 性 较 差 可 能 需 要 使 用 安 全 挡 板 页 码 92

93 全 光 输 出 和 重 启 动 前 存 在 时 间 延 迟 不 适 合 调 光 HID 灯 性 能 与 荧 光 灯 不 同,HID 灯 不 会 受 到 环 境 温 度 高 低 的 有 害 影 响 实 际 上, 高 压 钠 灯 和 金 属 卤 化 物 灯 经 常 用 于 在 冷 藏 区 提 供 永 久 照 明 显 然, 环 境 温 度 过 高 将 产 生 破 坏 性 影 响, 导 致 灯 具 过 热 而 过 早 出 现 故 障 HID 灯 性 能 方 面 的 基 本 要 素 如 下 : 寿 命 灯 具 的 持 续 时 间 光 通 维 持 率 光 输 出 在 工 作 时 间 内 如 何 减 少 发 光 对 应 所 消 耗 的 能 源, 产 生 的 光 有 多 少 与 荧 光 灯 一 样, 对 于 预 定 开 关 周 期 ( 开 启 小 时 和 关 闭 小 时 数 ) 上 的 许 多 灯 具 而 言, 声 称 的 额 定 平 均 寿 命 代 表 50% 存 活 水 平 ( 与 50% 失 效 水 平 相 同 ) 下 的 工 作 时 间 ( 单 位 : 小 时 ) 灯 具 存 活 水 平 和 工 作 时 间 内 的 光 通 量 衰 减 通 常 以 图 形 方 式 表 现 HID 灯 工 作 原 理 除 了 氙 放 电 灯 之 外, 其 他 所 有 HID 灯 的 工 作 原 理 均 是 在 两 个 电 极 之 间 的 放 电 中, 通 过 氖 氩 氙 等 惰 性 气 体, 从 某 些 金 属 原 子 的 激 发 效 应 中 产 生 光 电 极 之 间 的 明 亮 放 电 不 呈 直 线, 而 是 弯 曲 为 弧 形 这 是 由 于 放 电 管 中 热 气 体 的 强 烈 对 流 运 动 而 造 成 的 控 制 装 置 与 荧 光 灯 一 样, 高 强 度 放 电 灯 并 不 直 接 通 过 电 源 操 作, 而 是 需 要 控 制 装 置 来 进 行 点 火 和 操 作 只 有 配 备 整 合 灯 丝 的 HWL 高 压 汞 灯 是 个 例 外 通 常 将 控 制 装 置 封 装 于 照 明 设 备 内 部 有 时, 根 据 照 明 系 统 的 审 美 要 求, 控 制 装 置 远 离 照 明 设 备, 而 使 用 电 线 与 照 明 设 备 相 连 在 某 些 情 况 下, 控 制 装 置 的 远 程 位 置 需 要 专 门 设 计 的 点 火 器 和 电 线, 以 便 确 保 灯 具 合 适 的 启 辉 电 压 页 码 93

94 镇 流 器 与 荧 光 灯 操 作 相 同,HID 电 路 中 的 镇 流 器 也 可 称 为 扼 流 器, 是 一 种 限 流 装 置 点 火 器 荧 光 灯 的 开 关 装 置 一 直 被 称 为 启 辉 器 对 于 高 强 度 放 电 灯 ( 例 如, 高 压 钠 灯 和 金 属 卤 化 物 灯 ) 而 言, 内 部 气 压 更 高, 需 要 更 高 电 压 来 点 亮 灯 具 一 般 而 言, 此 引 燃 电 压 的 范 围 为 3000 V 到 4500 V, 引 燃 脉 冲 需 要 的 能 源 远 比 荧 光 灯 多 因 此, 开 关 装 置 一 直 被 称 为 点 火 器 高 压 放 电 灯 使 用 的 点 火 器 有 两 种 类 型 脉 冲 型 点 火 器 此 类 开 关 装 置 与 镇 流 器 线 圈 的 一 部 分 相 连, 使 得 镇 流 器 线 圈 充 当 高 压 变 压 器, 进 而 产 生 足 够 高 的 电 压 来 点 亮 灯 泡 镇 流 器 自 身 也 经 受 了 这 种 高 电 压, 需 要 强 绝 缘 来 防 止 内 部 短 路 这 种 点 火 器 主 要 用 于 灯 具 远 离 控 制 装 置 的 情 形 下, 例 如, 较 高 灯 柱, 其 控 制 装 置 位 于 灯 柱 底 座 内, 而 灯 具 处 于 20 m 30 m 高 的 灯 罩 内 双 线 线 脉 冲 反 应 器 - 点 火 器 电 路 如 下 所 示 : 只 用 于 美 国 MH 灯 HPF 电 容 V 脉 冲 点 火 器 可 以 安 装 在 离 灯 较 远 的 地 方 附 加 脉 冲 点 火 器 此 类 点 火 器 本 质 上 为 高 压 变 压 器, 其 电 压 脉 冲 穿 过 镇 流 器 而 附 加 于 电 源 电 压 之 上 在 脉 冲 型 点 火 器 的 情 况 下, 镇 流 器 并 不 暴 露 在 高 电 压 中, 因 此 镇 流 器 寿 命 通 常 较 长 附 加 脉 冲 点 火 器 不 适 用 于 远 程 设 置, 与 灯 具 的 距 离 必 须 保 持 在 2 m 3 m 的 电 线 长 度 内 3 线 附 加 脉 冲 点 火 器 电 路 如 下 所 示 : 用 于 欧 洲 MH 灯 和 多 数 的 钠 灯 3.5 5kv 脉 冲 必 须 将 点 火 器 安 装 在 距 离 灯 1 米 的 范 围 内 页 码 94

95 内 部 点 火 器 某 些 高 压 钠 灯 和 滞 金 属 卤 化 物 灯 具 有 内 部 点 火 器, 由 灯 壳 内 部 的 双 金 属 开 关 构 成 开 关 后 开 启 时, 电 源 电 压 穿 过 此 开 关, 而 双 金 型 属 触 头 在 加 热 时 会 弹 开 在 这 一 迅 速 断 路 情 形 下, 高 电 压 穿 过 镇 流 器, 使 灯 具 点 亮 一 旦 灯 具 启 动, 点 火 器 则 停 止 工 作 典 型 电 路 双 如 金 下 属 所 片 示 : HID 灯 具 类 型 MV 流 器 灯 启 器 阻 高 压 汞 灯 注 意 : 高 压 汞 灯 和 能 效 高 压 汞 ( 或 汞 蒸 气 ) 灯 在 HID 灯 中 最 不 节 能 由 于 它 们 效 率 较 低 且 汞 含 量 较 高, 在 世 界 各 地 正 逐 渐 被 淘 汰 这 些 灯 具 是 在 二 十 世 纪 三 十 年 代 问 世, 其 使 用 汞 金 属, 进 而 通 过 高 压 氩 气 进 行 放 电 不 同 于 荧 光 灯 管 中 的 低 压 放 电, 较 高 的 工 作 电 压 使 得 汞 相 应 地 产 生 更 多 的 可 见 光 ( 轻 微 偏 绿 色 ) 和 更 少 的 紫 外 线 通 过 外 层 灯 泡 内 部 的 磷 涂 层, 将 剩 余 紫 外 线 转 化 为 可 见 光 高 压 汞 灯 通 常 为 椭 圆 形, 带 有 爱 迪 生 螺 旋 灯 座 透 明 的 管 状 式 和 反 射 式 款 型 也 能 见 到, 不 过 在 过 去 的 10 年 间 其 普 及 性 大 大 降 低 一 些 款 型 同 时 具 有 钨 丝 和 汞 放 电 灯 管 灯 丝 有 两 个 作 用, 在 开 关 开 启 时 立 即 提 供 光, 并 作 为 放 电 灯 管 的 电 流 控 制 器 件 这 些 类 型 的 灯 具 直 接 通 过 电 源 操 作, 而 不 需 要 控 制 装 置 通 过 氩 气 放 电 来 激 发 汞 原 子, 从 而 产 生 光 通 过 氩 气, 电 流 在 石 英 弧 光 管 各 端 的 钨 电 极 之 间 传 导 电 极 上 涂 覆 了 电 子 发 光 材 料, 这 些 材 料 与 荧 光 灯 管 阴 极 上 的 材 料 相 似 弧 光 管 内 的 工 作 压 力 约 为 大 气 压 力 的 三 倍 ( 大 约 比 荧 光 灯 高 1500 倍, 因 此 这 些 灯 具 被 称 为 高 压 汞 灯 ) 在 此 工 作 压 力 下, 汞 原 子 能 够 产 生 可 见 光 谱 中 的 大 部 分 颜 色, 但 蓝 区 和 绿 区 的 最 多 释 放 的 光 为 白 色, 但 是 偏 蓝 绿 色 控 制 装 置 由 镇 流 器 ( 也 称 为 扼 流 器 ) 构 成, 其 控 制 穿 过 灯 具 的 电 流 不 需 要 高 压 点 火 器, 因 为 这 些 灯 具 的 启 辉 电 压 约 为 170 V, 正 好 低 于 230 V 的 峰 值 电 源 电 压 页 码 95

96 自 镇 流 型 (HWL) 灯 具 使 用 串 联 灯 丝 的 电 阻, 来 控 制 穿 过 弧 光 管 的 电 流 这 意 味 着 它 们 可 以 取 代 白 炽 灯 启 动 高 压 汞 灯 不 需 要 启 动 辅 助 设 备, 因 为 它 们 可 以 在 普 通 电 源 电 压 下 点 火, 但 是 为 了 使 点 火 过 程 更 加 简 单 可 靠, 使 用 辅 助 电 极 ( 有 时 称 为 启 辉 电 极 ) 来 启 动 电 弧 扼 流 器 HPF 电 容 辅 助 电 极 接 近 主 电 极 ( 距 离 仅 为 几 毫 米 ), 因 而 在 灯 具 开 启 时 会 产 生 较 小 电 弧 这 使 得 氩 气 开 始 产 生 电 离 效 应, 从 而 在 电 极 之 间 迅 速 启 动 主 放 电 依 靠 灯 具 中 的 串 联 电 阻, 穿 过 辅 助 电 极 的 电 流 维 持 在 极 小 的 状 态, 因 此 主 放 电 携 带 了 大 部 分 电 流 页 码 96

97 结 构 辅 助 电 极 的 串 联 电 阻 和 回 路 电 弧 管 电 极 荧 光 涂 料 防 腐 镀 镍 灯 头 支 持 框 架 高 压 汞 灯 弧 光 管 必 须 由 石 英 ( 熔 融 硅 石 ) 制 成, 这 是 因 为 在 工 作 温 度 和 工 作 气 压 较 高 的 情 况 下, 玻 璃 会 软 化 和 变 形 石 英 弧 光 管 结 构 所 使 用 的 压 封 技 术 与 卤 钨 灯 相 同 石 英 弧 光 管 安 装 于 椭 圆 形 玻 璃 灯 泡 内 部, 灯 泡 填 充 有 惰 性 氮 气, 氮 气 将 一 些 热 量 从 弧 光 管 中 传 走, 并 防 止 支 撑 弧 光 管 的 镍 制 框 架 遭 受 氧 化 破 坏 对 于 250 W 或 更 高 功 率 的 灯 具, 其 外 层 灯 泡 由 派 莱 克 斯 耐 热 玻 璃 制 成 低 于 250 W 的 灯 具, 其 外 层 灯 泡 由 钠 钙 玻 璃 制 成, 与 普 通 电 灯 泡 所 使 用 的 玻 璃 类 型 相 同 从 高 压 汞 灯 输 出 的 辐 射 中 大 约 有 10% 是 紫 外 线 虽 然 紫 外 线 会 被 外 层 玻 璃 灯 泡 安 全 吸 收, 但 是 并 不 会 浪 费, 而 是 转 化 为 可 见 光 外 层 灯 泡 内 部 涂 覆 有 汞 酸 钇 荧 光 粉, 可 以 将 紫 外 线 转 化 为 红 色 光, 通 过 使 蓝 绿 区 的 光 比 例 降 低, 进 而 改 善 灯 具 的 光 谱 输 出 白 色 磷 粉 也 使 灯 具 外 表 看 上 去 更 加 柔 和 发 散 豪 华 款 型 和 超 豪 华 款 型 这 些 灯 具 中 的 超 豪 华 款 型 具 有 额 外 的 汞 酸 钇 荧 光 粉, 从 而 可 以 进 一 步 增 加 红 色 输 出, 使 光 看 上 去 呈 微 暖 色 调 超 豪 华 款 型 具 有 内 部 金 黄 色 粉 涂 层 与 额 外 磷 涂 层 这 使 得 灯 具 呈 现 与 白 炽 灯 泡 类 似 的 外 观, 但 是 极 大 地 牺 牲 了 光 输 出 HWL - 汞 钨 混 合 灯 页 码 97

98 直 接 从 电 源 操 作 而 不 需 要 控 制 装 置 的 高 压 汞 灯 款 型 具 有 与 汞 弧 光 管 串 联 连 接 的 卷 曲 钨 丝 这 便 是 HWL 灯, 也 称 为 混 合 灯, 原 因 在 于 其 混 合 了 白 炽 照 明 与 汞 放 电 照 明 灯 丝 的 高 电 阻 可 作 为 弧 光 管 的 电 流 限 制 器 件 ( 取 代 外 部 镇 流 器 通 常 所 发 挥 的 功 能 ) 电 源 灯 丝 镇 流 器 电 弧 管 启 辉 器 电 阻 钨 丝 灯 开 启 这 些 灯 具 时, 随 着 弧 光 管 启 动 而 达 到 其 全 光 输 出, 灯 丝 的 光 会 变 暗 这 是 个 有 用 的 组 合, 因 为 灯 具 可 以 立 即 提 供 光, 而 且 由 于 不 需 要 单 独 控 制 装 置, 又 可 以 作 为 高 功 率 白 炽 灯 的 替 代 品 使 用, 具 有 更 长 的 寿 命 这 些 灯 具 涂 覆 有 汞 酸 钇 荧 光 粉 存 活 者 ( 用 百 分 比 表 示 ) 存 活 者 : 典 型 HQL 照 明 时 间 光 通 持 率 : 典 型 HQL 照 明 时 间 参 数 数 值 额 定 平 均 寿 命 长 达 小 时 小 时 下 的 光 通 维 持 率 60% 发 光 功 效 : HQL 豪 华 超 豪 华 lm/w lm/w lm/w 页 码 98

99 对 于 高 压 汞 灯 而 言, 存 在 通 用 的 表 示 方 法, 例 如, 在 欧 司 朗 表 示 法 下 为 HQL 或 HWL, 其 中 : H = Hg( 汞 的 化 学 符 号 ) Q = 石 英 放 电 灯 管 L = leuchtstofflampe( 荧 光 涂 料 的 德 语 ) W = W( 钨 的 化 学 符 号 ), 即 钨 丝 适 用 范 围 高 压 汞 灯 适 用 于 偏 好 白 色 光 的 情 形 下, 显 色 性 不 太 重 要 但 是 使 用 寿 命 必 须 很 长, 以 避 免 频 繁 更 换 灯 泡 而 造 成 的 费 用 适 用 范 围 通 常 包 括 : 工 业 照 明 标 志 照 明, 例 如, 高 速 公 路 标 志 DIY 商 店 照 明 ( 尽 管 正 逐 渐 被 金 属 卤 化 物 灯 取 代 ) 仓 库 照 明 作 为 高 功 率 白 炽 灯 替 代 品 的 HWL 款 型, 具 有 更 长 的 寿 命 金 属 卤 化 物 灯 / 陶 瓷 放 电 金 属 卤 化 物 (CDM) 灯 金 属 卤 化 物 灯 最 早 出 现 在 二 十 世 纪 六 十 年 代, 本 质 上 是 高 压 汞 灯 的 改 进 款 型 向 汞 放 电 灯 管 中 添 加 其 他 金 属 ( 以 卤 化 物 形 式 ) 提 高 了 光 谱 输 出, 从 而 可 以 提 供 具 有 日 光 质 量 的 白 色 光 放 电 灯 管 中 所 使 用 的 石 英 逐 渐 被 陶 瓷 材 料 取 代, 进 而 提 高 了 灯 具 的 整 体 性 能 此 类 灯 具 在 所 有 HID 灯 中 具 有 最 大 发 光 功 效 当 白 炽 灯 ( 包 括 卤 钨 灯 ) 升 级 为 金 属 卤 化 物 灯, 发 光 功 效 通 常 会 提 高 75%, 可 以 为 用 户 节 省 能 源 和 改 善 照 明 在 某 些 情 况 下, 仅 在 相 对 相 电 源 (440V) 下 工 作 时, 大 多 数 金 属 卤 化 物 灯 使 用 的 控 制 装 置 与 同 等 功 率 的 高 压 钠 灯 相 同 针 对 较 低 功 率 的 金 属 卤 化 物 灯 ( 最 多 150 W), 开 发 出 了 相 应 的 电 子 控 制 装 置 这 些 元 件 是 小 巧 轻 质 的 电 子 器 件, 用 于 点 亮 灯 具 并 在 它 们 的 最 佳 性 能 状 态 下 进 行 操 作 页 码 99

100 金 属 卤 化 物 灯 具 有 多 种 形 状 和 尺 寸, 可 以 带 有 双 针 灯 座 或 爱 迪 生 螺 旋 灯 座 两 端 带 有 触 头 的 线 性 类 型 灯 具 也 极 为 常 见 较 小 类 型 的 灯 具 带 有 外 层 石 英 灯 泡, 而 较 大 的 款 型 则 具 有 外 层 玻 璃 灯 泡 金 属 卤 化 物 灯 实 质 上 是 高 压 汞 灯, 但 是 添 加 了 其 他 金 属 当 电 力 激 发 时, 这 些 灯 具 在 整 个 可 见 光 谱 上 提 供 良 好 混 合 的 基 色 ( 红 绿 蓝 ), 进 而 产 生 更 像 自 然 日 光 的 白 色 光 各 种 各 样 的 不 同 金 属 用 于 在 汞 的 光 谱 输 出 中 填 补 空 白 氩 气 在 几 个 大 气 压 下 放 电, 激 发 这 些 金 属 金 属 以 卤 化 物 ( 通 常 为 碘 化 物 和 溴 化 物 ) 的 形 式 置 入 弧 光 管 中 此 类 做 法 是 特 意 为 之, 目 的 是 使 这 些 卤 化 物 在 放 电 的 热 量 中 释 放, 而 参 与 卤 素 循 环, 以 便 保 持 弧 光 管 壁 上 没 有 任 何 金 属 ( 包 括 来 自 电 极 的 钨 ) 沉 积 金 属 卤 化 物 灯 中 所 用 的 金 属 汞 是 金 属 汞 化 物 灯 的 基 础 材 料 将 不 同 的 金 属 碘 化 物 和 溴 化 物 添 加 到 汞 中 就 好 比 是 鸡 尾 酒 根 据 不 同 色 表 ( 色 温 ) 要 求, 在 放 电 中 使 用 不 同 的 金 属 组 合 例 如, 钠 铊 和 铯 能 够 产 生 更 多 的 红 光, 其 可 以 用 于 暖 色 表 锡 钪 和 铟 能 够 产 生 更 多 的 蓝 光, 其 可 以 用 于 冷 色 表 页 码 100

101 外 部 灯 泡 Hg 表 示 汞 Me 表 示 金 属 Hal 表 示 化 物 极 石 英 燃 器 箔 点 火 器 流 器 供 灯 具 特 性 尺 寸 较 小 功 率 较 低 的 款 型 也 使 用 外 层 石 英 灯 泡, 但 是 尺 寸 较 大 功 率 较 高 的 类 型 ( 大 于 250W) 倾 向 于 使 用 外 层 玻 璃 灯 泡, 呈 管 状 或 椭 圆 形 大 多 数 此 类 灯 具 都 有 透 明 的 外 层 灯 泡, 但 是 一 些 椭 圆 形 的 款 型 具 有 内 部 白 色 涂 层 ( 不 是 磷 ), 以 便 产 生 散 光 照 明 这 些 带 有 外 层 石 英 灯 泡 的 类 型 具 有 双 针 灯 座 ( 单 端 ) 或 末 端 触 头 ( 双 端 ) 所 有 外 层 玻 璃 灯 泡 款 型 都 具 有 爱 迪 生 螺 旋 灯 座 爱 迪 生 螺 旋 大 型 爱 迪 生 螺 旋 颜 色 偏 移 页 码 101

102 金 属 卤 化 物 灯 是 最 早 出 现 的 放 电 灯, 其 能 够 产 生 具 有 日 光 质 量 的 白 色 光 它 们 比 其 他 所 有 放 电 灯 具 有 更 加 优 秀 的 显 色 能 力 但 是, 带 有 石 英 弧 光 管 的 第 一 代 款 型 存 在 一 个 问 题, 那 就 是 在 使 用 过 程 中 会 改 变 颜 色, 称 为 颜 色 偏 移 这 是 因 为 石 英 弧 光 管 受 到 钠 和 铯 等 碱 性 金 属 的 化 学 侵 蚀, 造 成 弧 光 管 壁 在 灯 泡 寿 命 自 然 结 束 之 前 出 现 脱 色 弧 光 管 的 脱 色 ( 褐 化 效 应 ) 以 及 钠 和 铯 与 石 英 的 化 合 作 用, 改 变 了 灯 具 的 光 谱 输 出 最 终 的 结 果 便 是, 光 的 色 表 发 生 变 化, 通 常 变 为 偏 蓝 绿 色 的 白 色 光, 不 再 保 持 其 优 异 的 显 色 质 量 陶 瓷 技 术 在 金 属 卤 化 物 灯 的 最 新 技 术 中, 制 成 弧 光 管 的 材 料 与 高 压 钠 灯 中 所 使 用 的 材 料 相 同, 即 多 晶 氧 化 铝 陶 瓷 该 材 料 不 受 碱 性 金 属 影 响, 有 效 地 克 服 了 颜 色 偏 移 的 问 题 灯 具 的 这 一 新 技 术 统 称 为 陶 瓷 金 属 卤 化 物 灯 第 一 代 陶 瓷 金 属 卤 化 物 灯 使 用 较 短 的 圆 柱 形 陶 瓷 弧 光 管 弧 光 管 末 端 具 有 很 厚 的 陶 瓷 塞, 以 便 封 住 钨 电 极 这 些 陶 瓷 塞 吸 收 大 部 分 射 向 弧 光 管 末 端 的 光, 为 灯 具 提 供 了 相 对 较 高 的 径 向 光 输 出, 而 沿 着 灯 具 轴 线 的 光 很 少 电 极 接 触 板 吸 收 器 陶 瓷 弧 管 引 紫 外 的 外 部 灯 泡 ( 石 英 ) 箔 放 弧 金 属 化 物 第 二 代 陶 瓷 金 属 卤 化 物 灯 使 用 圆 形 或 球 形 弧 光 管 此 类 灯 具 保 留 了 突 出 的 颜 色 稳 定 性 优 点, 同 时 在 光 输 出 光 通 维 持 率 和 显 色 性 方 面 有 了 进 一 步 提 升 在 后 续 的 设 计 中, 圆 柱 弧 光 管 没 有 很 厚 的 末 端 塞 子, 这 意 味 着 各 个 方 向 的 光 线 分 布 均 匀, 特 别 适 用 于 精 确 的 光 学 系 统 整 体 反 射 设 计 中 也 采 用 了 陶 瓷 弧 光 管, 以 便 能 够 精 确 控 制 光 束 模 式, 而 无 需 昂 贵 的 光 学 控 制 照 明 设 备 标 称 死 亡 率 和 光 通 维 持 率 曲 线 在 HID 灯 中, 金 属 卤 化 物 灯 具 有 最 好 的 光 质 量, 但 是 它 们 的 寿 命 和 光 通 维 持 量 ( 尽 管 在 不 断 提 高 ) 却 不 如 高 压 钠 灯 和 高 压 汞 灯 陶 瓷 弧 光 管 技 术 的 出 现, 使 灯 具 寿 命 和 光 通 维 持 率 得 到 了 一 定 提 升 页 码 102

103 存 活 者 ( 用 百 分 比 表 示 ) 存 活 者 : 典 型 的 POWERSTAR HQI 照 明 时 间 表 示 ) 存 活 者 ( 用 百 分 比 表 示 ) 光 通 持 率 : 典 型 的 POWERSTAR HQI 照 明 时 间 表 示 ) 参 数 数 值 额 定 平 均 寿 命 小 时 ( 取 决 于 类 型 和 功 率 ) 额 定 平 均 寿 命 下 的 光 通 维 持 率 60 80% 发 光 功 效 lm/w % 存 活 者 ( 用 百 分 比 表 示 ) 存 活 者 : 典 型 的 POWERBALL HCI 照 明 时 间 表 示 ) % 光 通 量 ( 用 百 分 比 表 示 ) 光 通 持 率 : 典 型 的 POWERBALL HCI 照 明 时 间 表 示 ) 页 码 103

104 参 数 数 值 额 定 平 均 寿 命 12,000 小 时 额 定 平 均 寿 命 下 的 光 通 维 持 率 超 过 80% 发 光 功 效 80 lm/w 及 以 上 ( 取 决 于 灯 泡 类 型 ) 金 属 卤 化 物 灯 最 通 常 的 表 示 法 为 HQI 和 HCI, 其 中 : H = Hg( 汞 的 化 学 名 称 ) Q = 石 英 放 电 灯 管 C = 陶 瓷 放 电 灯 管 ( 圆 柱 形 或 球 形 ) I = 碘 化 物 适 用 范 围 由 于 能 够 提 供 具 有 日 光 质 量 的 白 色 光 以 及 优 异 的 显 色 能 力, 金 属 卤 化 物 灯 比 其 他 HID 灯 用 途 更 广 适 用 范 围 通 常 包 括 : 陈 列 照 明 ( 商 店 陈 列 室 博 物 馆 展 览 会 等 ) 体 育 场 照 明 ( 特 别 适 用 于 电 视 转 播 的 体 育 赛 事 ) 建 筑 物 泛 光 照 明 ( 特 别 适 用 于 带 有 大 面 积 玻 璃 的 现 代 建 筑 ) DIY 房 舍 仓 库 照 明 舞 台 照 明 道 路 照 明 ( 适 用 于 交 通 事 故 多 发 地 段 的 照 明 ) 彩 色 金 属 卤 化 物 灯, 含 有 特 殊 卤 化 物, 可 以 产 生 绿 色 蓝 色 或 洋 红 色 光, 它 所 提 供 的 强 烈 饱 和 的 光 线 特 别 适 用 于 有 吸 引 力 的 泛 光 照 明 和 特 殊 陈 列 的 照 明 高 压 钠 灯 这 些 灯 具 使 用 钠 和 汞 的 合 金 ( 称 为 钠 汞 合 金 ), 通 过 将 氙 气 保 持 在 比 SOX 灯 内 更 高 的 压 力 下 而 进 行 放 电 汞 与 氙 气 的 影 响 使 得 钠 的 深 橙 色 光 得 到 中 和, 产 生 更 加 偏 白 的 橙 色 光 这 些 灯 具 配 有 透 明 的 管 状 或 椭 圆 形 玻 璃 灯 页 码 104

105 泡, 或 者 具 有 散 光 白 色 涂 层 这 些 灯 具 都 配 有 爱 迪 生 螺 旋 灯 座 也 有 每 端 带 有 触 头 的 线 性 款 型 ( 与 线 性 卤 钨 泛 光 灯 相 似 ) 高 压 钠 灯 的 光 线 从 钠 原 子 和 汞 原 子 ( 来 自 钠 汞 合 金 ) 以 及 填 充 的 氙 气 原 子 的 激 发 效 应 中 产 生 弧 光 管 内 部 的 工 作 压 力 约 为 高 压 钠 灯 的 80% 在 较 高 工 作 压 力 下, 汞 能 够 产 生 一 定 的 蓝 光 和 红 光 氙 也 能 产 生 一 些 蓝 光, 加 上 钠 的 特 殊 橙 色 光, 这 一 组 合 为 灯 具 带 来 了 偏 白 的 橙 色 外 观 大 型 迪 生 螺 旋 帽 ( ) 吸 收 器 弧 管 支 架 极 真 空 外 部 灯 泡 ( 不 受 气 ( 通 控 制 候 条 件 影 响 的 防 温 度 确 保 化 玻 璃 ) 弧 管 的 效 率 ) 弧 管 密 封 含 的 陶 瓷 弧 管 塞 较 小 弧 光 管 由 多 晶 氧 化 铝 ( 陶 瓷 形 式 的 氧 化 铝 ) 制 成 偏 白 的 橙 色 光 可 以 透 过 此 种 材 料, 而 且 此 类 材 料 能 够 抵 抗 熔 融 钠 的 化 学 侵 蚀 充 满 电 子 发 光 材 料 的 钨 电 极 封 入 弧 光 管 的 末 端, 弧 光 管 内 部 安 装 了 管 状 或 椭 圆 形 的 外 层 玻 璃 灯 泡 所 有 的 高 压 钠 灯 都 需 要 3000V V 的 点 火 电 压 以 及 串 联 镇 流 器, 从 而 控 制 灯 具 电 流 某 些 高 压 钠 灯 的 外 层 灯 泡 中 含 有 内 部 点 火 器 点 火 器 在 开 关 开 启 后 的 一 两 秒 内 启 动, 通 过 镇 流 器 以 及 一 系 列 极 高 电 压 脉 冲 来 点 亮 灯 具 一 旦 灯 具 启 动, 内 部 点 火 器 便 停 止 工 作 铌 管 氧 化 铝 - 陶 瓷 引 线 接 触 板 电 极 汞 合 金 灯 头 外 部 灯 泡 放 电 电 弧 玻 璃 焊 剂 吸 收 器 氙 气 钼 箔 高 灯 页 码 105

106 灯 具 类 型 所 有 单 端 类 型 灯 具 都 配 有 爱 迪 生 螺 旋 灯 座 管 状 型 灯 具 总 是 具 有 透 明 的 灯 泡, 而 椭 圆 形 一 般 在 内 部 含 有 白 色 散 光 涂 层 此 涂 层 没 有 采 用 磷, 因 为 这 些 灯 具 在 放 电 中 产 生 的 紫 外 线 非 常 少 也 有 使 用 外 层 石 英 灯 泡 而 且 每 端 带 有 触 头 的 线 性 款 型 ( 与 线 性 卤 钨 灯 相 似 ) 高 压 钠 灯 分 为 两 种 等 级 标 准 和 超 级 与 标 准 款 型 相 比, 超 级 款 型 能 够 提 供 更 高 的 发 光 功 效 和 更 好 的 光 通 维 持 率 性 能 改 进 源 自 于 氙 气 压 力 的 提 高, 但 是 缺 点 是 超 级 灯 泡 启 动 更 难, 需 要 质 量 更 好 的 点 火 器 标 称 死 亡 率 和 光 通 维 持 率 曲 线 现 在 出 现 了 可 靠 性 大 幅 提 升 的 高 压 钠 灯 灯 具 使 用 寿 命 延 长, 使 用 户 免 于 过 早 故 障 的 困 扰, 无 需 在 计 划 群 组 替 换 前 支 付 昂 贵 的 灯 具 更 换 费 用 这 些 灯 具 的 使 用 寿 命 从 小 时 ( 一 般 使 用 3 年 ) 增 加 到 16000( 一 般 使 用 4 年 ) 存 活 者 ( 用 百 分 比 表 示 ) 存 活 者 :VIALOX NAV 4Y 照 明 时 间 光 通 量 ( 用 百 分 比 表 示 ) 光 通 持 率 :VIALOX NAV 4Y 照 明 时 间 参 数 数 值 页 码 106

107 额 定 平 均 寿 命 : W W 28,000 小 时 32,000 小 时 光 通 维 持 率 : 小 时 ( W) 小 时 ( W) 79% 82% 发 光 功 效 : W W lm/w lm/w 重 要 的 是 在 使 用 小 时 ( 一 般 4 年 使 用 寿 命 ) 的 情 况 下, 故 障 率 仅 为 5% - 8%, 而 光 通 维 持 率 为 90% 以 上 这 些 灯 具 的 通 用 表 示 法 为 SON( sun 的 变 形, 原 因 在 于 其 具 有 较 佳 显 色 性 ) 根 据 其 首 字 母 缩 写 词, 也 称 为 HPS 灯 具 适 用 范 围 由 于 使 用 寿 命 更 长 且 显 色 性 更 佳, 高 压 钠 灯 比 SOX 灯 应 用 范 围 更 加 广 泛 适 用 范 围 通 常 包 括 : 道 路 和 街 道 照 明 ( 逐 渐 取 代 SOX 灯 ) 便 利 照 明 ( 公 共 区 域 停 车 场 等 ) 建 筑 物 和 纪 念 碑 的 泛 光 照 明 ( 对 于 泛 光 照 明 的 历 史 建 筑 而 言, 偏 白 的 橙 色 光 特 别 有 效 ) 仓 库 和 冷 藏 库 照 明 光 谱 输 出 中 带 有 较 多 蓝 色 成 分 的 高 压 钠 灯 ( 虽 然 肉 眼 无 法 辨 别 ) 特 别 适 用 于 园 艺 照 明, 可 以 促 进 植 物 生 长 低 压 钠 灯 对 于 低 压 钠 灯, 氖 气 和 氩 气 的 混 合 气 体 在 极 低 压 下 放 电, 激 发 钠 金 属 从 而 产 生 光 这 些 灯 带 有 独 特 的 深 橙 色 光, 因 此 在 所 有 HID 灯 中 发 光 功 效 最 高 所 有 这 些 灯 都 具 有 透 明 的 管 状 外 层 灯 泡, 带 有 卡 口 灯 座 但 是 这 些 灯 在 触 头 片 间 具 有 额 外 绝 缘 体, 从 而 阻 挡 灯 具 启 动 所 需 的 极 高 电 压 页 码 107

108 SOX 灯 需 要 高 压 来 启 动 ( 有 时 超 过 600 V) 同 时 也 需 要 与 灯 具 串 联 的 镇 流 器 来 控 制 灯 具 电 流 SOX 灯 的 一 般 控 制 装 置 为 专 用 变 压 器, 该 变 压 器 可 提 供 初 始 高 压 来 点 亮 灯 具, 然 后 改 变 其 工 作 方 式, 作 为 串 联 镇 流 器 来 控 制 灯 具 电 流 对 于 低 压 钠 (SOX) 灯, 氖 气 和 氩 气 的 混 合 气 体 在 极 低 工 作 压 力 下 放 电, 激 发 钠 原 子 从 而 产 生 光, 该 压 力 仅 为 大 气 压 的 1% 左 右, 因 此 称 为 低 压 由 于 熔 融 钠 极 易 腐 蚀 石 英 和 普 通 玻 璃, 对 于 U 型 且 含 有 管 状 玻 璃 外 层 灯 泡 的 弧 光 管 而 言, 必 须 使 用 专 用 耐 钠 玻 璃, 其 长 度 根 据 灯 具 功 率 而 不 同 效 率 和 热 损 失 SOX 灯 的 热 损 失 是 主 要 考 虑 因 素 仅 33% 左 右 的 能 量 输 出 表 现 为 可 见 光, 剩 下 的 可 能 作 为 热 量 ( 红 外 辐 射 ) 损 失 掉 了 为 了 保 存 这 种 热 量, 外 层 玻 璃 灯 泡 的 内 部 涂 覆 氧 化 铟 (InO) 薄 层, 其 中 氧 化 铟 能 够 反 射 热 量, 同 时 传 输 橙 色 钠 光 专 用 SOX 经 济 (SOX-E) 款 型 具 有 更 有 效 的 氧 化 铟 反 射 膜, 因 此 热 量 更 少 损 失, 而 更 多 地 反 射 回 弧 光 管 在 专 用 控 制 装 置 的 帮 助 下, 这 些 灯 在 所 有 人 工 光 源 中 具 有 最 高 的 发 光 功 效, 最 高 可 达 200 lm/w 实 际 考 虑 因 素 所 有 的 SOX 和 SOX-E 灯 使 用 相 同 的 卡 口 灯 座 BY22d 在 某 些 国 家 或 地 区, 传 统 白 炽 灯 所 使 用 的 灯 座 与 之 相 似 但 并 不 相 同 区 别 在 于,BY22d 灯 座 在 突 起 的 触 头 片 之 间 具 有 绝 缘 部 分, 用 于 在 电 压 可 能 超 过 600 V 时 提 供 点 火 所 需 的 额 外 电 力 绝 缘 BY22d 灯 SOX 灯 适 用 范 围 包 括 主 干 道 高 速 公 路 隧 道 停 车 场 运 河 等 的 经 济 照 明 另 一 个 优 势 是, 它 们 的 单 色 黄 光 不 吸 引 昆 虫 ( 约 为 汞 蒸 气 灯 的 5%) 页 码 108

109 标 称 死 亡 率 和 光 通 维 持 率 曲 线 存 活 者 ( 用 百 分 比 表 示 ) 存 活 者 :SOX 和 SOX-E 光 通 量 ( 用 百 分 比 表 示 ) 照 明 时 间 光 通 持 率 :SOX 和 SOX-E 照 明 时 间 参 数 数 值 额 定 平 均 寿 命 16,000 小 时 小 时 下 的 光 通 维 持 率 85% 发 光 功 效 : SOX SOX-E lm/w lm/w 所 有 灯 具 制 造 商 使 用 的 普 遍 表 示 法 为 SOX, 其 中 : SO= 钠 X= 低 压 放 电 根 据 其 首 字 母 缩 写 词, 有 时 也 称 为 LPS 灯 适 用 范 围 页 码 109

110 由 于 其 发 光 功 效 较 高 而 显 色 能 力 较 差,SOX 灯 仅 用 于 需 要 节 能 而 不 需 要 良 好 色 彩 重 现 的 情 况 下 适 用 范 围 包 括 : 道 路 照 明 ( 特 别 是 高 速 公 路 ) 工 业 照 明 ( 例 如, 重 工 业 维 修 区 ) 氙 放 电 灯 通 过 氙 气 在 极 高 气 压 下 放 电, 这 些 灯 具 产 生 非 常 强 烈 的 蓝 白 光 氙 气 在 极 高 工 作 气 压 ( 大 气 压 的 20 到 30 倍 ) 下 放 电, 从 而 产 生 光 在 开 关 开 启 的 瞬 间, 灯 具 发 出 明 亮 的 蓝 白 光 它 们 使 用 内 壁 非 常 厚 的 石 英 弧 光 管 来 抵 抗 极 高 的 工 作 气 压, 但 是 没 有 外 层 灯 泡 这 些 灯 具 寿 命 不 长 ( 只 持 续 几 百 小 时 ), 适 用 于 非 常 特 殊 的 场 合, 例 如, 医 用 内 窥 镜 探 照 灯 和 电 影 放 映 机 由 于 具 有 瞬 间 高 光 输 出, 因 此 XBO 灯 的 用 途 非 常 特 殊 它 们 的 寿 命 和 光 通 维 持 率 不 太 重 要, 因 为 它 们 不 用 于 普 通 照 明 适 用 范 围 与 其 他 HID 灯 相 比, 氙 放 电 灯 的 优 势 在 于 瞬 间 释 放 的 蓝 白 光, 它 们 能 够 在 开 关 开 启 时 立 即 产 生 高 强 度 光 它 们 仅 适 用 于 非 常 特 殊 的 场 合, 包 括 : 商 业 电 影 放 映 机 的 光 源 效 果 照 明 ( 迪 斯 科 舞 厅 和 流 行 音 乐 会 ) 军 事 探 照 灯 监 视 照 明 ( 警 用 直 升 机 上 ) 摄 影 棚 照 明 ( 在 摄 影 棚 中 模 拟 日 光 ) 闪 光 照 明 ( 闪 光 灯 基 本 上 都 是 氙 放 电 灯 ) 医 用 内 窥 镜 HID 灯 的 启 动 时 间 瞬 间 点 亮 的 氙 放 电 灯 除 外, 其 他 所 有 HID 灯 都 需 要 几 分 钟 才 能 达 到 全 光 输 出 ( 尽 管 具 有 钨 丝 和 汞 放 电 灯 管 的 高 压 汞 灯 能 通 过 灯 丝 提 供 即 时 白 炽 光 ) 这 一 时 间 很 有 必 要, 因 为 弧 光 管 中 的 金 属 需 要 一 定 时 间 才 能 达 到 其 释 放 全 光 输 出 的 温 度 启 动 时 间 取 决 于 灯 具 类 型 及 其 尺 寸 一 般 而 言, 较 低 功 率 的 灯 具 启 动 较 快, 而 较 高 功 率 的 款 型 启 动 时 间 较 长 页 码 110

111 灯 类 型 启 动 时 间 ( 分 钟 ) 氙 放 电 灯 瞬 间 金 属 卤 化 物 灯 5 8 高 压 汞 灯 4 6 高 压 钠 灯 2 4 低 压 钠 灯 HID 灯 重 新 启 动 不 同 于 白 炽 灯,HID 灯 在 开 关 时 反 应 并 不 迅 速 一 旦 开 关 关 闭,HID 灯 必 须 冷 却 下 来, 使 得 弧 光 管 中 的 气 压 降 到 可 以 重 新 启 动 灯 具 的 水 平 重 新 启 动 时 间 可 能 相 当 长, 特 别 对 于 较 大 灯 具 而 言, 它 们 需 要 更 长 的 冷 却 时 间 对 于 高 压 钠 灯, 重 新 启 动 时 间 约 为 30 秒 到 90 秒 不 等, 对 于 小 型 金 属 卤 化 物 灯 和 汞 蒸 气 灯, 重 新 启 动 时 间 约 为 5 到 8 分 钟 对 于 大 型 高 功 率 金 属 卤 化 物 灯, 重 新 启 动 的 延 迟 时 间 最 多 可 达 分 钟 低 压 钠 灯 能 够 瞬 间 重 新 启 动 对 于 某 些 金 属 卤 化 物 灯 和 高 压 钠 灯 而 言, 热 启 动 是 可 能 的, 但 是 必 须 使 用 专 用 控 制 装 置, 因 为 所 需 点 火 电 压 必 须 在 V V 的 范 围 之 内 在 线 性 双 端 灯 具 中 才 能 安 全 实 施 这 一 做 法, 甚 至 只 有 在 带 有 额 外 绝 缘 体 以 抵 抗 该 高 电 压 的 灯 具 中 才 是 可 行 的 这 也 可 能 对 灯 具 寿 命 造 成 有 害 影 响 HID 灯 对 于 电 源 的 短 暂 中 断 十 分 敏 感 虽 然 白 炽 灯 和 荧 光 灯 将 短 暂 地 熄 灭 并 立 即 点 亮, 电 源 的 中 断 即 使 小 于 0.02 秒 也 会 造 成 HID 灯 永 久 熄 灭 如 前 文 所 述,HID 灯 必 须 冷 却 数 分 钟 后, 点 火 器 才 能 再 次 工 作 HID 灯 的 调 光 为 了 使 HID 灯 变 暗, 需 要 其 在 功 率 不 足 的 情 况 下 工 作 但 是,HID 灯 设 计 为 在 指 定 电 压 和 电 流 的 很 小 公 差 内 工 作, 以 便 提 供 所 声 称 的 光 输 出 能 耗 和 灯 具 寿 命 若 HID 灯 在 此 公 差 外 工 作, 则 并 不 稳 定 而 且 容 易 熄 灭 这 种 操 作 也 可 能 损 坏 弧 光 管 中 的 电 极, 从 而 造 成 灯 具 寿 命 缩 短 页 码 111

112 调 光 的 要 求 主 要 是 针 对 金 属 卤 化 物 灯 尝 试 对 金 属 卤 化 物 灯 调 光 会 造 成 弧 光 管 工 作 温 度 过 低, 从 而 导 致 一 些 金 属 卤 化 物 出 现 凝 结 后 果 是 卤 化 物 凝 结 导 致 色 彩 损 失, 并 且 灯 具 的 总 体 光 谱 输 出 发 生 改 变 色 温 会 出 现 变 化 ( 通 常 是 升 高 ), 并 且 显 色 指 数 明 显 下 降 因 此 不 推 荐 对 金 属 卤 化 物 灯 进 行 调 光, 因 为 无 法 保 证 灯 具 的 颜 色 和 寿 命 性 能 HID 灯 的 安 全 操 作 只 有 高 压 汞 灯 和 金 属 卤 化 物 灯, 才 具 有 在 超 过 大 气 压 的 情 况 下 也 能 很 好 工 作 的 弧 光 管 偶 尔 地, 这 种 情 形 可 能 导 致 弧 光 管 爆 炸 ( 通 常 在 寿 命 结 束 时 ) 有 时, 弧 光 管 爆 炸 会 造 成 外 层 灯 泡 破 碎, 如 果 照 明 设 备 为 开 放 式 的 ( 即 没 有 使 用 钢 化 玻 璃 安 全 挡 板 进 行 密 封 ), 则 会 从 灯 具 中 极 其 危 险 地 溅 出 热 玻 璃 和 石 英 的 碎 片 大 多 数 照 明 设 备 都 没 有 配 备 安 全 挡 板, 因 为 挡 板 会 使 灯 具 变 得 十 分 昂 贵 注 释 : 高 压 钠 灯 和 低 压 钠 灯 的 弧 光 管 的 工 作 气 压 小 得 多, 不 容 易 产 生 爆 炸 故 障 金 属 卤 化 物 灯 越 来 越 多 地 应 用 于 会 议 室 购 物 中 心 DIY 商 店 等 地 点 由 于 这 些 地 方 所 使 用 的 照 明 设 备 许 多 是 开 放 式 类 型 ( 即 没 有 安 全 挡 板 ), 因 此 开 发 了 一 系 列 金 属 卤 化 物 灯, 具 有 自 我 保 护 功 能, 可 以 在 开 放 式 照 明 设 备 中 安 全 使 用 在 内 部, 弧 光 管 包 含 在 电 线 加 强 型 末 端 开 放 式 石 英 灯 管 中 如 果 弧 光 管 发 生 爆 炸, 周 围 的 石 英 灯 管 吸 收 爆 炸 的 能 量, 并 减 慢 破 碎 弧 光 管 碎 片 的 快 速 移 动, 阻 止 这 些 碎 片 破 坏 外 层 灯 泡 实 际 上, 来 自 弧 光 管 和 周 围 石 英 的 所 有 碎 片 都 保 留 在 外 层 灯 泡 内, 不 会 离 开 照 明 设 备 来 自 HID 灯 的 紫 外 线 高 压 钠 灯 和 低 压 钠 灯 产 生 少 量 紫 外 线, 而 且 几 乎 所 有 都 被 外 层 玻 璃 灯 泡 吸 收 紫 外 线 辐 射 并 不 是 值 得 关 注 的 重 要 问 题 另 一 方 面, 高 压 汞 灯 和 金 属 卤 化 物 灯 会 在 其 弧 光 管 处 产 生 相 对 较 高 水 平 的 紫 外 线 具 有 外 层 玻 璃 灯 泡 的 那 些 款 型, 由 于 玻 璃 的 过 滤 效 果, 其 产 生 的 紫 外 线 会 显 著 减 少, 而 且 不 会 造 成 任 何 健 康 危 害 然 而, 如 果 长 时 间 照 射 彩 色 感 光 材 料, 它 们 会 产 生 漂 白 效 果 页 码 112

113 对 于 具 有 外 层 石 英 灯 泡 的 金 属 卤 化 物 灯 而 言, 其 所 产 生 的 紫 外 线 水 平 可 能 对 健 康 造 成 危 害, 因 为 普 通 石 英 无 法 将 紫 外 线 辐 射 过 滤 掉 在 带 有 这 些 灯 具 的 照 明 设 备 上 使 用 紫 外 线 过 滤 器 通 常 是 必 要 的 但 是, 如 今 的 一 些 制 造 商 在 金 属 卤 化 物 灯 产 品 中 使 用 一 种 特 殊 的 紫 外 线 过 滤 石 英 从 健 康 角 度 来 看, 这 些 灯 具 都 能 够 使 用, 无 需 在 照 明 设 备 上 添 加 紫 外 线 过 滤 器 然 而, 如 果 被 照 物 体 特 别 敏 感 ( 例 如, 珍 贵 油 画 ), 则 在 照 明 设 备 上 使 用 紫 外 线 过 滤 器 来 消 除 漂 白 效 应 是 明 智 的 3.6 LED 注 意 :LED 和 能 效 LED 是 一 项 新 兴 技 术, 而 且 常 声 称 具 有 高 效 率 然 而, 最 近 的 实 践 表 明,LED 具 有 一 个 效 率 范 围, 因 此 出 于 任 何 照 明 目 的 选 择 LED 时 应 格 外 小 心 LED 为 发 光 的 半 导 体 器 件 它 们 可 能 拥 有 很 长 的 寿 命 ( 最 长 可 达 小 时 ), 合 理 高 效 ( 每 照 明 设 备 约 为 40 至 60 lm/w) 且 紧 凑 坚 韧 市 面 上 有 许 多 LED 卤 素 替 代 产 品, 这 一 阶 段 功 率 最 大 的 灯 泡 使 用 3 瓦 特 LED 它 们 适 用 于 任 务 照 明 等 特 殊 情 形, 最 适 合 于 在 物 体 与 LED 之 间 的 距 离 小 于 一 米 的 场 合 下 进 行 照 明 必 须 控 制 LED 产 生 的 热 量, 以 便 达 到 较 高 光 输 出 迄 今 为 止 的 经 验 表 明,LED 必 须 具 有 良 好 的 散 热 片, 使 得 照 明 设 备 内 部 的 LED 能 够 保 持 较 低 的 结 点 温 度 为 了 使 元 件 能 够 成 功 工 作,LED 的 安 装 与 连 接 非 常 重 要 在 这 一 发 展 阶 段,LED 照 明 设 备 相 当 昂 贵 LED 工 作 原 理 与 钨 丝 灯 放 电 灯 和 荧 光 灯 有 很 大 差 异, 它 是 通 过 称 为 注 入 式 电 致 发 光 的 过 程 进 行 工 作 的 这 一 现 象 最 早 是 由 H. J. Round 在 1907 年 进 行 碳 化 硅 实 验 时 观 察 到 的 但 是, 由 于 他 实 际 上 是 在 寻 找 雷 达 学 在 航 海 业 中 的 新 应 用 方 法, 因 此 他 的 发 现 完 全 被 人 遗 忘, 直 到 1962 年 才 发 明 了 最 早 的 红 色 LED 到 了 70 年 代 中 期, 在 红 色 中 加 入 了 其 他 颜 色, 包 括 黄 色 橙 色 和 绿 色 但 是, 效 率 与 光 输 出 仍 然 不 高 在 1970 年 到 1995 年 之 间, 红 色 LED 的 光 输 出 增 加 到 原 来 的 近 45 倍, 在 1995 年 到 2003 年 之 间, LED 的 效 率 平 均 增 加 到 原 来 的 16 倍, 而 每 个 LED 封 装 的 光 输 出 增 加 到 原 来 的 430 倍 最 终 结 果 是, 如 今 LED 的 效 率 和 光 输 出 可 适 用 于 各 种 不 同 情 形, 包 括 交 通 信 号 与 标 志 大 面 积 视 频 显 示 器 汽 车 仪 表 和 开 关 照 明 自 2005 年 以 来, 由 于 进 一 步 的 发 展,LED 在 高 水 平 照 明 的 应 用 方 面 取 得 了 快 速 的 增 长 例 如,LED 已 经 应 用 于 一 般 效 果 照 明 和 装 饰 照 明, 在 不 久 的 将 来, 将 取 代 某 些 传 统 光 源 LED 结 构 页 码 113

114 发 光 二 极 管 (LED) 是 固 态 电 子 元 件, 具 有 二 极 管 的 特 性, 即 只 允 许 电 流 从 它 的 一 个 方 向 通 过 当 电 流 以 正 确 的 方 向 通 过 LED 时,LED 会 产 生 一 种 特 殊 颜 色 的 光 可 以 将 LED 看 做 小 型 照 明 设 备 封 装 产 品 可 以 包 含 内 置 反 射 器 和 透 镜 彩 色 滤 光 片 以 及 散 射 材 料 透 镜 ( 作 为 环 氧 树 脂 套 阳 极 ( 正 极 ) LED 芯 片 阴 极 ( 负 极 ) 正 极 导 线 负 极 导 线 分 立 式 LED 的 组 合 零 件 分 立 式 LED 单 个 LED 称 为 分 立 式 LED 在 实 际 使 用 中, 分 立 式 LED 组 装 ( 安 装 ) 于 印 刷 电 路 板 上, 通 常 带 有 额 外 电 子 组 件 以 控 制 通 过 LED 的 电 流 通 孔 或 径 向 LED 艺 术 面 安 装 型 LED( 即 TOPLED 金 龙 LED 和 径 向 LED) 的 形 态 分 立 式 LED 具 有 不 同 类 型 某 些 LED 的 引 脚 穿 过 电 路 板 上 的 通 孔, 并 通 过 焊 接 固 定 于 电 路 板 底 部 这 些 LED 称 为 通 孔 或 径 向 型 LED 径 向 LED 封 装 在 其 顶 部 装 有 透 镜, 可 以 产 生 更 高 强 度 的 光 束 但 是, 这 意 味 着 此 类 LED 将 在 表 面 上 投 射 一 个 光 点 径 向 LED 不 能 达 到 某 个 区 域 均 匀 照 明 的 效 果 页 码 114

115 表 面 安 装 型 LED 更 现 代 类 型 的 LED 位 于 电 路 板 顶 部, 而 且 自 动 焊 接, 进 而 使 得 焊 点 位 于 电 路 板 顶 部 此 类 LED 被 称 为 表 面 安 装 型 LED 表 面 安 装 型 LED 尺 寸 范 围 从 0.5 x 1.5 x 0.3 mm 的 微 型 LED( 用 于 手 机 等 空 间 紧 凑 的 设 备 ) 到 20 x 20 x 2.5 mm 或 更 大 的 高 功 率 LED 表 面 安 装 型 LED 可 以 通 过 机 器 快 速 准 确 地 安 装 在 电 路 板 上 因 此, 机 器 可 以 使 用 LED, 将 其 封 入 塑 料 带 并 卷 绕 到 卷 盘 上 这 种 封 装 方 式 称 为 卷 带 封 装, 而 根 据 LED 和 卷 盘 的 尺 寸,LED 的 一 卷 可 以 为 800 片 到 8000 片 不 同 于 径 向 LED, 大 多 数 表 面 安 装 型 LED 没 有 透 镜, 可 以 在 表 面 产 生 更 均 匀 的 照 明 根 据 不 同 的 应 用, 带 有 透 镜 或 专 用 附 加 透 镜 的 LED 用 途 更 为 广 泛 LED 模 块 在 一 个 单 元 中 安 装 一 或 多 个 分 立 式 LED 用 于 照 明 或 显 示 即 为 模 块 化 LED 虽 然 可 以 使 用 径 向 LED 构 成 模 块, 但 是 通 常 使 用 具 有 自 动 化 技 术 的 表 面 安 装 型 LED 根 据 不 同 的 应 用, 可 能 使 用 LED 透 镜 操 作 在 每 个 LED 的 中 心 部 分, 有 一 小 块 半 导 体 材 料, 称 为 LED 晶 片 晶 片 的 地 位 与 灯 泡 中 的 灯 丝 相 同, 因 为 产 生 光 的 正 是 晶 片 高 功 率 LED 晶 片 的 尺 寸 约 为 1 立 方 毫 米, 其 他 LED 类 型 的 晶 片 则 更 小 晶 片 底 部 粘 贴 或 焊 接 在 细 金 属 架 ( 引 线 架 ) 中 称 为 接 合 线 的 极 细 金 属 丝 附 接 于 LED 晶 片 顶 部, 具 有 导 电 性 极 佳 的 图 案 金 属 丝 附 接 在 引 线 架 的 另 一 端 页 码 115

116 光 输 出 无 色 或 带 有 颜 色 的 环 氧 树 脂 接 合 线 引 线 框 架 LED 晶 片 ( 芯 片 ) 引 线 框 架 阳 极 (+ve) 阴 极 (-ve) 基 本 LED 结 构 当 通 过 引 线 架 触 头 而 施 加 于 LED 上 的 电 流 具 有 正 确 电 压 和 电 极 时, 电 流 便 穿 过 晶 片 通 过 称 为 注 入 式 电 致 发 光 的 过 程, 晶 片 层 中 的 不 同 电 极 使 50 % 到 90% 的 电 能 在 结 合 处 转 化 为 光 这 一 过 程 实 际 上 显 然 比 任 何 其 他 光 源 都 更 加 有 效 注 入 式 电 致 发 光 并 不 像 钨 丝 灯 ( 白 炽 灯 ) 那 样 需 要 热 量, 也 不 像 荧 光 灯 管 ( 荧 光 灯 ) 那 样 需 要 化 学 物 质 来 发 光 它 完 全 是 由 掺 杂 而 造 成 材 料 中 的 原 子 差 异, 进 而 引 发 的 相 应 现 象 LED 晶 片 中 的 场 致 发 光 可 以 看 到 顶 部 的 接 合 线 效 率 不 幸 的 是, 在 结 合 处 产 生 的 光 很 大 一 部 分 没 有 从 晶 片 中 释 放 出 来, 而 是 被 重 新 吸 收, 剩 余 部 分 则 转 化 为 热 量 由 于 这 是 持 续 发 展 的 过 程, 效 率 正 在 不 断 提 高 即 便 如 此, 与 传 统 光 源 相 比,LED 仍 非 常 有 效 例 如, 达 到 相 同 性 能,LED 交 通 信 号 灯 所 消 耗 的 能 量 仅 为 卤 化 物 灯 的 25% 到 30% 页 码 116

117 3.6.4 LED 制 造 LED 晶 片 由 晶 圆 制 造 工 厂 制 造 在 工 厂 中, 称 为 掺 杂 剂 的 不 同 化 学 物 质 作 为 气 体 或 液 体, 在 高 温 下 穿 过 纯 度 极 高 的 半 导 体 材 料 ( 基 材 ) 的 圆 形 晶 圆 两 组 不 同 的 掺 杂 剂 扩 散 到 晶 圆 中, 形 成 截 然 不 同 的 两 层, 含 有 不 同 原 子, 因 此 具 有 不 同 电 气 特 性 两 层 的 边 界 称 为 结 合 处, 此 边 界 即 是 电 致 发 光 发 生 的 位 置 掺 杂 后 硅 片 的 结 构 窗 口 层 p 型 掺 杂 层 活 性 层 发 出 光 n 型 掺 杂 层 未 掺 杂 区 域 当 扩 散 过 程 完 成, 通 过 遮 蔽 和 蚀 刻, 晶 片 表 面 可 以 塑 形, 以 便 释 放 出 光 随 后, 精 细 金 属 图 案 在 晶 片 ( 金 属 化 ) 顶 部 形 成, 可 用 于 传 导 电 流 最 后, 晶 圆 被 锯 成 单 个 的 LED 晶 片, 有 时 呈 锯 片 状 锯 开 的 晶 圆 被 传 送 至 另 一 个 设 备 ( 后 端 生 产 ), 其 中, LED 晶 片 通 过 胶 水 或 焊 接 剂 单 个 地 安 装 在 细 金 属 框 (LED 的 引 线 框 ) 上 极 细 金 属 丝 的 一 端 称 为 接 合 线, 其 随 后 附 接 于 LED 顶 部 的 金 属 图 案 上, 另 一 端 附 接 于 引 线 框 的 另 一 侧 上 引 线 框 随 后 安 置 在 固 体 环 氧 树 脂 块 内, 以 便 支 撑 整 个 组 件 的 强 度, 最 后 的 铸 造 程 序 为 晶 片 提 供 了 保 护 LED 随 后 自 动 测 试 并 分 组, 然 后 封 装 送 至 仓 库 LED 颜 色 根 据 扩 散 到 晶 片 的 掺 杂 化 学 物 质 不 同,LED 发 出 的 光 具 有 不 同 的 特 殊 颜 色 和 波 长, 而 且 实 际 上 为 饱 和 的 单 色 铟 镓 氮 的 掺 杂 化 学 物 质 能 够 使 LED 发 出 蓝 色 到 绿 色 波 段 范 围 的 光 根 据 掺 杂 剂 的 化 学 符 号 (In Ga 和 N), 这 些 LED 被 命 名 为 InGaN LED 铟 镓 铝 和 磷 的 掺 杂 剂 能 够 使 LED 发 出 绿 色 到 红 色 波 段 范 围 的 光 根 据 掺 杂 剂 的 化 学 符 号 ((In Ga Al 和 P), 这 些 LED 通 常 被 命 名 为 InGaAlP LED 页 码 117

118 目 前, 市 面 上 能 买 到 的 LED 可 以 产 生 某 种 特 殊 颜 色 的 光 通 过 使 用 蓝 色 LED 和 黄 磷 ( 将 一 部 分 绿 光 转 化 为 黄 光 ) 的 光, 能 够 产 生 白 光 根 据 蓝 色 和 黄 色 光 的 比 例, 可 以 实 现 不 同 的 色 温 眼 睛 响 应 曲 线 570nm 绿 光 LED 的 响 应 曲 线 波 长 (nm)led 的 响 应 曲 线 LED 的 光 通 常 是 单 色 光, 即 只 包 含 一 多 色 LED 种 波 长 (nm)led 的 响 应 曲 线 来 自 单 个 LED 的 光, 特 别 是 基 色 ( 红 绿 和 蓝 ) 光, 可 以 混 合 在 一 起 产 生 范 围 更 广 的 颜 色, 甚 至 比 质 量 最 好 的 电 视 还 要 广 制 造 商 生 产 了 一 些 含 有 三 个 晶 片 而 非 单 个 晶 片 的 LED 封 装 通 过 将 红 绿 蓝 三 色 LED 晶 片 组 合 在 同 一 个 封 装 内,LED 可 以 具 有 更 为 广 泛 的 用 途, 从 每 平 方 米 使 用 多 达 个 LED 的 大 面 积 视 频 显 示 器, 到 用 于 整 栋 建 筑 照 明 的 变 色 照 明 设 备 白 色 LED LED 晶 片 发 出 的 颜 色 光 实 际 上 是 单 色 的, 因 此 所 使 用 的 产 生 白 色 光 的 技 术 与 荧 光 灯 管 所 使 用 的 相 似 在 荧 光 灯 管 中, 气 体 放 电 产 生 紫 外 线, 使 得 玻 璃 灯 管 内 部 的 磷 混 合 涂 层 产 生 荧 光 并 发 出 可 用 的 白 色 光 单 芯 片 白 色 LED 结 构 : 在 覆 盖 LED 晶 片 的 透 明 澄 清 环 氧 树 脂 内 加 入 磷 换 句 话 说, 最 新 技 术 使 用 芯 片 级 转 化 (CLC), 在 晶 片 顶 部 涂 覆 薄 磷 层, 以 提 供 更 加 均 匀 的 白 色 光 蓝 色 LED 晶 片 激 发 磷 磷 发 出 浅 黄 色 光 来 自 磷 和 蓝 色 LED 的 光 相 结 合, 产 生 不 同 色 温 的 白 色 光 页 码 118

119 输 出 的 光 是 LED 和 磷 的 混 合 光 含 磷 环 氧 树 脂 普 通 环 氧 树 脂 蓝 色 LED 晶 片 ( 芯 片 ) 接 合 线 白 色 LED 运 行 色 温 由 于 白 色 光 是 通 过 混 合 两 种 来 源 ( 晶 片 和 磷 ) 的 光 而 产 生 的, 而 且 来 自 两 种 光 源 的 光 的 比 例 可 以 不 同, 所 以 白 色 LED 的 色 温 可 处 于 2700 K 到 K 的 范 围 内 因 此, 这 些 LED 的 分 组 很 有 必 要, 可 以 便 确 保 单 个 分 立 式 LED 或 LED 模 块 之 间 的 颜 色 没 有 明 显 差 异 制 造 商 对 所 提 供 的 LED 模 块 按 照 色 温 分 组, 使 得 客 户 可 以 确 保 一 致 性 LED 的 照 明 用 途 LED 是 非 常 小 的 光 源 若 要 产 生 与 100 W 的 GLS 灯 相 同 的 光 量, 需 要 数 量 庞 大 的 输 出 最 高 的 白 色 LED 在 设 计 小 巧 紧 凑 的 光 源 时, 它 们 的 较 小 尺 寸 实 际 上 具 有 相 应 的 优 势, 这 也 是 LED 开 始 应 用 于 普 通 照 明 的 原 因 之 一 其 他 主 要 原 因 如 下 : 可 靠 性 效 率 安 全 低 压 操 作 当 选 择 LED 作 为 普 通 用 途 照 明 时, 需 要 注 意, 来 自 澳 大 利 亚 和 美 国 的 研 究 表 明, 许 多 LED 产 品 对 其 性 能 有 些 夸 大 其 词 可 靠 性 不 同 于 大 部 分 灯 具,LED 不 会 出 现 灾 难 性 故 障 ( 即 在 正 常 工 作 时 停 止 产 生 光 ) LED 的 光 输 出 随 时 间 而 逐 渐 下 降, 光 输 出 下 降 的 比 率 主 要 取 决 于 LED 晶 片 的 平 均 工 作 温 度 ( 结 点 温 度 ) LED 的 光 输 出 下 降 到 无 法 使 用 的 水 平 可 能 需 要 数 十 年, 普 遍 采 用 的 规 定 LED 寿 命 的 方 法 是 光 输 出 下 降 到 原 值 的 50% 的 时 间 即 便 使 用 这 一 方 法, 正 常 条 件 下 LED 可 以 持 续 工 作 小 时 (17 年 ), 而 之 后 仍 可 以 发 出 可 用 光! 页 码 119

120 由 于 LED 结 构 坚 固 而 不 是 由 脆 弱 材 料 制 成, 它 们 具 有 很 高 的 抗 冲 击 和 抗 振 动 能 力 例 如,LED 交 通 灯 具 有 以 下 能 力 : 在 一 个 单 元 中 具 有 多 色 LED, 即 变 色 灯 具 关 闭 一 个 灯 具 中 的 某 些 单 个 LED 元 件, 可 以 显 示 相 应 的 图 案 和 形 状 例 如, 可 以 轻 易 地 使 一 个 LED 灯 显 示 绿 色 的 左 转 箭 头 右 转 箭 头 等 效 率 如 上 文 所 述, 尽 管 LED 的 功 耗 为 45 W 左 右, 但 是 仍 然 需 要 为 数 众 多 的 白 色 LED 才 能 达 到 100 W GLS 灯 的 光 输 出 然 而, 荧 光 灯 可 以 消 耗 20 到 25 W 的 能 量 来 产 生 相 同 的 光 输 出 因 此, 在 某 些 情 况 下, 白 色 LED 是 节 能 的 选 择, 但 并 不 适 合 所 有 情 况 在 需 要 彩 色 的 情 况 下,LED 的 效 率 通 常 比 过 滤 型 白 色 光 源 更 高 ( 包 括 荧 光 灯 管, 其 能 够 减 少 热 量 浪 费, 降 低 能 源 成 本, 并 减 小 电 源 尺 寸 和 成 本 ) 由 于 不 需 要 进 行 LED 更 换, 也 无 需 应 付 高 温, 从 而 降 低 了 照 明 设 备 的 设 计 和 建 造 成 本 安 全 低 压 操 作 LED 模 块 可 在 10 V 24 V 或 350 ma 或 700 ma 条 件 下 运 作, 其 中 这 些 值 正 好 处 于 安 全 低 压 运 行 界 限 内 LED 模 块 LED 的 开 启 ( 门 限 ) 电 压 在 1.3 V 到 2 V 之 间, 取 决 于 晶 片 类 型 LED 可 以 像 电 池 一 样 串 联 堆 叠, 相 应 门 限 电 压 则 要 累 加 起 来 例 如, 六 个 LED 串 联 起 来, 若 每 个 的 门 限 电 压 为 2 V, 则 需 要 总 电 压 为 6 2 = 12 V 12 V 电 池 6 个 阀 值 电 压 为 2V 的 LED, 这 些 LED 与 一 个 12 V 的 电 源 串 联 页 码 120

121 一 旦 单 个 LED 或 成 串 LED 的 门 限 电 压 达 到 规 定 值,LED 将 汲 取 电 流, 开 始 亮 起 极 少 数 情 况 下, 可 以 在 没 有 任 何 其 他 电 子 元 件 控 制 电 流 时 放 心 地 使 用 分 立 式 LED, 这 一 任 务 通 常 由 另 一 种 简 单 的 电 子 元 件 ( 即 电 阻 ) 来 执 行 与 LED 相 连 ( 串 联 ) 的 电 阻 还 能 实 现 LED 在 电 压 高 于 门 限 电 压 的 条 件 下 进 行 工 作 6V 电 压 在 这 个 电 路 中, 通 过 串 联 一 个 220Ω 的 电 阻, 将 预 期 阀 值 为 1.6V 的 LED 连 接 在 16V 的 电 源 上, 以 使 其 运 行 对 于 控 制 LED 电 流 而 言, 另 一 种 更 为 精 确 的 备 选 方 法 是 使 用 小 型 集 成 电 路 (IC) 来 控 制 LED 电 流 带 有 内 置 IC 的 LED 模 块 为 用 户 提 供 了 即 用 型 LED 照 明 解 决 方 案 构 成 LED 模 块 基 础 的 电 路 板 包 含 LED 串 和 IC, 其 中 IC 用 来 控 制 电 流, 可 以 在 10 V 24 V 或 350 ma 电 源 下 工 作, 并 且 很 快 也 能 在 700 ma 电 源 下 工 作 LED 模 块 类 型 制 造 商 生 产 各 式 各 样 的 LED 产 品, 用 于 建 筑 工 业 汽 车 和 电 子 市 场 这 些 产 品 包 括 安 装 在 电 路 板 刚 性 条 片 挠 性 条 片 或 电 路 板 单 元 上 的 LED, 这 类 LED 可 以 按 许 多 不 同 的 布 置 方 式 互 连 这 些 LED 既 可 以 为 单 种 颜 色, 也 可 以 有 多 种 颜 色 控 制 装 置 LED 配 有 专 用 控 制 装 置 为 特 定 的 LED 模 块 选 择 控 制 装 置 时, 电 压 和 功 率 信 息 显 然 非 常 重 要 LED 控 制 装 置 还 可 防 止 短 路, 并 提 供 热 保 护 和 过 载 保 护 这 样 确 保 了 LED 模 块 能 够 安 全 地 进 行 运 作 控 制 装 置 具 有 各 种 形 状 和 尺 寸 以 下 方 法 源 自 欧 司 朗 (Osram) 材 料, 其 是 LED 驱 动 器 的 典 型 命 名 规 则 源 出 定 功 率 上 述 命 名 体 系 中 输 出 电 压 后 面 有 时 会 有 一 到 两 个 字 符, 用 来 表 示 壳 体 样 式 (E 表 示 外 用 型,CE 表 示 紧 凑 外 用 型,L 表 示 长 形,S 表 示 方 形 ) 页 码 121

122 LED 控 制 装 置 标 准 CEN EN 62384, 直 流 或 交 流 供 电 的 LED 模 块 电 子 控 制 装 置 性 能 要 求 3.7 传 统 控 制 装 置 的 应 用 传 统 控 制 装 置 的 优 势 是 比 电 子 控 制 装 置 (ECG) 便 宜, 但 最 近 欧 盟 立 法 机 构 以 能 源 效 率 较 低 为 由 开 始 禁 止 销 售 荧 光 灯 镇 流 器 随 着 CCG 与 ECG 之 间 的 价 格 差 异 缩 小, 并 且 能 源 效 率 要 求 成 为 法 律 强 制 执 行 内 容,CCG 将 在 未 来 几 年 完 全 被 ECG 取 代 目 前, 传 统 镇 流 器 和 变 压 器 仅 用 于 比 较 便 宜 的 荧 光 照 明 设 备 中, 主 要 面 向 家 用 市 场 商 业 和 工 业 用 户 几 乎 都 会 专 门 指 定 使 用 带 有 ECG 的 照 明 设 备 对 于 HID 灯, 地 方 当 局 是 高 压 和 低 压 钠 灯 的 主 要 用 户 ( 用 于 道 路 照 明 ) 他 们 没 有 足 够 的 财 政 资 源 来 改 用 更 为 有 效 的 ECG, 因 此 制 造 商 都 不 太 愿 意 将 投 资 用 于 为 这 些 HID 灯 开 发 ECG 较 为 便 宜 的 金 属 卤 化 物 灯 具 会 使 用 CCG 以 保 持 低 成 本, 但 高 端 市 场 将 使 用 更 为 有 效 的 ECG 事 实 上,HID 灯 的 ECG 开 发 的 大 部 分 工 作 都 是 针 对 金 属 卤 化 物 灯, 因 为 这 一 部 分 被 视 为 HID 市 场 发 展 最 迅 速 的 部 分 3.8 电 子 控 制 装 置 注 意 : 电 子 控 制 装 置 和 能 效 电 子 控 制 装 置 与 传 统 ( 线 绕 式 ) 控 制 装 置 相 比, 可 以 使 灯 具 运 作 更 为 有 效, 损 耗 更 低 电 子 控 制 装 置 (ECG) 是 整 体 式 部 件, 其 可 以 在 正 确 的 电 压 和 电 流 下 启 动 ( 或 点 亮 ) 灯 具 并 使 其 正 常 工 作, 同 时 具 有 实 际 单 位 功 率 因 数, 能 够 在 灯 泡 使 用 寿 命 即 将 结 束 时 安 全 地 关 闭 灯 具 页 码 122

123 微 型 QUICKTRONIC MULTIWATT 可 以 控 制 多 种 管 状 环 形 和 紧 凑 型 荧 光 灯 它 替 代 了 传 统 的 镇 流 器 电 容 器 和 启 辉 器 使 用 微 型 化 电 子 电 路 代 替 又 大 又 重 还 绕 着 数 英 里 长 铜 线 的 铁 块, 进 而 使 得 ECG 体 积 小 重 量 轻 荧 光 灯 管 灯 管 的 一 端 灯 管 的 另 一 端 典 型 荧 光 ECG 物 理 接 线 装 置 典 型 荧 光 ECG 的 电 路 布 局 ECG 运 作 荧 光 灯 对 于 荧 光 灯, 电 子 启 辉 器 电 路 首 先 提 供 阴 极 预 热 电 流, 维 持 规 定 时 间 (0.5 至 2 秒 ), 然 后 施 加 高 电 压 来 点 亮 灯 具 一 旦 灯 具 点 亮, 便 调 整 电 流 和 电 压, 以 便 灯 具 正 常 工 作 阴 极 既 承 载 预 热 电 流, 又 承 载 灯 具 电 流, 除 了 切 断 型 ECG, 其 中 灯 具 一 旦 亮 起, 预 热 电 流 便 会 切 断 校 正 功 率 系 数 的 电 容 微 型 镇 流 器 ( 参 见 正 文 ) 主 要 输 出 控 制 ECG 的 集 成 电 路 连 接 至 荧 光 灯 管 高 品 质 的 ECG 带 有 可 以 监 控 电 源 电 压 ( 其 变 化 可 以 相 当 大 ) 的 电 子 电 路 这 些 电 路 不 断 调 整 灯 具 电 压 和 电 流, 保 持 灯 具 功 率 恒 定,( 从 而 使 得 光 输 出 ) 不 受 电 源 电 压 的 变 化 影 响 由 于 灯 具 在 其 使 用 寿 命 即 将 结 束 时, 将 需 要 越 来 越 高 的 电 压 来 维 持 其 运 作 ECG 中 的 专 用 电 子 电 路 可 监 控 这 一 进 程, 在 灯 具 变 得 不 稳 定 且 表 现 出 恼 人 的 闪 烁 或 忽 明 忽 暗 之 前, 便 停 止 对 该 灯 具 进 行 电 力 供 应 ECG 将 自 动 启 动 接 替 灯 具 页 码 123

124 不 同 于 那 些 设 计 在 电 源 频 率 为 50 Hz 的 条 件 下 运 作 的 CCG, 荧 光 灯 使 用 的 ECG 可 在 非 常 高 的 频 率 下 运 作 ( 通 常, 非 调 光 型 荧 光 灯 频 率 为 Hz, 可 调 光 型 频 率 高 达 Hz) 高 频 运 作 不 仅 提 高 了 灯 管 的 发 光 效 能, 而 且 容 许 限 流 镇 流 器 可 以 制 作 得 如 此 之 小, 而 使 得 它 成 为 ECG 印 刷 电 路 板 上 的 一 个 微 型 元 件 ECG 运 作 金 属 卤 化 物 灯 对 于 金 属 卤 化 物 灯 而 言, 不 需 要 对 阴 极 预 热, 因 此 这 类 灯 具 的 ECG 可 提 供 非 常 高 的 点 火 电 压 ( V), 用 来 点 亮 灯 具 灯 具 一 旦 亮 起,ECG 的 点 火 部 分 便 会 关 闭 这 类 ECG 以 电 源 频 率 的 两 倍 来 运 作 灯 具 高 频 运 作 使 镇 流 器 在 更 高 频 率 下 运 作, 意 味 着 穿 过 线 圈 的 电 流 以 更 快 的 速 度 进 行 交 替 这 大 大 提 高 了 镇 流 器 的 扼 流 效 应, 所 以 便 可 能 通 过 缠 绕 在 微 型 铁 芯 上 的 极 小 线 圈 来 达 到 相 同 的 电 流 限 制 效 果 通 过 使 镇 流 器 在 大 约 Hz 的 频 率 下 运 作, 可 以 将 镇 流 器 的 尺 寸 缩 小 到 一 块 小 方 糖 大 小, 重 量 减 小 到 只 有 几 克 这 使 得 它 可 以 很 容 易 地 集 成 到 ECG 的 印 刷 电 路 板 上 专 用 晶 体 管 可 以 将 电 源 频 率 转 换 到 此 类 非 常 高 的 水 平 秒 时 间 1/250 秒 循 环 1 次 ( 图 中 对 比 了 频 率 为 50 Hz( 电 源 ) 和 250 Hz 的 情 形 无 法 以 图 表 形 式 显 示 ECG 工 作 频 率 为 Hz 的 情 形 ) 页 码 124

125 3.8.4 发 光 效 率 高 频 运 作 的 另 一 个 优 势 是 可 以 提 高 荧 光 灯 的 发 光 功 效 通 常, 在 Hz 频 率 下 运 作 时, 荧 光 灯 的 发 光 效 率 比 在 50 Hz 频 率 下 的 运 作 高 出 约 10% 所 有 ECG 制 造 商 都 利 用 了 这 一 优 势, 将 他 们 的 产 品 设 计 为 具 有 与 频 率 为 50 Hz 的 运 作 条 件 下 相 同 的 光 输 出, 但 节 省 了 约 10% 的 功 率 ECG 的 功 率 损 耗 远 远 小 于 CCG 的 功 率 损 耗, 再 加 上 灯 具 功 率 降 低, 整 体 功 率 消 耗 相 对 CCG 的 运 作 降 低 了 20 25% 例 如,58 W T8 荧 光 灯 管 分 别 在 CCG 和 ECG 控 制 下 运 作 : 传 统 控 制 装 置 电 子 控 制 装 置 灯 具 功 率 58 W 50 W? 光 输 出 5200 lm 5100 lm 发 光 功 效 89.9 lm/w 102 lm/w 控 制 装 置 损 耗 13W 5 W 电 路 总 功 率 58 W + 13 W = 71 W 50 W + 5 W = 55 W 节 省 功 率 71 W 55 W = 16 W (23%) 电 子 变 压 器 电 子 变 压 器 也 能 使 低 压 灯 以 高 频 率 运 作 ( 通 常 为 Hz) 这 样 不 会 提 高 灯 具 的 工 作 效 率, 但 可 以 使 得 变 压 器 体 积 小 重 量 轻, 而 且 功 率 耗 损 相 对 传 统 变 压 器 要 低 得 多 信 誉 良 好 的 制 造 商 所 生 产 的 电 子 变 压 器 旨 在 优 化 低 压 灯 的 性 能 输 出 电 压 保 持 恒 定, 不 受 变 压 器 的 负 荷 影 响 施 加 在 灯 具 上 的 电 压, 即 便 只 有 小 幅 增 加 也 可 能 造 成 灯 具 使 用 寿 命 显 著 缩 短 页 码 125

126 用 于 低 压 卤 钨 灯 的 HALOTRONIC 电 子 变 压 HALOTRONIC 电 子 变 压 器 产 生 用 于 低 压 卤 素 灯 的 低 压 直 流 例 如, 典 型 的 12 V 卤 素 灯 声 称 在 12 V 电 压 作 用 下 具 有 2000 到 4000 小 时 的 使 用 寿 命 电 子 变 压 器 将 确 保 施 加 到 灯 具 上 的 电 压 从 不 超 过 12 V, 这 样 灯 具 预 期 的 使 用 寿 命 才 能 达 到 相 反, 传 统 变 压 器 在 电 源 电 压 升 高 或 降 低 时 不 能 控 制 输 出 电 压 即 使 电 压 仅 仅 只 超 出 5%, 灯 具 的 使 用 寿 命 也 会 减 半 有 些 低 电 压 变 压 器 旨 在 提 供 直 流 电 流 (DC), 这 是 发 光 二 极 管 (LED) 达 到 最 佳 输 出 的 所 需 条 件 最 优 质 的 电 子 变 压 器 还 具 有 以 下 内 置 安 全 功 能 : 短 路 时 停 止 工 作, 但 短 路 消 除 后 重 新 亮 起 超 负 荷 时 停 止 工 作, 但 恢 复 正 常 负 荷 后 重 新 亮 起 过 热 时 停 止 工 作, 但 降 温 后 重 新 亮 起 HID 灯 高 压 汞 灯 (HQL) 低 压 钠 灯 (SOX) 等 高 强 度 放 电 灯 是 旧 技 术 灯, 从 不 考 虑 作 为 新 的 照 明 设 备 因 此, 我 们 也 从 不 考 虑 关 于 这 类 灯 的 ECG 运 作 金 属 卤 化 物 灯 ( 范 围 更 小 一 些 说 是 高 压 钠 灯 ) 属 于 较 新 技 术 的 HID 灯, 对 于 这 类 灯 的 运 作 有 许 多 可 用 的 ECG 型 号 这 些 ECG 大 部 分 用 于 金 属 卤 化 物 灯 的 较 低 功 率 范 围 内, 因 为 这 些 是 目 前 最 普 及 的 范 围, 潜 在 用 户 愿 意 为 ECG 运 作 支 付 更 高 的 成 本, 以 便 获 得 最 佳 照 明 质 量 和 性 能 金 属 卤 化 物 灯 所 使 用 的 ECG 是 整 体 式 部 件, 提 供 高 点 火 电 压, 使 灯 具 在 正 确 功 率 下 工 作, 并 且 当 灯 具 使 用 寿 命 即 将 结 束, 在 其 开 始 出 现 闪 烁 或 忽 明 忽 暗 现 象 之 前 安 全 地 使 其 停 止 工 作 这 些 ECG 一 般 只 能 使 金 属 卤 化 物 灯 在 120 Hz 频 率 下 工 作, 因 为 在 非 常 高 的 频 率 下 工 作, 会 产 生 不 稳 定 电 弧, 导 致 灯 具 发 出 尖 锐 的 啸 音 ( 技 术 上 称 之 为 声 共 振 ) 页 码 126

127 3.8.7 热 态 再 启 动 金 属 卤 化 物 灯 所 使 用 的 某 些 ECG 的 运 作 可 以 使 用 额 外 的 电 子 点 火 器 来 提 供 V 的 启 辉 电 压 这 种 高 电 压 使 热 态 灯 具 重 新 快 速 点 亮 ( 称 之 为 热 态 再 启 动 ) 这 一 点 对 安 全 照 明 等 应 用 而 言 是 非 常 有 用 的, 这 类 应 用 中 电 源 供 应 的 瞬 时 中 断 会 导 致 放 电 灯 熄 灭, 所 以 可 以 在 灯 具 降 温 到 足 以 正 常 重 新 点 亮 之 前 避 免 产 生 分 钟 的 延 时 然 而, 相 应 灯 具 必 须 有 附 加 的 电 绝 缘, 以 便 承 受 如 此 高 的 电 压 感 应 荧 光 灯 荧 光 感 应 灯 的 所 有 型 号 均 设 计 成 只 能 在 特 高 频 或 极 高 频 ECG 控 制 下 工 作 灯 具 和 ECG 必 须 作 为 成 套 系 统 购 买 ECG 为 特 定 的 灯 具 专 用, 不 能 与 其 他 灯 具 的 ECG 互 换 在 某 些 情 况 下,ECG 会 集 成 到 灯 具 中 复 合 荧 光 灯 许 多 荧 光 灯 照 明 设 备 里 的 灯 具 不 止 一 个 双 灯 照 明 设 备 极 为 常 见, 某 些 照 明 设 备 甚 至 可 以 同 时 运 作 3 个 或 4 个 灯 具 让 单 个 ECG 分 别 控 制 多 灯 照 明 设 备 里 每 个 灯 具 的 设 计 是 极 为 昂 贵 的 因 此,ECG 制 造 商 开 发 了 单 组 ECG, 用 来 同 时 运 作 两 个 3 个 甚 至 是 4 个 灯 具, 而 且 只 比 单 灯 ECG 稍 微 贵 一 点 荧 光 多 功 率 灯 直 到 最 近, 所 有 功 率 的 日 光 灯 都 需 要 专 用 的 ECG 随 着 市 场 上 新 型 荧 光 灯 ( 灯 管 和 CFL) 的 数 量 不 断 增 加, 各 种 不 同 的 ECG 的 范 围 在 过 去 几 年 已 大 大 增 加 然 而, 新 型 电 子 技 术 面 临 着 多 功 率 ECG 的 引 入 所 带 来 的 挑 战 此 类 装 置 在 正 确 的 功 率 下 工 作, 进 而 提 供 相 应 的 光 输 出 一 个 ECG 可 以 运 作 一 系 列 不 同 功 率 的 灯 管 和 CFL, 双 灯 ECG 则 可 以 使 不 同 类 型 和 功 率 的 灯 具 同 时 工 作 用 单 个 ECG 控 制 而 能 够 让 不 同 类 型 和 功 率 的 荧 光 灯 在 同 一 个 照 明 设 备 里 工 作, 这 给 设 计 师 追 求 更 美 观 的 照 明 设 备 带 来 了 更 大 的 空 间 同 样 重 要 的 是, 照 明 设 备 制 造 商 和 电 器 批 发 商 所 需 储 存 的 ECG 类 型 将 大 大 减 少, 大 幅 降 低 库 存 水 平, 从 而 减 少 资 本 搁 置 页 码 127

128 可 调 光 ECG 低 电 压 正 常 的 高 品 质 电 子 变 压 器 可 以 通 过 专 用 调 光 开 关 来 控 制, 进 而 调 节 光 输 出 这 些 调 光 开 关 很 相 似, 但 与 家 庭 使 用 的 调 节 普 通 白 炽 灯 的 开 关 并 不 完 全 相 同 由 于 普 通 白 炽 灯 只 有 一 个 电 阻 ( 即 灯 丝 ), 而 家 用 调 光 开 关 均 设 计 为 可 在 带 有 电 阻 负 载 的 照 明 电 路 中 工 作, 而 不 适 合 操 作 电 子 变 压 器 实 际 上, 电 子 变 压 器 的 所 有 型 号 都 带 有 负 荷, 且 都 需 要 适 用 于 该 负 荷 的 调 光 开 关 若 使 用 家 用 调 光 开 关, 会 导 致 灯 具 闪 烁, 在 低 亮 度 水 平 时 尤 为 严 重 所 有 电 子 变 压 器 的 主 要 制 造 商 已 达 成 一 项 公 约, 在 变 压 器 上 标 记 一 个 符 号 来 表 明 变 压 器 适 用 的 调 光 器 类 型 : 符 号 类 型 适 用 于 电 容 性 负 载 的 下 降 边 相 位 控 制 调 光 器 适 用 于 电 感 负 载 的 上 升 边 相 位 控 制 调 光 器 适 用 于 电 感 负 载 和 电 容 性 负 载 的 上 升 边 和 下 降 边 相 位 控 制 调 光 器 相 位 控 制 调 光 器 类 型 相 位 控 制 调 光 器 有 两 种 款 型 : 前 沿 相 位 控 制 此 类 款 型 在 交 替 周 期 的 前 沿 ( 上 升 ) 阶 段 斩 掉 电 源 电 压 波 形 后 沿 相 位 控 制 此 类 款 型 在 交 替 周 期 的 后 沿 ( 下 降 ) 阶 段 斩 掉 电 源 电 压 波 形 页 码 128

129 标 记 在 变 压 器 上 的 符 号 表 明 了 与 该 变 压 器 兼 容 的 相 位 控 制 类 型 与 荧 光 灯 照 明 方 案 配 合 使 用 低 压 卤 钨 灯 往 往 会 纳 入 荧 光 灯 照 明 方 案 荧 光 灯 调 光 控 制 系 统 不 能 直 接 与 电 子 变 压 器 兼 容 要 使 用 专 用 转 换 部 件, 将 荧 光 灯 调 光 控 制 信 号 转 换 成 适 合 于 所 采 用 的 特 定 变 压 器 的 相 位 控 制 信 号 可 调 光 ECG LED 如 果 发 光 二 极 管 (LED) 的 工 作 电 压 降 低, 那 么 它 们 的 调 光 效 果 将 不 太 明 显 若 电 压 下 降 过 多,LED 将 直 接 熄 灭, 因 此 必 须 采 用 不 同 的 调 光 控 制 方 法 在 这 种 情 况 下, 要 控 制 的 不 是 变 压 器 的 输 入, 而 是 其 输 出 所 使 用 的 技 术 被 称 为 脉 宽 调 制 (PWM) 当 在 如 此 高 的 频 率 下 开 启 或 关 闭 输 出 时, 视 觉 上 不 会 察 觉 到 任 何 闪 烁, 只 看 到 光 输 出 减 弱 通 过 将 开 启 脉 冲 时 间 更 改 为 关 闭 时 间,LED 会 显 现 对 光 输 出 的 改 变 电 压 输 出 常 数 长 脉 冲 短 脉 冲 未 调 光 的 LED 微 微 调 暗 的 LED 再 调 暗 的 LED 脉 宽 调 制 时 间 也 可 以 通 过 在 电 子 变 压 器 和 LED 之 间 连 接 PWM 模 块 来 实 现 调 光 其 调 光 控 制 装 置 与 荧 光 灯 所 使 用 的 调 光 控 制 装 置 是 相 同 的 可 调 光 ECG HID 灯 由 于 HID 灯 有 着 日 光 质 量 的 白 光, 所 以 只 有 金 属 卤 化 物 灯 需 要 调 光 目 前, 对 其 他 类 型 HID 灯 作 调 光 要 求 尚 不 存 在 任 何 商 业 利 益 页 码 129

130 市 场 上, 已 经 存 在 声 称 可 用 于 调 节 金 属 卤 化 物 灯 的 调 光 系 统 这 些 装 置 的 工 作 原 理 是 降 低 灯 具 功 率 以 减 少 光 输 出 然 而, 供 电 不 足 的 金 属 卤 化 物 灯 会 导 致 电 弧 管 温 度 下 降, 一 些 不 易 挥 发 的 金 属 卤 化 物 将 从 蒸 气 形 态 凝 结 回 归 到 不 活 跃 的 固 体 形 态 这 实 际 上 会 消 除 它 们 对 整 体 光 谱 输 出 的 色 彩 作 用, 扰 乱 色 彩 平 衡, 明 显 改 变 灯 具 的 色 温 和 显 色 性 出 于 这 个 原 因, 大 部 分 主 要 灯 具 制 造 商 不 建 议 对 金 属 卤 化 物 灯 进 行 调 光, 因 为 他 们 无 法 保 证 灯 具 在 调 光 状 态 下 的 色 彩 性 能 但 愿 未 来 的 技 术 能 实 现 对 金 属 卤 化 物 灯 进 行 调 光, 同 时 不 会 损 害 灯 光 质 量 可 调 光 ECG 荧 光 灯 目 前, 世 界 上 几 乎 所 有 的 商 业 和 工 业 照 明 器 具 都 是 荧 光 灯 无 论 出 于 舒 适 还 是 节 能 考 虑, 对 荧 光 照 明 系 统 调 光 的 需 求 在 过 去 的 十 年 中 大 幅 增 长 现 代 荧 光 灯 调 光 系 统 可 手 动 控 制 ( 旋 钮 或 滑 块 ), 也 可 自 动 控 制, 例 如 通 过 光 传 感 器 检 测 从 窗 户 进 入 室 内 的 自 然 光 线, 发 出 信 号 通 知 荧 光 照 明 系 统 将 灯 光 调 暗 至 更 合 适 的 水 平 对 荧 光 灯 进 行 调 光 需 要 专 用 的 可 调 光 ECG, 因 为 常 规 的 ECG 无 法 进 行 调 光 这 些 可 调 光 ECG 的 工 作 原 理 是 控 制 灯 具 电 流 来 调 节 功 率, 从 而 调 节 光 输 出 调 光 控 制 电 路 被 置 入 可 调 光 ECG 中, 所 以 只 需 要 将 简 单 的 控 制 装 置 通 过 电 线 连 接 到 ECG 来 控 制 调 光 即 可 现 代 可 调 光 ECG 能 够 用 于 单 功 率 双 功 率 以 及 现 在 的 多 功 率 灯 具 的 运 作 这 类 ECG 可 以 将 灯 具 的 光 输 出 调 低 至 1%, 并 且 可 以 在 任 何 预 设 的 调 光 级 别 上 调 节 灯 具, 而 不 需 要 先 恢 复 到 全 光 输 出, 再 调 暗 到 所 需 的 水 平 按 调 光 控 制 方 法 这 一 特 点 来 分, 可 调 光 ECG 包 括 两 种 类 型 模 拟 型 和 数 字 型 模 拟 调 光 控 制 接 入 可 调 光 ECG 的 调 光 控 制 电 流 和 电 压 为 低 电 压 DC 信 号 ( 简 称 为 模 拟 信 号 ) 电 流 源 调 光 控 制 器 是 一 种 外 部 设 备, 可 产 生 不 同 的 DC 电 压 信 号 (0-10 V), 并 将 信 号 发 送 到 可 调 光 ECG 来 调 节 光 输 出 电 流 宿 调 光 控 制 器 是 一 种 外 部 设 备, 可 从 可 调 光 ECG 处 接 收 各 种 不 同 的 DC 电 压 信 号 (1-10V) 来 调 节 光 输 出 从 本 质 上 讲, 该 设 备 是 一 种 电 位 计 ( 即 可 变 电 阻 ) 这 是 荧 光 灯 调 光 控 制 的 最 普 及 的 方 法 模 拟 调 光 控 制 的 两 种 类 型 不 能 互 换 页 码 130

131 直 流 电 压 灯 开 关 电 位 器 ( 可 变 电 阻 ) 可 调 节 光 线 的 ECG 电 路, 可 进 行 1-10 V 的 调 光 控 制 1-10 V 调 光 控 制 部 件 可 以 控 制 1 到 50 个 可 调 光 ECG, 不 论 是 单 灯 形 式 还 是 双 灯 形 式 要 控 制 超 过 50 个 可 调 光 ECG, 需 要 用 额 外 的 放 大 器 来 放 大 控 制 信 号 必 要 的 是 确 保 该 控 制 线 路 的 极 性 ( 即 正 负 极 连 线 ) 对 于 每 一 个 可 调 光 ECG 都 是 正 确 的 只 要 有 一 个 可 调 光 ECG 的 极 性 错 误, 整 个 可 调 光 照 明 系 统 将 无 法 正 常 运 行 例 如, 对 于 50 个 ECG 的 线 路, 将 需 要 较 大 的 继 电 器, 采 用 特 殊 的 接 触 件 来 切 换 所 有 ECG 的 启 动 电 流 直 流 电 压 灯 开 关 电 位 器 ( 可 变 电 阻 ) 灯 灯 可 调 节 光 线 的 ECG 电 路 可 进 行 1-10 V 的 调 光 控 制 多 盏 灯 其 他 调 光 控 制 类 型 日 光 传 感 器 可 以 纳 入 到 调 光 控 制 装 置 之 中, 当 有 充 足 的 日 光 进 入 室 内 时, 可 自 动 调 暗 灯 光 存 在 检 测 器 ( 往 往 与 日 光 传 感 器 结 合 使 用 ), 也 可 以 安 装 到 调 光 控 制 装 置 中, 当 光 照 区 域 没 有 活 动 时, 便 将 灯 关 掉, 或 者 将 灯 光 调 暗 到 最 低 水 平 还 可 使 用 专 用 转 换 器, 将 1-10 V 控 制 改 变 为 相 位 控 制 这 类 转 换 器 使 得 同 一 种 1-10 V 调 光 控 制 装 置 也 能 通 过 电 子 变 压 器 对 白 炽 灯 进 行 调 光, 不 论 是 在 电 源 电 压 还 是 低 电 压 作 用 下 数 字 调 光 控 制 用 于 调 光 控 制 的 最 新 技 术 运 用 了 数 字 信 号, 而 且 需 要 特 殊 调 光 ECG 数 字 信 号 系 统 的 协 议 已 经 得 到 所 有 主 要 ECG 制 造 商 的 一 致 同 意, 且 其 缩 写 DALI ( 数 字 可 寻 址 照 明 接 口 ) 已 渐 渐 为 人 们 所 熟 知 这 一 通 用 协 议 确 保 了 DALI ECG 的 可 互 换 性, 而 不 用 考 虑 制 造 商 DALI 协 议 已 纳 入 国 际 标 准 IEC60929 中 进 行 实 施, 该 标 准 是 涵 盖 ECG 性 能 要 求 的 既 定 标 准 页 码 131

132 DALI 调 光 系 统 相 对 于 1-10 V 系 统 的 优 势 在 于,DALI ECG 不 易 受 极 性 影 响, 也 不 会 受 较 长 控 制 电 缆 电 阻 的 影 响 内 置 存 储 芯 片 意 味 着 预 先 设 定 的 调 光 级 别 的 相 关 数 据 可 以 被 储 存 下 来, 只 需 按 下 开 关 就 可 立 即 复 制 这 一 设 备 允 许 DALI ECG 单 独 进 行 编 程, 来 存 储 几 个 不 同 的 调 光 级 别, 进 而 可 以 产 生 几 种 不 同 的 灯 光 场 景, 并 且 可 以 根 据 光 照 区 域 的 活 动 类 型 较 易 地 从 一 种 场 景 转 变 到 另 一 种 场 景 DALI 是 一 种 极 其 灵 活 的 调 光 控 制 系 统, 不 需 要 复 杂 的 线 路 布 置 与 1-10 V 控 制 系 统 相 比, 该 系 统 更 易 于 安 装, 而 且 因 为 配 有 微 处 理 器 控 制 的 ECG, 该 系 统 还 可 以 提 供 反 馈 信 息, 用 来 提 醒 用 户 ECG 故 障 照 明 设 备 电 源 供 应 故 障 和 灯 具 故 障 DALI 非 常 适 合 于 集 成 到 楼 宇 管 理 系 统 (BMS) 中, 此 类 管 理 系 统 是 控 制 和 监 测 大 型 楼 宇 内 的 供 暖 通 风 和 照 明 的 计 算 机 系 统 日 光 传 感 器 和 存 在 检 测 器 可 以 纳 入 DALI 网 络, 还 可 使 用 专 用 转 换 器 部 件, 将 数 字 信 号 转 换 成 1-10 V 模 拟 信 号, 从 而 可 以 将 两 种 调 光 系 统 合 并 起 来 更 为 先 进 的 DALI 调 光 控 制 系 统 具 有 相 应 的 能 力, 可 以 编 设 和 存 储 16 种 不 同 灯 光 场 景 光 电 池 存 在 检 测 器 和 控 制 开 关 等 辅 助 部 件, 通 过 无 线 电 与 中 央 控 制 器 进 行 通 信, 从 而 无 需 任 何 电 缆 连 线 甚 至 连 系 统 的 初 始 程 序 编 设 都 可 以 通 过 无 线 电 传 输 来 执 行 ECG 电 路 保 护 所 有 的 电 路 ( 包 括 照 明 设 备 ) 都 应 该 实 施 保 护, 防 止 发 生 超 负 荷 短 路 等 故 障 状 况 用 来 提 供 这 种 保 护 的 设 备 为 微 型 断 路 器 (MCB) 从 本 质 上 讲, 断 路 器 是 一 种 开 关, 对 电 路 电 流 十 分 敏 感, 会 在 电 流 过 高 时 断 开 电 路 如 今, 它 们 充 当 保 险 丝 的 替 代 品 使 用 ECG 的 照 明 设 备 的 问 题 在 于 接 通 时 电 流 的 初 始 浪 涌 非 常 高, 会 导 致 MCB 跳 闸, 进 而 关 闭 所 有 正 在 工 作 的 灯 具 这 种 现 象 称 为 误 跳 闸 因 此, 根 据 MCB 接 通 敏 感 度 而 对 其 进 行 分 类 常 见 的 做 法 是, 为 照 明 电 路 选 择 接 通 敏 感 度 较 低 的 MCB, 藉 此 确 保 其 不 会 在 接 通 阶 段 断 开 ( 这 一 阶 段 仅 持 续 几 千 分 之 一 秒 ) 所 有 的 ECG 制 造 商 均 需 要 提 供 相 应 信 息, 表 明 可 以 在 MCB 不 同 的 电 流 额 定 值 和 不 同 的 浪 涌 电 流 敏 感 度 下 使 用 的 ECG 的 最 大 数 量 页 码 132

133 主 开 关 国 内 典 型 的 用 户 电 箱 ( 过 去 称 为 熔 线 匣!), 显 示 了 MCB 4 照 明 设 计 注 意 : 照 明 设 计 和 能 效 良 好 的 照 明 设 计 往 往 是 照 明 效 率 最 容 易 被 忽 视 的 方 面, 反 之 亦 然 若 不 仔 细 考 虑 照 明 设 计 的 所 有 方 面, 照 明 设 备 便 无 法 做 到 既 有 效 率 又 有 吸 引 力 其 中, 照 明 设 计 包 括 灯 具 控 制 装 置 及 照 明 器 具 的 选 择, 以 及 照 明 器 具 的 安 置 自 然 采 光 的 利 用 和 智 能 控 制, 诸 如 运 动 检 测 器 和 自 动 调 光 不 论 您 是 设 计 六 星 级 酒 店 的 大 堂 或 餐 厅 写 字 楼 还 是 工 业 场 所, 照 明 设 计 必 须 采 取 全 面 的 方 法, 使 得 不 仅 可 以 提 供 照 明, 还 能 营 造 一 个 舒 适 且 让 人 感 到 振 奋 有 趣 的 环 境 高 效 节 能 的 照 明 系 统 将 : 提 供 较 高 的 视 觉 舒 适 度 利 用 自 然 光 为 任 务 提 供 最 佳 灯 光 提 供 灵 活 的 控 制 具 有 较 低 的 能 源 要 求 仅 仅 达 到 所 需 照 度 并 不 能 保 证 照 明 设 备 符 合 要 求, 而 且 过 度 照 明 也 不 一 定 能 够 确 保 安 全 限 度 只 要 有 足 够 的 照 度 来 执 行 任 务, 相 应 等 级 上 的 某 些 变 化 一 般 不 会 引 起 视 觉 功 效 水 平 的 显 著 变 化 在 视 觉 环 境 的 其 他 方 面, 如 眩 光, 对 比 度 和 用 户 满 意 度, 对 照 明 设 备 是 否 视 为 成 功 的 具 有 更 大 的 影 响 因 此, 将 空 间 的 质 量 方 面 与 照 度 等 级 并 行 解 决 尤 为 重 要, 即 : 页 码 133

134 垂 直 表 面 上 正 确 的 亮 度 分 布 眩 光 的 合 理 控 制 任 务 周 围 亮 度 的 细 致 处 理 显 色 性 视 觉 效 果 因 此, 设 计 照 明 设 备 来 提 供 一 个 成 功 的 视 觉 环 境 是 一 项 需 要 平 衡 多 种 需 求 的 工 作, 而 这 些 需 求 往 往 是 相 互 冲 突 的 此 外, 还 应 考 虑 可 用 光 源 和 照 明 设 备 的 性 能 能 效 运 行 成 本 维 护 和 可 用 资 金 方 面 的 实 际 限 制 因 素 遗 憾 的 是, 照 明 设 备 常 常 是 建 筑 工 程 编 列 预 算 时 最 后 考 虑 的 项 目, 结 果 往 往 就 是 选 择 较 为 便 宜 的 替 代 品, 从 而 让 总 开 支 保 持 在 财 务 限 额 以 内 由 此 可 能 产 生 不 良 效 果, 导 致 所 提 供 的 照 明 条 件 并 非 是 最 佳 状 态, 而 且 用 户 满 意 度 较 低 提 供 合 理 的 初 期 投 资 而 设 计 出 优 良 的 照 明 设 备, 往 往 不 只 是 收 获 较 高 的 投 资 回 报, 还 能 在 建 筑 使 用 寿 命 期 间 降 低 其 总 体 拥 有 成 本 4.1 照 明 设 计 流 程 为 了 达 到 照 明 设 备 最 佳 的 整 体 效 果, 重 要 的 是 应 避 免 在 尚 未 确 定 对 系 统 的 具 体 需 求 之 前 便 去 盲 目 选 择 照 明 器 具 使 用 结 构 化 设 计 流 程 有 助 于 避 免 这 种 情 况 设 计 流 程 中 的 关 键 步 骤 包 括 : 1. 明 确 需 求 2. 确 定 照 明 方 法 3. 选 择 照 明 设 备 4. 计 算 照 明 参 数 并 根 据 需 要 调 整 相 应 设 计 5. 确 定 控 制 系 统 6. 检 查 需 要 安 装 的 配 件 是 否 属 于 设 计 所 基 于 的 类 型 7. 完 工 后 立 即 检 查 照 明 设 备, 若 有 可 能, 在 入 住 几 个 月 后 也 应 进 行 复 查, 进 而 确 定 哪 些 设 备 可 以 正 常 工 作 哪 些 设 备 无 法 正 常 工 作 这 是 积 累 经 验 而 应 用 到 未 来 设 计 的 唯 一 途 径 其 中 的 五 个 初 始 阶 段 在 下 面 的 几 节 中 会 有 更 为 详 细 的 考 量 明 确 需 求 这 包 括 充 分 了 解 所 要 实 现 的 照 明 设 备 的 具 体 情 况 其 包 括 : 任 务 要 求 照 度 眩 光 空 间 情 调 页 码 134

135 与 空 间 形 状 的 关 系 要 突 出 的 事 项 要 隐 藏 的 事 项 光 照 方 向 与 日 光 的 相 互 作 用 确 定 照 明 方 法 在 这 一 阶 段, 将 考 虑 灯 光 如 何 投 射, 例 如, 是 用 隐 藏 式 安 装 还 是 平 壁 式 安 装, 直 接 投 射 还 是 间 接 投 射, 是 否 使 用 向 上 式 照 明 ; 同 时 还 应 考 虑 灯 光 的 主 要 特 性, 例 如, 其 是 棱 柱 光 低 亮 度 光 或 是 柔 和 光 此 外, 在 这 一 阶 段 应 考 虑 利 用 日 光 来 尽 量 减 少 人 工 照 明 的 需 求 选 择 照 明 设 备 一 旦 选 择 了 照 明 方 法, 便 可 选 择 最 合 适 的 光 源, 然 后 是 选 择 照 明 器 具 选 择 光 源 时 应 研 究 以 下 属 性 : 光 输 出 ( 流 明 ) 总 输 入 功 率 功 效 ( 流 明 / 瓦 ) 使 用 寿 命 实 际 尺 寸 表 面 亮 度 / 眩 光 颜 色 特 性 电 气 特 性 控 制 装 置 要 求 与 现 有 电 气 系 统 的 兼 容 性 工 作 环 境 的 适 宜 性 还 有 许 多 因 素 也 会 影 响 照 明 器 具 的 选 择 : 光 源 和 控 制 装 置 的 特 性 ( 见 上 文 ) 照 明 器 具 效 率 (% 从 照 明 装 置 里 传 出 的 灯 光 输 出 ) 页 码 135

136 光 分 布 眩 光 控 制 饰 面 和 外 观 尺 寸 供 维 护 用 组 件 的 可 用 性 处 理 不 利 工 作 条 件 的 能 力 美 观 热 管 理 计 算 照 明 参 数 照 明 计 算 方 法 分 为 三 大 类 : 人 工 计 算 方 法 三 维 建 模 可 视 化 光 源 和 照 明 器 具 的 光 度 数 据 可 通 过 商 业 渠 道 获 得, 从 而 帮 助 实 现 这 些 计 算 人 工 计 算 方 法 存 在 各 种 各 样 的 人 工 计 算 方 法, 可 以 用 于 计 算 照 明 的 各 种 不 同 方 面 其 中 包 括 较 为 复 杂 的 方 法, 用 于 计 算 各 式 各 样 形 状 的 发 光 体 的 照 度 现 在, 大 多 数 人 工 计 算 方 法 已 被 计 算 机 程 序 取 代 流 明 法 是 室 内 照 明 计 算 的 核 心 方 法, 一 直 作 为 计 算 室 内 照 度 的 快 速 而 相 对 准 确 的 方 法 流 明 法 可 以 计 算 空 间 中 某 个 特 定 等 级 的 平 均 照 度, 包 括 房 间 内 壁 反 射 光 线 的 容 差 该 计 算 方 法 有 一 组 假 设 条 件, 如 果 可 以 满 足 这 些 假 设 条 件, 将 能 得 到 一 个 合 理 的 视 觉 环 境 相 反, 若 轻 视 这 些 假 设 条 件, 则 会 产 生 不 良 结 果 基 本 的 假 设 条 件 有 : 房 间 内 所 有 照 明 器 具 都 是 相 同 的 且 朝 着 同 一 方 向 照 明 器 具 没 有 定 向 分 布, 均 直 接 对 着 地 板 照 明 器 具 在 天 花 板 上 呈 均 匀 阵 列 方 式 布 置, 具 有 相 同 的 安 装 高 度 照 明 器 具 的 间 距 经 过 合 理 设 置, 使 得 距 高 比 小 于 利 用 系 数 表 中 指 定 的 最 大 距 高 比 照 明 设 备 产 生 的 平 均 照 度, 或 要 求 达 到 某 个 指 定 平 均 照 度 所 需 的 照 明 器 具 数 量, 可 以 通 过 利 用 系 数 (UF) 来 计 算, 其 中 UF 是 指 某 一 块 特 定 壁 面 接 收 到 的 总 通 量 与 照 明 设 备 的 灯 光 总 通 量 的 比 值 页 码 136

137 流 明 法 公 式 参 考 面 s 上 的 平 均 照 度 E(h) 可 以 通 过 以 下 公 式 计 算 E(h) = F n N LLF UF(s) 表 面 积 s 其 中 : F = 明 露 灯 的 初 始 通 量 ( 流 明 ) n = N = 每 个 照 明 器 具 中 灯 具 的 数 量 照 明 器 具 的 数 量 LLF = 灯 光 总 损 失 系 数 UF(s) = 所 选 照 明 器 具 参 考 面 s 的 利 用 系 数 可 以 测 定 照 明 器 具 任 何 表 面 或 布 局 的 利 用 系 数 UF 符 号 的 表 示 通 常 后 面 会 多 加 一 个 用 括 号 括 起 来 的 字 母, 用 来 表 示 相 应 表 面, 例 如,UF(F) 表 示 地 板 凹 处 的 利 用 系 数, 而 UF(W) 则 表 示 墙 壁 的 利 用 系 数 实 际 上, 利 用 系 数 仅 用 于 计 算 具 有 规 则 照 明 器 具 排 列 的 一 般 照 明 系 统, 主 要 针 对 三 个 主 要 的 房 间 表 面 其 中 最 高 的 表 面, 即 表 面 C ( 针 对 天 花 板 凹 处 ) 是 一 个 处 于 照 明 器 具 相 应 层 面 上 的 虚 构 水 平 面, 其 中 该 层 面 与 天 花 板 凹 处 具 有 相 同 的 反 射 率 最 低 的 表 面, 即 表 面 F ( 针 对 地 板 凹 处 ) 是 位 于 正 常 工 作 高 度 的 水 平 面, 通 常 假 定 位 于 地 板 以 上 0.85 m 处 中 间 的 表 面, 即 表 面 W( 针 对 墙 壁 ), 包 含 了 所 有 位 于 平 面 C 和 F 之 间 的 墙 壁 尽 管 照 明 设 计 师 可 以 计 算 出 利 用 系 数, 但 照 明 公 司 也 会 为 自 己 的 照 明 器 具 发 布 标 准 条 件 下 的 利 用 系 数 标 准 表 示 方 法 如 下 文 所 示 若 要 使 用 此 表, 只 需 熟 悉 室 形 指 数 和 三 个 标 准 表 面 ( 地 板 凹 处 墙 壁 和 天 花 板 凹 处 ) 的 有 效 反 射 率 页 码 137

138 吊 顶 空 间 照 明 设 备 平 面 室 内 照 明 设 计 光 输 出 比 向 上 0.28 向 下 0.45 总 计 0.73 图 29 典 型 UF[F] 表 间 距 与 高 度 的 最 大 比 率 SHR 最 大 值 为 2.02 SHR 最 大 值 TR 2.50 利 用 系 数 UF[F] 标 准 SHR = 2.00 反 射 系 数 室 形 指 数 墙 壁 BZ 类 水 平 基 准 面 地 面 空 间 圆 柱 形 标 量 光 通 量 分 数 比 CIE 光 通 量 代 码 室 形 指 数 计 算 典 型 利 用 系 数 表 室 形 指 数 室 形 指 数 用 来 度 量 房 间 的 角 度 大 小, 其 等 于 表 面 F 和 C 的 总 平 面 面 积 与 表 面 W 的 面 积 之 间 的 比 值 矩 形 房 间 的 室 形 指 数 计 算 公 式 如 下 : RI = (L + W) Hm L W 其 中 : L = W = 房 间 的 长 度 房 间 的 宽 度 Hm = 位 于 水 平 参 考 面 之 上 的 照 明 器 具 平 面 的 高 度 如 果 房 间 形 状 存 在 凹 角 ( 如 L 形 ), 则 该 房 间 必 须 划 分 成 两 个 或 多 个 无 凹 角 的 部 分, 可 以 分 别 进 行 处 理 距 高 比 页 码 138

139 距 高 比 (SHR) 等 于 照 明 器 具 的 间 距 除 以 照 明 器 具 相 对 于 水 平 参 考 面 的 高 度 它 会 影 响 平 面 上 的 照 度 均 匀 性 UF 表 确 定 后, 针 对 标 称 距 高 比 SHR NOM, 还 可 计 算 出 最 大 距 高 比 SHR MAX, 而 若 要 确 保 均 匀 度 处 于 可 接 受 范 围 内, 则 不 得 超 出 该 最 大 值 三 维 建 模 尽 管 可 以 计 算 房 间 所 有 表 面 的 亮 度, 但 是 这 类 计 算 极 为 繁 琐, 而 且 只 在 非 常 特 殊 的 情 况 下 才 算 合 理 然 而, 计 算 机 建 模 的 出 现 为 照 明 设 计 带 来 了 更 为 灵 活 的 方 法, 大 大 增 加 了 设 计 师 可 用 的 信 息 与 流 明 法 相 比, 照 明 程 序 使 得 照 明 设 计 师 能 拓 宽 假 设 条 件 : 各 种 照 明 器 具 可 混 合 使 用 照 明 器 具 不 再 需 要 呈 规 则 阵 列 方 式 来 布 置 可 对 定 向 照 明 器 具 进 行 模 拟 可 以 考 虑 大 量 的 计 算 点, 从 而 得 出 有 意 义 的 均 匀 度 计 算 所 有 表 面 的 照 度 和 亮 度 均 可 计 算 这 使 得 照 明 设 计 师 可 以 更 好 地 了 解 房 间 内 发 生 的 情 况 然 而, 在 过 去 的 80 年 中, 相 当 多 的 研 究 经 验 和 文 件 促 进 了 当 前 关 于 各 种 任 务 和 功 能 所 需 照 度 等 级 合 适 性 的 思 考 虽 然 存 在 一 些 对 垂 直 平 面 上 适 当 亮 度 分 布 需 求 的 一 般 了 解, 但 几 乎 不 存 在 任 何 信 息 经 验 或 认 识 可 供 众 多 设 计 师 用 来 解 答 以 下 问 题 : 在 不 同 的 情 景 下, 表 面 的 亮 度 应 该 达 到 何 种 程 度? 可 接 受 的 亮 度 均 匀 度 是 怎 样 的? 是 否 应 该 有 一 个 最 大 亮 度 均 匀 度? 想 要 得 到 的 亮 度 等 级 是 怎 样 的? 在 何 种 情 况 下 墙 壁 的 亮 度 分 布 是 不 可 接 受 的? 在 使 用 照 明 计 算 程 序 时, 输 出 信 息 记 录 了 所 用 的 照 明 器 具 类 型 照 明 器 具 位 置 灯 具 的 假 定 流 明 输 出 灯 光 损 失 系 数 和 目 标 点 如 果 这 些 没 有 记 录 下 来, 您 将 只 能 拥 有 一 张 好 看 的 装 置 图, 却 无 法 使 之 成 为 现 实 可 视 化 有 些 程 序 可 以 创 建 细 节 层 面 的 空 间 透 视 图, 从 空 间 的 框 图 表 示 到 照 片 画 质 的 透 视 图, 其 取 决 于 程 序 的 复 杂 程 度 和 要 进 入 的 室 内 细 节 程 度 程 序 分 为 两 大 基 本 类 型 : 通 量 传 输 或 辐 射 率 计 算 光 线 追 踪 计 算 页 码 139

140 主 要 的 区 别 在 于 它 们 如 何 诠 释 反 射 面 所 反 射 的 光 线 朗 伯 面 是 完 美 的 漫 射 面, 在 这 类 表 面 上 光 线 可 以 向 各 个 方 向 反 射, 不 受 光 线 入 射 角 的 影 响, 因 而 不 论 视 角 如 何, 表 面 亮 度 都 相 同 镜 面 是 一 种 类 似 镜 子 的 表 面, 在 该 表 面 上 光 线 的 反 射 角 与 入 射 角 相 同 朗 伯 面 镜 面 反 射 入 射 现 实 生 活 中 的 表 面 是 这 两 种 表 面 的 结 合 体 ( 半 镜 面 ), 同 时 具 有 镜 面 反 射 和 漫 反 射 特 性 有 些 材 料 偏 向 于 镜 面 反 射, 而 其 他 材 料 则 偏 向 于 漫 反 射 半 镜 面 通 量 传 输 或 辐 射 率 程 序 把 所 有 的 表 面 均 视 为 漫 反 射 表 面 或 朗 伯 面, 因 此, 所 生 成 的 透 视 图 会 趋 向 于 扁 平, 带 有 柔 和 阴 影 细 节 该 程 序 往 往 会 高 估 均 匀 度 光 线 追 踪 会 跟 随 光 线 在 室 内 从 一 个 表 面 反 射 到 另 一 个 表 面, 追 踪 灯 光 的 单 束 光 线 从 光 源 到 眼 睛 的 过 程 因 此, 光 线 追 踪 可 以 容 许 表 面 存 在 镜 面 成 分 有 些 程 序 通 过 光 线 追 踪 来 计 算 整 体 照 明, 而 其 他 程 序 则 基 于 通 量 传 输 对 空 间 进 行 计 算, 并 对 特 定 的 区 域 叠 加 光 线 追 踪 程 序, 用 以 提 高 透 视 图 的 质 量 加 入 光 线 追 踪 之 后, 抛 光 面 的 反 射 增 强, 阴 影 更 清 晰 可 视 化 程 序 是 设 计 展 现 的 有 用 工 具, 作 为 设 计 师 的 工 具, 可 用 来 检 查 设 计 是 否 与 设 计 师 本 身 的 空 间 可 视 化 效 果 一 致, 还 可 模 拟 具 体 的 照 明 解 决 方 案 这 些 程 序 仍 然 只 是 计 算 工 具, 而 非 设 计 程 序 此 类 程 序 可 以 向 设 计 师 展 示 如 何 执 行 具 体 设 计, 但 它 们 无 法 可 靠 地 用 来 评 估 设 计 的 可 接 受 性 不 论 可 视 化 输 出 信 息 的 形 式 如 何, 重 要 的 是, 程 序 要 提 供 足 够 的 信 息 来 确 保 照 明 设 计 的 施 工 和 检 验 输 出 信 息 应 包 括 : 装 置 信 息 所 有 灯 具 的 类 型 和 位 置 以 及 目 标 信 息 应 包 括 灯 具 详 细 资 料 以 及 用 到 的 光 度 文 件 的 具 体 目 录 号 页 码 140

141 灯 光 技 术 参 数 为 实 现 设 计 而 计 算 出 的 照 度 均 匀 度 以 及 其 他 参 数 检 验 信 息 能 够 检 验 照 明 计 算 的 合 适 信 息 这 些 信 息 应 包 括 照 明 器 具 类 型 光 度 文 件 假 定 的 表 面 反 射 率 灯 光 损 失 系 数 灯 具 光 通 输 出 以 及 安 装 位 置 与 目 标 位 置 确 定 控 制 系 统 控 制 装 置 对 任 何 照 明 设 备 的 有 效 性 和 效 率 的 影 响, 等 同 于 所 选 的 光 源 和 灯 具 装 置 对 其 形 成 的 影 响 应 考 虑 : 提 供 多 个 开 关 来 控 制 任 何 时 间 点 所 亮 起 的 灯 具 数 量 用 一 个 开 关 来 打 开 一 个 大 房 间 里 面 所 有 的 灯, 这 是 非 常 低 效 的 做 法 将 开 关 置 于 房 间 的 出 口 处 并 使 用 双 向 开 关, 以 促 使 人 们 离 开 房 间 时 关 掉 电 灯 使 用 智 能 电 灯 开 关 和 配 件, 它 们 采 用 运 动 传 感 器 自 动 开 启 和 关 闭 电 灯 对 那 些 因 为 不 常 使 用 而 很 可 能 忘 了 关 灯 的 房 间, 或 者 是 对 老 人 和 残 疾 人 的 房 间, 这 类 开 关 和 配 件 较 为 有 用 确 保 它 们 带 有 内 置 日 光 传 感 器, 以 免 电 灯 在 不 必 要 的 时 候 打 开 必 须 手 动 开 启 而 自 动 关 闭 但 具 有 手 动 超 控 的 模 型, 在 大 多 数 情 况 下 更 为 可 取 应 注 意 的 是, 传 感 器 也 会 不 断 地 消 耗 一 定 的 功 率, 在 某 些 情 况 下 高 达 5 W 甚 至 10 W 使 用 计 时 器 日 光 控 制 装 置 和 运 动 传 感 器 来 自 动 开 启 和 关 闭 户 外 安 全 灯 控 制 装 置 对 公 用 区 域 尤 为 有 用, 例 如, 多 单 元 住 宅 的 过 道 走 廊 和 楼 梯 间 使 用 太 阳 能 照 明 设 备 作 为 庭 院 灯 和 安 全 灯 对 白 炽 灯 ( 包 括 卤 素 灯 ) 采 用 调 光 控 制 这 样 既 能 节 约 能 源, 又 能 延 长 灯 泡 使 用 寿 命 大 部 分 标 准 荧 光 灯 不 能 进 行 调 光, 但 是 可 以 使 用 专 用 的 调 光 器 和 灯 具 如 果 要 对 灯 具 进 行 调 光, 一 定 要 保 证 选 用 正 确 的 设 备, 尤 其 是 在 改 装 更 加 节 能 的 灯 具 时 照 明 器 具 的 选 择 考 虑 照 明 器 具 的 性 能 应 像 考 虑 其 成 本 一 样 慎 重 从 长 期 来 看, 精 心 设 计 结 构 优 良 的 照 明 器 具 会 比 劣 质 器 件 更 为 便 宜, 其 中 优 质 照 明 器 具 的 显 著 特 点 包 括 : * 可 靠 的 机 电 结 构 和 耐 久 饰 面 * 对 高 亮 度 灯 具 提 供 充 分 遮 护, 从 而 尽 量 降 低 不 适 度 和 眩 光 * 具 有 充 分 的 散 热 性, 以 防 止 灯 具 线 路 和 辅 助 设 备 过 热 * 具 有 较 高 的 光 输 出 比, 同 时 光 分 布 较 为 合 理 * 便 于 安 装 清 洗 和 维 护 4.2 标 准 准 则 和 规 章 设 计 照 明 系 统 时, 必 须 考 虑 一 些 特 定 的 标 准 和 准 则 这 些 标 准 和 准 则 提 供 了 有 用 的 建 议 和 指 导, 并 且 规 定 了 强 制 性 要 求 页 码 141

142 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 已 经 运 用 到 照 明 行 业 的 某 些 设 备 上 了 这 样 可 以 确 保 此 类 项 目 在 生 产 时 便 能 满 足 相 应 的 性 能 标 准 2006 年 5 月, 澳 大 利 亚 政 府 通 过 澳 大 利 亚 建 筑 规 范 提 出 了 关 于 新 建 筑 物 中 最 高 能 源 需 求 的 强 制 性 条 文 在 第 J6 节 中 特 别 提 及 到 照 明, 并 详 细 说 明 了 特 定 建 筑 类 别 和 特 定 执 行 任 务 所 允 许 的 流 明 / 瓦 (lm/w) 和 瓦 / 平 方 米 (w/m 2 ) 的 最 大 值 建 筑 类 别 列 举 如 下 : 1a 类 独 立 式 住 宅 联 排 式 住 宅 连 栋 房 屋 排 屋 或 别 墅 1b 类 小 于 300 m 2 或 少 于 12 人 的 招 待 所 或 宾 馆 2 类 独 立 居 住 的 单 元 3 类 : 住 宅 招 待 所 旅 店 汽 车 旅 馆 养 老 院 住 宅 区 学 校 或 卫 生 院 4 类 : 管 理 员 住 宅 5 类 : 办 公 室 7a 类 停 车 场 7b 类 批 发 仓 库 或 储 存 场 所 8 类 : 实 验 室 或 工 厂 9a 类 医 疗 建 筑 9b 类 装 配 楼 9c 类 老 年 护 理 场 所 10a 类 非 居 住 型 私 人 车 库 库 房 车 棚 或 其 他 类 似 场 所 10b 类 游 泳 池 旗 杆 天 线 栅 栏 挡 土 墙 视 同 满 足 条 款 是 基 于 不 同 照 明 任 务 的 最 大 功 率 密 度 o 2 类 3 类 和 9c 类 为 灯 具 功 率 密 度 (LPD), 定 义 为 W/m 2 ( 仅 包 括 灯 具 功 率 ) 表 J6.2a 灯 的 最 大 功 率 密 度 位 置 灯 功 率 密 度 (W/m 2 ) 页 码 142

143 在 第 3 和 9c 类 养 老 院 独 立 居 住 的 单 元 内 10 在 只 最 为 卧 室 的 第 3 类 宿 舍 楼 区 域 内 5 在 第 2 类 3 或 9c 类 养 老 院 中 经 常 使 用 的 区 域 内, 例 8 如 休 息 室 餐 厅 餐 馆 或 健 身 房 在 公 共 走 廊 及 类 似 区 域 内 3 楼 梯 范 围 内 5 服 务 区 域, 例 如 机 房 或 存 储 室 6 员 工 的 工 作 区 域, 例 如 接 待 室 10 o a 及 9b 类 为 照 明 功 率 密 度 (IPD), 定 义 为 W/m 2 ( 包 括 灯 具 功 率 和 控 制 及 装 置 耗 损 ) 下 文 出 自 BCA 的 简 要 记 录 给 出 了 部 分 IPD 要 求 : J6.2 (b) 室 内 照 明 空 间 最 大 照 明 功 率 密 度 (W/m 2 ) 门 口 大 堂 15 执 行 工 业 任 务 和 流 程 的 工 厂 17 实 验 室 15 办 公 室 人 工 点 亮 至 200 lux 的 环 境 水 平 10( 如 果 < 200 lux, 则 取 7) 餐 馆 咖 啡 店 酒 吧 旅 馆 休 息 大 厅 ( 食 物 / 饮 料 ) 20 零 售 空 间, 包 括 博 物 馆 / 画 廊 的 销 售 区 域 25 学 校 通 用 学 习 区 10 储 藏 室 - 货 架 高 度 过 道 照 明 高 度 的 75% 10( 如 果 < 75%, 则 取 8) 服 务 区 域 橱 柜 员 工 区 休 息 区 和 清 洁 房 3 J6.2 (a) 和 (b) 的 要 求 不 适 用 于 : - 紧 急 照 明 和 出 口 照 明 - 橱 柜 内 和 展 品 柜 内 的 标 志 牌 和 陈 列 品 照 明 - 专 业 流 程 的 照 明 ( 剧 院 运 动 场 艺 术 室 抽 风 柜 手 术 室 ) 室 外 人 工 照 明 必 须 : i. 日 光 充 足 时 自 动 关 闭 ; 且 ii. 当 外 部 照 明 总 负 荷 超 过 100 W 时 : 页 码 143

144 A. 具 有 的 平 均 光 源 功 效 不 小 于 60 lm/w; 或 B. 根 据 规 范 第 J6 条 由 运 动 检 测 器 进 行 控 制 iii. 用 于 装 饰 目 的 时 ( 如 外 观 照 明 或 标 牌 照 明 ), 具 有 单 独 的 定 时 开 关 此 规 范 的 要 求 不 适 用 于 第 J6.2 (d) 条 中 所 列 用 途 的 人 工 照 明, 即 : 符 合 第 E4 部 分 规 定 的 紧 急 照 明 橱 柜 和 展 示 柜 内 的 标 牌 和 展 示 照 明 符 合 第 F4.4 部 分 的 安 全 移 动 照 明 拘 留 中 心 的 住 宿 和 住 宅 区 照 明 浴 室 供 暖 照 明 戏 剧 或 音 乐 表 演 照 明 博 物 馆 或 美 术 馆 中 非 零 售 用 途 的 艺 术 品 或 物 品 的 永 久 展 示 和 保 存 照 明 随 着 本 参 考 手 册 即 将 完 成,BCA 已 经 发 布 了 一 项 更 新 版 本, 用 于 将 公 众 意 见 纳 入 BCA 的 2010 版 此 次 的 更 新 内 容 包 括 1a 类 独 立 式 住 宅 的 要 求 4.3 澳 大 利 亚 照 明 标 准 及 其 相 关 性 人 眼 可 以 适 应 的 照 明 等 级 范 围 非 常 大 若 未 经 训 练, 肉 眼 不 易 察 觉 20% 的 照 明 等 级 变 化 在 一 般 的 办 公 室 或 家 庭 环 境 中, 我 们 进 行 阅 读 所 处 的 照 明 等 级 范 围 为 50 lux 到 1000 lux 我 们 也 可 以 在 夜 间 的 火 车 站 月 台 仅 15 lux 照 明 等 级 环 境 中 阅 读, 相 反, 也 可 以 晴 天 时 在 室 外 照 明 等 级 为 lux 到 lux 的 环 境 中 阅 读 但 是, 也 存 在 一 个 最 佳 水 平, 可 以 用 最 低 的 实 际 照 明 等 级 产 生 最 高 的 任 务 效 率 如 何 为 给 定 任 务 确 定 正 确 的 照 明 等 级, 已 就 此 进 行 了 广 泛 的 研 究, 将 各 种 照 明 等 级 和 人 们 在 不 同 照 明 等 级 下 的 任 务 效 率 和 工 作 产 出 进 行 比 较 这 些 研 究 的 结 果 构 成 了 澳 大 利 亚 / 新 西 兰 AS / NZS 1680 系 列 室 内 照 明 标 准 的 基 础 本 标 准 中 所 建 议 的 照 明 等 级 是 需 要 保 持 的 最 低 照 明 等 级, 这 些 照 明 等 级 可 以 在 舒 适 的 亮 度 水 平 上 一 直 保 持 较 高 的 任 务 效 率 如 上 文 所 述, 提 供 正 确 解 决 方 案 的 第 一 步 是 确 定 场 地 需 求 针 对 各 种 不 同 应 用 的 最 低 照 明 等 级 应 在 澳 大 利 亚 标 准 中 进 行 查 找, 可 以 选 择 最 符 合 所 需 眩 光 控 制 限 定 的 照 明 器 具 类 型 通 常, 本 标 准 仅 提 供 最 低 维 护 照 明 等 级 同 时, 人 们 也 可 以 接 受 因 企 业 需 求 或 特 殊 环 境, 可 能 在 不 同 环 境 中 需 要 更 高 的 照 明 等 级 值 得 注 意 的 是, 室 内 照 明 标 准 中 建 议 的 最 高 照 明 等 级 为 1600 lux, 这 项 建 议 值 是 针 对 精 密 仪 表 运 作 的 检 查, 如 钟 表 制 造 页 码 144

145 主 要 标 准 有 : AS , 室 内 和 工 作 场 所 照 明 - 一 般 原 则 和 建 议 AS/NZS series, 室 内 和 工 作 场 所 照 明 : 具 体 应 用 澳 大 利 亚 照 明 标 准 的 简 要 概 述 见 附 录 建 筑 效 率 由 于 照 明 占 据 了 能 源 使 用 中 的 较 大 比 例, 因 此 使 用 最 少 的 能 源 达 到 所 需 的 视 觉 环 境, 并 使 温 室 气 体 排 放 降 到 最 低, 对 这 一 点 的 要 求 越 来 越 高 节 能 照 明 不 是 简 单 地 通 过 提 高 设 备 效 率 来 减 少 能 源 投 入, 或 者 将 照 明 等 级 减 小 到 可 容 忍 的 最 低 水 平 如 果 用 户 舒 适 度 较 差, 则 用 户 很 有 可 能 增 加 照 明 等 级 ( 如 台 灯 的 照 明 等 级 ) 来 进 行 弥 补 紧 凑 型 荧 光 灯 和 线 性 或 管 状 荧 光 灯 是 家 庭 照 明 中 最 节 能 的 形 式 提 供 相 同 的 光 照 水 平, 荧 光 灯 所 使 用 的 能 源 大 约 仅 为 白 炽 灯 的 四 分 之 一 尽 管 购 买 成 本 相 对 较 高, 但 是 它 们 运 作 成 本 更 为 便 宜, 并 且 使 用 寿 命 可 达 两 万 小 时 经 过 精 心 设 计, 在 大 多 数 情 况 下, 它 们 可 以 取 代 白 炽 灯 和 卤 素 灯 4.5 日 光 的 利 用 最 节 能 的 光 是 自 然 光 自 然 采 光 的 技 巧 包 括 有 计 划 地 使 用 日 光 来 替 代 电 灯 通 过 传 感 器 和 控 制 系 统 来 调 节 日 光 和 人 造 光 的 相 对 量, 可 以 在 办 公 室 和 其 他 非 住 宅 楼 宇 中 节 省 大 量 的 能 源 只 要 操 作 得 当, 便 可 以 实 现 建 筑 物 能 耗 的 净 节 约 若 操 作 不 当, 建 筑 物 的 热 负 荷 便 会 增 加, 进 而 造 成 空 调 能 耗 的 净 增 长 如 果 日 光 控 制 系 统 实 施 不 力, 建 筑 物 中 的 住 户 便 会 采 用 权 宜 之 计 来 处 理 眩 光 和 / 或 热 量 造 成 的 不 适, 这 样 会 反 过 来 抵 消 自 然 采 光 可 能 带 来 的 好 处 在 住 宅 设 置 中, 精 心 设 计 的 北 向 窗 户 天 窗 和 光 管 可 以 允 许 光 线 进 入 室 内, 而 不 会 增 加 室 内 的 暑 热 和 冬 寒 浅 色 内 饰 表 面, 特 别 是 在 朝 南 的 房 间 和 过 道 中, 可 以 反 射 更 多 的 光 线, 降 低 所 需 的 人 工 照 明 等 级 日 光 的 有 效 使 用 取 决 于 许 多 因 素, 包 括 : 太 阳 的 高 度 和 方 位 角 页 码 145

146 阴 天 和 晴 天 的 相 对 出 现 季 节 空 气 污 染 和 烟 雾 程 度 澳 大 利 亚 的 城 市 都 没 有 像 许 多 其 他 海 外 地 区 一 样 遭 受 严 重 的 空 气 污 染, 除 了 在 个 别 场 合, 如 在 严 重 的 森 林 大 火 或 沙 尘 暴 期 间 因 此, 可 以 非 常 精 确 地 预 测 平 均 天 空 状 况, 包 括 人 口 最 密 集 地 点 的 晴 天 和 阴 天 的 相 对 数 量 自 然 采 光 设 计 的 一 个 基 本 出 发 点 是 确 定 场 地 的 阳 光 和 阴 影 分 布 Phillips(1983 年 ) 提 供 了 从 达 尔 文 市 到 霍 巴 特 市 各 纬 度 的 太 阳 图, 同 时 还 提 供 了 一 种 有 用 的 阴 影 角 度 量 角 器 数 份 众 所 周 知 的 参 考 资 料 给 出 了 关 于 澳 大 利 亚 主 要 中 心 的 天 空 状 况 的 汇 总 数 据, 以 及 如 何 使 用 这 些 知 识 来 设 计 有 效 的 自 然 采 光 良 好 的 自 然 采 光 设 计 也 必 须 注 意 邻 近 建 筑 物 反 射 的 眩 光 ;Hassall(1991 年 ) 就 预 测 和 避 免 附 近 建 筑 物 的 恶 劣 反 射 提 供 了 全 面 的 建 议 和 方 法 经 常 出 现 多 云 天 空 的 地 方, 可 以 更 好 地 使 用 大 面 积 的 顶 窗 或 传 统 天 窗 以 及 漫 射 玻 璃 系 统 另 一 方 面, 阳 光 充 足 的 地 方 可 以 利 用 管 状 自 然 采 光 设 备 ( 如 管 状 天 窗 ), 其 可 以 将 阳 光 的 直 接 光 束 传 递 到 下 面 的 空 间 中, 只 要 天 气 晴 朗, 便 能 够 实 现 极 高 的 照 明 等 级 5 销 售 效 率 和 替 代 技 术 注 意 : 销 售 效 率 近 几 年 来, 能 源 效 率 的 发 展 趋 势 有 了 巨 大 飞 跃, 对 节 能 设 备 和 装 置 的 需 求 很 大 程 度 上 由 消 费 者 推 动 本 手 册 的 目 的 是 为 电 工 销 售 人 员 和 照 明 业 所 有 相 关 人 员 提 供 一 系 列 工 具 来 指 定 和 安 装 高 效 优 质 的 照 明 系 统 给 消 费 者 带 来 的 好 处 是 可 以 降 低 运 行 成 本, 减 少 对 环 境 的 影 响, 并 且 长 期 改 善 照 明 质 量, 这 些 好 处 来 自 精 心 的 照 明 设 计, 而 不 是 坚 持 过 时 ( 但 较 为 容 易 ) 的 照 明 方 式 5.1 需 考 虑 的 问 题 随 着 白 炽 灯 在 澳 大 利 亚 逐 渐 被 淘 汰, 很 快 将 有 必 要 使 用 更 为 节 能 的 灯 具 来 取 代 普 通 的 灯 具 在 住 宅 区, 通 常 是 采 用 CFL 或 卤 素 灯 IRC 技 术 直 接 取 代 在 其 他 情 况 下, 备 选 节 能 灯 可 能 是 更 为 合 适 的 选 择 新 建 的 照 明 设 备 中, 具 有 更 大 的 选 择 自 由 度 和 灵 活 性, 还 有 更 大 的 可 能 性 来 通 过 照 明 设 计 进 一 步 减 少 能 源 消 耗 在 这 两 种 情 况 下, 均 应 考 虑 到 几 个 关 键 点 页 码 146

147 5.1.1 灯 具 兼 容 性 从 最 基 础 的 层 面 来 说, 选 择 灯 具 时 重 要 的 是 应 确 保 其 与 已 经 安 装 到 位 ( 或 已 包 含 在 设 计 中 ) 的 灯 具 装 置 和 电 路 兼 容 例 如, 是 否 需 要 特 定 的 灯 座 ( 销 针 式 灯 座 爱 迪 生 螺 旋 灯 座 卡 口 灯 座 ) 或 所 选 的 线 性 荧 光 灯 管 是 否 需 要 特 殊 配 件 ( 例 如,T5 荧 光 灯 管 不 能 与 T8 或 T12 灯 管 互 换 ) 更 广 泛 而 言, 还 应 考 虑 另 外 几 点 点 光 源 非 点 光 源 灯 具 需 要 实 现 的 任 务 的 本 质 是 一 个 重 要 的 考 虑 因 素 如 果 是 为 某 一 具 体 对 象 或 位 置 的 任 务 提 供 照 明, 建 议 使 用 点 光 源 ( 卤 素 IRC 灯 或 一 些 质 量 较 好 的 LED 灯 ) 然 而, 对 于 更 普 遍 的 照 明 而 言, 应 采 用 更 为 发 散 的 光 源 ( 非 点 光 源 ), 其 可 以 照 亮 整 个 空 间 ( 线 性 荧 光 灯 或 CFL) 定 向 光 源 非 定 向 光 源 如 果 照 明 区 域 需 要 更 多 的 控 制, 可 以 通 过 使 用 定 向 光 源 来 实 现 这 些 灯 具 使 用 整 体 的 反 射 镜 或 内 置 于 照 明 器 具 中 的 反 射 镜, 来 限 制 光 线 从 灯 具 向 后 传 播, 然 后 将 其 向 前 反 射 尺 寸 虽 然 节 能 灯 正 以 各 式 各 样 的 形 状 和 尺 寸 出 现, 但 在 选 择 替 代 灯 具 时, 仍 要 注 意 确 保 照 明 器 具 和 灯 具 装 置 对 于 其 用 途 而 言 尺 寸 合 适 就 整 体 镇 流 器 型 CFL 而 言, 对 镇 流 器 的 额 外 要 求 可 能 导 致 与 要 更 换 的 灯 具 具 有 相 同 灯 泡 尺 寸 的 灯 具 无 法 与 照 明 器 具 匹 配 色 温 灯 具 的 色 温 决 定 了 光 源 显 示 的 颜 色 选 择 特 定 颜 色 的 灯 具 有 几 种 原 因 氛 围 白 炽 灯 历 来 都 被 用 于 家 中 和 酒 店 因 此, 温 暖 且 略 带 红 色 的 外 观 往 往 带 来 舒 适 和 放 松 的 感 觉 在 此 类 可 以 给 人 们 带 来 放 松 感 觉 的 照 明 设 备 和 区 域 内, 最 好 选 用 色 温 为 2700 K 到 3000 K 的 灯 具 由 于 低 色 温 灯 给 人 一 种 温 暖 的 氛 围, 所 以 它 们 在 凉 爽 气 候 地 区 更 受 欢 迎 在 炎 热 或 潮 湿 而 又 没 有 空 调 的 区 域, 改 用 色 温 更 冷 的 灯 具, 约 4000 K 或 更 高, 则 可 以 减 少 压 迫 感 页 码 147

148 色 彩 配 置 不 论 灯 具 的 显 色 性 如 何, 相 关 色 温 必 须 与 房 间 的 色 彩 配 置 相 协 调 在 许 多 色 彩 配 置 中, 色 温 影 响 不 大, 但 是, 暖 色 灯 用 在 冷 色 调 中 或 相 反 地 冷 色 灯 用 在 暖 色 调 中, 空 间 的 整 体 感 觉 会 很 不 协 调 一 个 特 殊 的 问 题 就 是 中 灰 色 的 使 用, 因 为 暖 灰 色 和 冷 灰 色 的 谱 差 很 细 微 与 其 他 光 源 的 匹 配 普 遍 倾 向 于 在 整 个 照 明 设 备 中 匹 配 光 源 的 颜 色, 因 为 色 表 的 明 显 变 化 会 把 人 们 的 注 意 力 吸 引 到 照 明 灯 具 上 然 而, 灯 具 色 表 的 变 化 可 以 加 以 利 用 当 需 要 突 出 某 一 对 象 时, 色 表 向 较 低 温 度 的 微 小 转 变 可 以 帮 助 吸 引 注 意 力, 进 而 只 需 要 很 小 的 亮 度 对 比 另 外, 从 工 作 区 转 移 到 休 闲 区 时, 色 温 的 降 低 可 以 加 大 氛 围 的 对 比 度, 强 化 角 色 转 换 改 装 改 装 更 节 能 的 的 灯 具 引 入 了 一 些 其 他 的 考 虑 因 素 散 热 问 题 过 热 向 现 有 照 明 系 统 中 引 入 新 的 灯 具 时, 灯 具 周 围 的 空 间 已 经 固 定 所 以, 这 意 味 着 可 用 的 散 热 空 间 也 已 受 到 限 制 因 此, 选 择 替 代 灯 具 时, 应 注 意 确 保 其 工 作 期 间 产 生 的 热 量 不 会 超 过 可 轻 易 从 现 有 空 间 中 散 发 出 去 的 热 量 LED 的 散 热 相 当 困 难 LED 温 度 越 高, 性 能 便 越 差 可 调 光 性 近 几 年 来, 可 调 光 照 明 越 来 越 受 欢 迎 这 可 能 会 对 取 代 白 炽 灯 的 灯 具 选 择 构 成 限 制, 因 为 某 些 新 技 术 需 要 特 定 的 控 制 装 置 来 实 现 调 光, 而 这 些 控 制 装 置 通 常 是 在 安 装 时 便 已 配 好 有 些 紧 凑 型 荧 光 灯 与 现 有 的 调 光 电 路 不 兼 容, 因 而 灯 具 将 无 法 正 常 工 作, 并 且 调 光 开 关 的 电 子 元 件 可 能 会 损 坏 建 议 您 在 购 买 时 参 阅 产 品 包 装, 或 者 联 系 制 造 商 获 取 产 品 的 具 体 信 息 不 过, 如 今 已 经 存 在 可 与 调 光 电 路 兼 容 的 专 用 整 体 镇 流 器 型 CFL, 随 着 白 炽 灯 被 逐 步 淘 汰, 调 光 性 能 更 好 的 紧 凑 型 荧 光 灯 也 有 望 投 入 使 用 电 源 电 压 卤 素 灯 可 以 为 普 通 白 炽 灯 提 供 更 为 有 效 的 备 选 方 案, 而 且 在 市 场 上 较 为 常 见 HID 灯 的 调 光 需 求 主 要 是 针 对 金 属 卤 化 物 灯 尝 试 对 金 属 卤 化 物 灯 调 光 会 造 成 弧 光 管 工 作 温 度 过 低, 从 而 导 致 部 分 金 属 卤 化 物 凝 结 后 果 是 卤 化 物 凝 结 导 致 色 彩 损 失, 并 且 灯 具 的 总 体 光 谱 输 出 发 生 改 变 色 温 会 出 现 变 化 ( 通 常 是 升 高 ), 并 且 显 色 指 数 明 显 下 降 因 此 不 推 荐 对 金 属 卤 化 物 灯 进 行 调 光, 因 为 无 法 保 证 灯 具 的 颜 色 和 寿 命 性 能 页 码 148

149 与 控 制 设 备 ( 基 本 电 路 电 源 ) 的 兼 容 性 由 于 新 技 术 具 有 不 同 的 控 制 要 求, 因 此 确 保 所 有 替 代 灯 具 与 已 经 存 在 的 控 制 设 备 兼 容 十 分 重 要 例 如 : 荧 光 灯 不 是 设 计 成 直 接 由 电 源 控 制 运 作, 因 为 它 们 需 要 特 殊 的 控 制 装 置 产 生 高 电 压 来 启 动 放 电 并 控 制 放 电 电 流 带 有 整 体 镇 流 器 的 紧 凑 型 荧 光 灯 不 得 由 其 他 电 子 开 关 来 操 作, 如 电 子 计 时 器 和 光 传 感 器, 因 为 开 关 中 的 电 子 元 件 可 能 会 损 坏 使 用 电 源 电 压 卤 素 灯 时, 必 须 在 系 统 中 安 装 独 立 的 保 险 丝, 因 为 该 灯 具 的 尺 寸 使 得 无 法 在 灯 具 内 安 置 有 效 的 保 险 丝 系 统 不 可 由 电 源 直 接 控 制 低 压 灯 运 作, 也 不 可 通 过 相 位 控 制 调 光 器 进 行 操 作, 因 为 会 存 在 爆 炸 危 险 一 定 要 用 合 适 的 额 定 变 压 器 或 电 池 来 操 作 此 类 灯 具 5.2 了 解 标 签 和 包 装 内 容 随 着 新 的 灯 具 风 格 和 新 技 术 的 迅 速 发 展, 能 够 了 解 不 同 类 型 灯 具 所 使 用 的 标 识 码 十 分 重 要 荧 光 灯 的 标 记 荧 光 灯 可 以 通 过 标 准 化 代 码 进 行 识 别, 这 些 代 码 表 明 了 关 于 工 作 特 性 和 物 理 尺 寸 的 有 用 信 息 在 灯 具 上 和 目 录 里 看 到 的 制 造 商 代 码, 可 能 与 通 用 标 识 有 所 不 同 然 而, 所 有 的 主 要 灯 具 制 造 商 的 代 码 几 乎 都 是 基 于 下 文 论 述 的 识 别 体 系 该 编 码 体 系 为 用 户 提 供 了 灯 管 的 三 个 基 本 参 数 : 灯 泡 功 率 (W) 显 色 性 (CRI 值 ) 和 色 温 (K) 举 例 如 下 : 快 速 启 辉 灯 (40 W 或 以 下 ) 和 预 热 灯 快 速 启 辉 灯 是 商 业 用 途 ( 如 办 公 楼 宇 ) 中 最 常 见 的 荧 光 灯 类 型 1 页 码 149

150 F30T12/CW/RS F 荧 光 灯 30 额 定 标 称 功 率 T 形 状 该 灯 具 的 形 状 为 管 状 12 直 径 以 八 分 之 一 英 寸 为 基 数 ; 该 灯 具 的 直 径 为 12/8 (1.5) 英 寸 CW RS 颜 色 ; 该 灯 具 的 颜 色 为 冷 白 色 启 辉 模 式 ; 该 灯 具 的 启 辉 模 式 为 快 速 启 辉 预 热 灯 没 有 RS 前 缀 注 释 : 有 些 灯 具 标 识 为 F40T12/ES, 但 该 灯 具 消 耗 功 率 为 34 W 而 不 是 40 W; ES 是 补 充 符 号, 表 示 energy-saving( 节 能 ) ES 是 一 个 通 用 标 识 ; 实 际 的 制 造 商 标 识 可 能 是 SS, 代 表 Supersaver, EW 代 表 Econ-o-Watt, WM 代 表 Watt-Miser, 等 等 启 辉 模 式 之 后, 如 果 灯 具 的 颜 色 (CW WW WWX 等 ) 没 有 注 明, 可 能 会 加 上 另 一 个 编 号 来 表 示 显 色 性 和 色 温 此 编 号 通 常 为 三 位 数, 首 位 数 表 示 显 色 性 ( 例 如 7 表 示 75 ); 后 面 两 位 数 表 示 色 温 ( 例 如 41 表 示 4100 K ) 高 输 出 快 速 启 辉 灯 F48T12/WW/HO F 荧 光 灯 48 额 定 标 称 功 率 T 形 状 该 灯 具 的 形 状 为 管 状 12 直 径 以 八 分 之 一 英 寸 为 基 数 ; 该 灯 具 的 直 径 为 12/8 (1.5) 英 寸 WW HO 颜 色 该 灯 具 的 颜 色 为 暖 白 色 高 输 出 灯 的 工 作 电 流 为 800 ma 页 码 150

151 超 高 输 出 快 速 启 辉 灯 F72T12/CW/VHO F 荧 光 灯 72 灯 具 的 标 称 长 度 ( 英 寸 ) T 形 状 该 灯 具 的 形 状 为 管 状 12 直 径 以 八 分 之 一 英 寸 为 基 数 ; 该 灯 具 的 直 径 为 12/8 (1.5) 英 寸 CW VHO 颜 色 该 灯 具 的 颜 色 为 冷 白 色 超 高 输 出 灯 的 工 作 电 流 为 1500 ma 注 释 : 某 些 灯 具 可 能 不 使 用 VHO, 而 是 采 用 商 标 名 称, 如 1500 或 PowerGroove 瞬 时 启 辉 灯 F96T12/WWX F 荧 光 灯 96 灯 具 的 标 称 长 度 ( 英 寸 ) T 形 状 该 灯 具 的 形 状 为 管 状 12 直 径 以 八 分 之 一 英 寸 为 基 数 ; 该 灯 具 的 直 径 为 12/8 (1.5) 英 寸 WWX 颜 色 该 灯 具 的 颜 色 为 豪 华 暖 白 色 其 他 荧 光 灯 用 FC 代 替 F 则 表 示 该 灯 具 是 环 状 的 用 FB 或 FU 代 替 F 意 味 着 该 灯 具 是 弯 曲 形 或 U 形 的 后 缀 U 之 后 可 能 会 接 / 和 一 个 数 字, 表 示 灯 脚 之 间 的 距 离 ( 英 寸 ) 用 FT 代 替 F 用 于 表 示 双 联 灯 管 T5 灯 页 码 151

152 5.2.2 紧 凑 型 荧 光 灯 识 别 紧 凑 型 荧 光 灯 要 么 是 销 针 型 ( 灯 具 插 入 插 口 ), 要 么 是 中 等 螺 旋 型 ( 灯 具 像 普 通 白 炽 灯 一 样 拧 入 相 同 的 插 口 ) 下 文 介 绍 了 国 家 电 气 制 造 商 协 会 (NEMA) 关 于 销 针 式 紧 凑 型 荧 光 灯 的 通 用 命 名 体 系 NEMA 关 于 销 针 式 紧 凑 型 荧 光 灯 的 通 用 命 名 体 系 包 括 四 个 部 分 : CF + 形 状 + 功 率 / 灯 座 标 识 缩 略 符 号 前 缀 CF 用 于 表 示 符 合 美 国 国 家 标 准 学 会 (ANSI) 对 具 有 单 一 灯 座 的 自 支 持 式 灯 具 定 义 的 各 种 紧 凑 型 荧 光 灯 形 状 指 示 符 从 以 下 几 类 中 选 择 : o o T - 双 管 并 联 Q - 四 根 灯 管 构 成 四 边 形 o TR - 三 重 管 ( 包 括 三 组 双 联 管 构 成 三 角 形 或 三 根 灯 管 构 成 拱 形 ) 这 是 新 的 形 状 指 示 符, 用 来 表 示 此 类 灯 具 新 增 的 使 用 方 式 某 些 出 版 物 可 能 提 到 三 重 管 会 使 用 它 们 之 前 的 指 示 符 M o o S - 方 形 M - 以 上 形 状 指 示 符 没 有 提 及 的 任 何 其 他 灯 管 ( 多 个 ) 的 组 合 形 式 功 率 是 指 标 称 功 率, 后 面 接 W / 后 面 的 灯 座 标 识 缩 略 符 号 是 ANSI/IEC( 国 际 电 工 委 员 会 ) 标 识, 其 中 包 括 销 针 数 量, 但 不 包 括 任 何 销 座 信 息 灯 座 标 识 可 以 从 灯 具 目 录 上 确 定, 其 作 为 区 分 瓦 数 相 同 但 销 针 配 置 不 同 的 灯 具 的 必 要 信 息 ( 如 有 关 CFL 一 节 中 所 述 ) 其 他 信 息 ( 如 颜 色 ) 可 以 添 加 到 另 外 的 分 隔 符 / 后 面 例 如 : 识 别 标 记 CFT9W/G23 CFQ26W/ G24d CFQ26W/G24q CFTR32W/G24q/835 说 明 9 W 双 联 灯 管, 配 有 G23 灯 座 26 W 四 重 灯 管, 配 有 双 销 针 G24 灯 座 26 W 四 重 灯 管, 配 有 四 销 针 G24 灯 座 32 W 三 重 灯 管, 配 有 四 销 针 G24 灯 座,> 80 CRI,3500 K 页 码 152

153 5.2.3 卤 素 灯 标 识 卤 素 灯 的 命 名 体 系 包 括 四 个 部 分 : 功 率 + MR + 直 径 / 光 束 角 功 率 是 指 标 称 功 率 MR 表 示 多 面 反 射 器 的 规 定 名 称 ; 形 状 指 示 符 从 以 下 几 类 中 选 择 : 直 径 前 面 表 示 直 径, 以 八 分 之 一 英 寸 为 基 数 就 MR16 而 言, 表 示 直 径 为 16 1/8, 即 2 英 寸 光 束 角 度 数 例 如 : 识 别 标 记 20MR16/10 20MR16/40 50MR16/15 50MR16/25 65MR16/25 65MR16/40 75MR16/15 75MR16/25 说 明 20 瓦 特,10 度 光 束 20 瓦 特,40 度 光 束 50 瓦 特,15 度 光 束 50 瓦 特,25 度 光 束 65 瓦 特,25 度 光 束 65 瓦 特,40 度 光 束 75 瓦 特,15 度 光 束 75 瓦 特,25 度 光 束 卤 素 反 射 器 有 其 他 多 种 功 率 和 光 束 组 合 正 因 如 此,MR16 灯 也 往 往 根 据 光 束 分 散 缩 写 进 行 标 记 尽 管 这 些 缩 写 很 常 用, 但 与 这 些 缩 写 关 联 的 角 度 在 不 同 制 造 商 之 间 仍 略 有 不 同 这 些 光 束 分 散 缩 写 的 典 型 光 束 角 度 如 下 页 所 示 : 识 别 标 记 说 明 页 码 153

154 VNSP( 超 窄 点 ) 小 于 8 度 NSP( 窄 点 ) 8-15 度 SP( 点 ) 8-20 度 NFL( 窄 泛 光 ) 度 FL( 泛 光 ) 度 WFL( 阔 泛 光 ) 度 VWFL( 超 阔 泛 光 ) 60 度 或 60 度 以 上 5.3 节 能 计 算 从 简 单 化 的 层 面 来 说, 运 行 一 盏 灯 的 成 本 直 接 与 灯 泡 以 及 任 何 关 联 的 镇 流 器 或 变 压 器 的 瓦 特 数 相 关 瓦 特 数 越 高, 运 行 成 本 越 高, 灯 整 个 寿 命 过 程 中 运 行 成 本 的 计 算 是 简 单 计 算 : 运 行 成 本 = 电 力 成 本 ( 美 元 /kwh) 灯 的 瓦 特 数 寿 命 ( 小 时 ) 因 为 目 前 更 高 效 的 灯 购 买 价 格 比 普 通 白 炽 灯 的 购 买 价 格 高, 所 以 考 虑 更 换 灯 泡 的 总 寿 命 成 本 也 非 常 有 用 这 表 明, 尽 管 购 买 灯 的 成 本 更 高, 但 由 于 减 少 了 能 源 使 用, 因 此 在 灯 的 整 个 寿 命 过 程 中 仍 能 实 现 显 著 的 节 省 考 虑 生 命 周 期 成 本 时,CFL 是 最 便 宜 的 家 居 照 明 形 式 您 所 选 择 的 照 明 类 型 将 会 影 响 用 电 量 您 的 电 费 以 及 温 室 气 体 排 放 量 例 如, 下 表 比 较 了 用 户 使 用 一 个 标 准 白 炽 灯 一 个 长 寿 命 CFL 和 一 个 ELV 卤 钨 灯 的 成 本 该 表 说 明 了 使 用 CFL 能 够 节 省 大 量 的 电 力 成 本 长 寿 命 CFL ELV 卤 钨 灯 白 炽 灯 灯 瓦 特 数 15W 50W 75W 数 量 照 明 时 间 15,000 小 时 15,000 小 时 15,000 小 时 页 码 154

155 平 均 寿 命 15,000 小 时 4,000 小 时 1,000 小 时 流 明 输 入 功 率 15W( 整 合 镇 流 器 ) 65W( 包 括 变 压 器 ) 75W 总 耗 电 量 225kWh 975kWh 1,125kWh 电 力 成 本 为 0.17 美 元 /kwh $ 美 元 $ 灯 价 格 9.95 美 元 4 x 2.50 美 元 = 美 元 15 x 0.90 美 元 = 美 元 = 总 成 本 $ 美 元 $ 每 盏 灯 的 节 省 成 本 ( 和 白 炽 灯 相 比 ) 美 元 $ 能 源 效 率 指 数 能 源 效 率 指 数 (EEI), 又 名 能 源 标 签, 是 灯 /ECG 组 合 的 一 个 分 类 系 统 ( 与 灯 具 无 关 ) 在 澳 大 利 亚, 所 有 与 15 至 70W 之 间 的 线 性 荧 光 灯 一 起 使 用 的 镇 流 器 都 必 须 满 足 EEI = B2 的 最 低 能 效 标 准 (MEPS) MEPS 和 EEI 的 详 情 包 含 在 AS/NZS : 2002, 电 气 照 明 设 备 的 性 能 - 荧 光 灯 镇 流 器 - 能 源 标 签 和 最 低 能 效 标 准 要 求 中 从 2004 年 10 月 1 日 起, 在 澳 大 利 亚 制 造 或 进 口 到 澳 大 利 亚 的 线 性 荧 光 灯 必 须 符 合 AS/NZS : 2004, 双 端 荧 光 灯 - 性 能 规 格 - 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 中 规 定 的 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 要 求 线 性 荧 光 灯 MEPS 的 范 围 涵 盖 550 mm 及 以 上 的 FD 和 FDH 灯 MEPS 旨 在 通 过 从 市 场 上 淘 汰 低 效 率 荧 光 灯 来 提 高 最 终 使 用 的 能 源 效 率, 以 及 鼓 励 高 效 率 荧 光 灯 的 买 卖 该 标 准 也 规 定 了 对 自 发 性 能 源 标 记 的 要 求, 这 种 标 记 方 式 与 欧 洲 能 源 标 记 方 案 相 同 该 标 签 可 用 于 产 品 包 装 以 及 宣 传 或 广 告 材 料 该 标 记 方 案 扩 大 到 了 所 有 灯 型, 包 括 线 性 荧 光 灯 紧 凑 型 荧 光 灯 石 英 卤 素 灯 和 白 炽 灯 页 码 155

156 欧 洲 能 源 标 记 线 性 荧 光 灯 的 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 规 定 为 各 种 灯 泡 尺 寸 的 最 低 发 光 功 效, 单 位 为 流 明 / 瓦 特 最 低 显 色 指 数 和 含 汞 量 方 面 也 有 要 求 能 源 消 耗 的 测 量 方 法 见 AS/NZS : 2004, 双 端 荧 光 灯 - 性 能 规 格 - 一 般 (IEC 60081:2000,MOD) 和 AS/NZS (Int): AS/NZS (Int):2006, 双 端 荧 光 灯 - 性 能 规 格 - 荧 光 灯 中 汞 的 定 量 分 析 程 序 EEI 分 类 系 统 ( 下 面 将 以 示 例 说 明 ) 通 过 灯 或 系 统 性 能 的 一 定 限 值 来 定 义, 范 围 是 A 到 G, 其 中 A 类 表 示 能 源 效 率 最 高,G 类 表 示 能 源 效 率 最 低 家 用 灯 的 分 级 系 统 控 制 元 件 的 分 级 系 统 A: 非 常 有 效 A1: 可 调 光 ECG B:>50 lm/w C A2: 低 损 耗 ECG A3: 较 高 损 耗 ECG D: 大 多 数 为 卤 素 灯 - > 16 lm/w B1: 良 好 的 低 损 耗 控 制 装 置 E: 白 炽 灯 - GLS B2: 不 良 的 低 损 耗 控 制 装 置 F: 白 炽 灯 < 10 lm/w C: 传 统 的 控 制 装 置 页 码 156

157 G: 最 低 效 - 彩 色 灯 ( 根 据 指 定 公 式 计 算 得 出 ) ( 根 据 试 验 确 定 ) 暂 行 标 准 AS/NZS (Int):2008, 普 通 照 明 服 务 的 自 镇 流 灯 - 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 要 求 为 自 镇 流 紧 凑 型 荧 光 灯 规 定 了 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 要 求 和 相 关 属 性 以 及 控 制 启 动 和 稳 定 运 行 的 集 成 方 法, 其 目 的 是 供 澳 大 利 亚 和 新 西 兰 的 室 内 和 类 似 普 通 照 明 目 的 使 用 该 标 准 适 用 于 所 有 电 压 和 瓦 特 数 的 自 镇 流 灯, 不 论 灯 头 类 型 是 什 么 它 将 性 能 标 准 应 用 于 以 下 属 性 : 启 动 时 间 上 升 时 间 功 效 流 明 维 持 率 过 早 的 灯 故 障 寿 命 功 率 因 素 色 表 CRI 含 汞 量 开 关 承 受 谐 波 和 抗 扰 度 6 可 持 续 性 正 如 引 言 中 所 述, 可 持 续 性 是 关 于 合 理 有 效 利 用 目 前 可 用 资 源, 由 此 帮 助 确 保 子 孙 后 代 满 足 他 们 需 求 的 能 力 不 会 受 到 损 害 6.1 电 力 操 作 过 程 中 的 电 力 消 耗 是 迄 今 为 止 与 照 明 系 统 可 持 续 性 相 关 的 最 大 问 题 照 明 在 居 住 能 源 使 用 中 占 5% 到 15%, 而 在 商 业 建 筑 能 源 使 用 中 最 高 占 30% 低 效 白 炽 灯 的 逐 步 淘 汰 将 为 环 境 和 经 济 带 来 相 当 大 的 节 约 在 2008 年 至 2020 年 之 间, 预 计 在 全 国 范 围 内 改 用 高 效 照 明 ( 如 CFL) 将 节 省 约 30 太 瓦 时 的 页 码 157

158 电 力 以 及 减 少 2,800 万 吨 的 温 室 气 体 排 放 这 相 当 于 一 座 小 型 燃 煤 发 电 站 完 全 停 止 运 转 或 超 过 500,000 辆 的 汽 车 永 远 不 在 公 路 上 行 驶 预 计 截 至 2020 年, 将 每 年 为 澳 大 利 亚 经 济 节 省 约 3.8 亿 美 元, 为 白 炽 灯 更 换 为 CFL 的 每 个 家 庭 每 年 净 节 省 超 过 50 美 元 除 了 使 用 高 效 节 能 灯 在 减 少 能 源 使 用 和 温 室 气 体 产 生 方 面 的 明 显 好 处 外, 考 虑 到 照 明 分 区 照 明 功 率 密 度 照 明 镇 流 器 分 计 量 和 照 明 控 制 的 优 良 照 明 设 计 也 有 助 于 整 体 的 可 持 续 性 相 反, 不 良 照 明 设 计 会 实 际 增 加 能 耗, 因 为 用 户 会 通 过 使 用 额 外 的 照 明 来 寻 求 视 觉 环 境 的 改 善, 并 且 由 于 更 高 的 热 生 成 级 别, 可 能 会 增 加 建 筑 冷 却 所 需 的 能 量 6.2 材 料 再 循 环 能 力 决 定 产 品 可 持 续 性 的 另 一 个 考 虑 因 素 是 能 否 再 循 环 产 品 的 零 部 件 ( 包 括 包 装 ) 目 前 已 有 专 业 回 收 站, 能 够 回 收 灯 中 所 含 的 汞 玻 璃 磷 和 铝 这 种 情 况 的 主 要 推 动 因 素 是 当 前 对 来 自 含 汞 灯 中 的 汞 污 染 的 关 注 ( 回 收 的 汞 通 常 销 往 牙 科 行 业, 用 在 汞 合 金 补 牙 物 中 ) 有 几 个 州 已 经 有 了 回 收 CFL 和 荧 光 灯 管 的 家 庭 化 学 收 集 计 划 和 / 或 收 集 站 其 他 州 在 考 虑 引 入 类 似 方 案 有 几 个 州 已 经 有 了 回 收 CFL 和 荧 光 灯 管 的 家 庭 化 学 收 集 计 划 和 / 或 收 集 站 其 他 州 在 考 虑 引 入 类 似 方 案 在 各 州 和 地 区 的 协 助 下 开 发 的 处 理 和 回 收 相 关 详 细 信 息 可 通 过 获 取 在 进 一 步 减 少 汞 排 放 的 努 力 中, 澳 大 利 亚 政 府 连 同 环 境 保 护 和 文 物 局 一 起 发 起 了 荧 光 循 环 计 划 以 开 始 解 决 这 个 问 题 荧 光 循 环 是 澳 大 利 亚 政 府 和 行 业 间 的 一 种 自 愿 伙 伴 关 系, 旨 在 通 过 商 业 和 公 共 照 明 部 门 增 加 含 汞 灯 的 回 收 这 些 灯 目 前 约 占 所 有 照 明 废 弃 物 的 90% 该 计 划 的 范 围 预 计 将 最 终 扩 大 到 包 括 来 自 室 内 或 家 庭 用 灯 由 于 目 前 安 装 用 于 替 换 白 炽 灯 的 CFL 寿 命 即 将 中 止, 所 以 这 对 于 解 决 废 弃 灯 泡 数 量 增 加 的 问 题 可 能 是 必 要 的 相 比 于 白 炽 灯, 使 用 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 可 减 少 排 放 到 环 境 中 的 汞, 尽 管 CFL 含 有 少 量 汞 其 原 因 是 燃 煤 发 电 也 会 产 生 汞 排 放 由 于 CFL 使 用 的 电 力 比 白 炽 灯 显 著 减 少, 所 以 使 用 CFL 也 会 降 低 汞 总 排 放 量 蕴 藏 能 源 蕴 藏 能 源 定 义 为 制 造 产 品 的 工 作 中 使 用 的 可 用 能 源 页 码 158

159 在 制 造 和 处 理 照 明 设 备 的 过 程 中 最 大 程 度 地 尽 量 减 少 资 源 和 能 源 使 用 以 及 废 物 ( 尤 其 是 有 害 废 物 ) 也 是 可 持 续 性 的 一 个 重 要 方 面 然 而, 相 比 于 照 明 设 备 寿 命 期 间 使 用 的 能 源, 照 明 设 备 中 的 蕴 藏 能 源 通 常 是 微 不 足 道 的 选 择 节 能 照 明 设 备 远 重 要 于 考 虑 照 明 设 备 中 所 含 的 蕴 藏 能 源 例 如,CFL 是 一 项 比 传 统 白 炽 灯 更 为 复 杂 的 技 术, 因 而 也 具 有 较 高 的 蕴 藏 能 源, 但 是 通 过 用 CFL 替 换 白 炽 灯 所 节 省 的 能 源 会 以 超 过 数 倍 的 量 抵 消 这 种 额 外 的 蕴 藏 能 源 12.9 kwh 制 造 能 源 1125 kwh 操 作 能 源 3.4 kwh 制 造 能 源 225 kwh 操 作 能 源 15 盏 白 灯 1 盏 将 流 器 作 为 整 体 中 一 部 分 的 长 寿 型 CFL 图 1 制 作 和 使 用 若 干 盏 GLS 白 灯 和 一 盏 CFL 灯 ( 相 同 灯 光 超 过 小 时 ) 所 使 用 的 能 量 不 包 括 更 换 灯 所 使 用 的 人 力 在 本 示 例 中, 我 们 有 一 张 在 相 同 时 间 内 制 造 和 操 作 两 种 灯 类 型 所 生 成 能 源 的 图 表 如 果 该 能 源 来 自 于 矿 物 燃 料, 则 除 了 相 关 比 例 的 温 室 效 应 气 体 释 放 外, 类 似 比 例 的 汞 也 会 被 释 放 到 大 气 中 现 在 所 有 常 用 低 压 气 体 放 电 灯 中 只 含 有 少 量 汞, 因 而 与 白 炽 灯 使 用 相 关 联 的 矿 物 燃 料 产 能 而 生 成 的 汞 污 染 威 胁 远 大 于 新 型 放 电 灯 产 生 的 威 胁 不 同 材 料 有 不 同 的 蕴 藏 能 源 铝 具 有 较 高 的 蕴 藏 能 源 (170 MJ/kg, 而 玻 璃 为 12.7 MJ/kg) 除 非 灯 的 运 行 环 境 要 求 使 用 铝 结 构 灯, 否 则 改 选 一 种 塑 料 结 构 可 以 提 供 一 个 更 具 可 持 续 性 的 选 择 7 健 康 考 虑 和 照 明 随 着 标 准 白 炽 灯 的 逐 步 淘 汰 以 及 换 用 更 节 能 产 品 的 推 进, 与 可 能 的 健 康 问 题 相 关 的 疑 问 也 开 始 出 现 这 些 关 切 主 要 与 以 下 内 容 相 关 : 页 码 159

160 闪 变 紫 外 线 辐 射 汞 电 磁 辐 射 (EMR) 闪 变 作 为 其 正 常 运 行 的 一 部 分, 包 括 线 性 和 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 在 内 的 荧 光 灯 会 闪 变 ( 即 快 速 闪 烁 亮 起 和 熄 灭 ) 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 以 大 于 每 秒 20,000 次 的 速 率 闪 变, 现 代 线 性 荧 光 灯 管 以 大 于 每 秒 5,000 次 的 速 率 闪 变, 而 旧 式 线 性 荧 光 灯 的 闪 变 速 率 为 每 秒 100 次 这 些 闪 变 速 率 人 脑 无 法 察 觉 ( 研 究 表 明,1% 的 人 能 够 察 觉 最 高 每 秒 60 次 的 闪 变 速 率 ) 如 果 线 性 荧 光 灯 出 现 了 明 显 的 闪 变, 则 有 可 能 出 现 了 故 障, 应 将 其 更 换 如 果 CFL 有 明 显 闪 变, 这 可 能 是 由 于 产 品 质 量 差 所 致 或 可 能 会 在 灯 泡 安 装 错 误 ( 即 安 装 在 变 光 开 关 触 摸 灯 或 其 他 电 子 设 备 中 ) 时 发 生 然 而, 一 些 与 闪 变 关 联 的 可 能 健 康 问 题 相 关 的 关 切 已 经 出 现 特 别 是 下 列 疾 病 患 者 : 光 敏 感 性 癫 痫 症 美 尼 尔 氏 病 偏 头 痛 光 敏 感 性 癫 痫 症 光 敏 感 性 癫 痫 症 是 指 所 有 或 几 乎 所 有 因 为 闪 烁 或 闪 光 或 其 他 形 式 及 模 式 引 起 发 作 的 癫 痫 症 自 然 和 人 工 光 源 都 可 能 引 起 这 种 癫 痫 症 的 发 作 光 敏 感 性 癫 痫 症 比 较 罕 见, 仅 有 5% 的 癫 痫 症 患 者 被 诊 断 为 患 有 这 种 形 式 的 癫 痫 症 一 些 已 知 的 能 够 触 发 光 敏 感 性 癫 痫 症 患 者 发 病 的 因 素 包 括 : 看 电 视 或 玩 电 子 游 戏 灯 发 生 故 障 或 电 视 闪 变 闪 光 灯 在 阳 光 透 过 一 排 树 木 照 射 的 黎 明 或 黄 昏 驾 车 水 面 上 闪 烁 的 阳 光 从 快 速 行 驶 的 车 辆 的 车 窗 向 外 看 2 页 码 160

161 几 何 图 形 尽 管 最 有 可 能 引 起 发 作 的 闪 光 频 率 因 人 而 异, 但 其 范 围 介 于 每 秒 8 到 30 Hz 或 闪 烁 之 间 CFL 和 线 性 荧 光 灯 的 闪 变 速 率 远 高 于 这 个 敏 感 范 围, 不 会 对 光 敏 感 性 癫 痫 症 患 者 构 成 危 害 研 究 人 员 已 经 得 出 结 论 : 相 比 于 其 他 灯 具, 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 不 太 可 能 成 为 光 敏 感 性 癫 痫 症 患 者 的 较 大 威 胁 已 经 记 录 的 少 数 几 个 对 线 性 荧 光 灯 管 闪 烁 产 生 反 应 的 案 例 几 乎 可 以 肯 定 是 由 旧 技 术 引 发 的, 这 种 灯 在 铜 铁 磁 控 制 器 上 以 相 当 低 的 频 率 运 行, 而 不 是 在 所 有 现 代 荧 光 灯 使 用 的 电 子 控 制 器 上 运 行 美 尼 尔 氏 病 约 有 0.2% 的 人 患 有 美 尼 尔 氏 病 美 尼 尔 氏 病 是 指 由 于 内 耳 的 积 水 扰 乱 耳 朵 平 衡 和 听 觉 机 制 而 导 致 一 些 症 状 的 出 现, 如 眩 晕 ( 头 昏 眼 花 ) 耳 鸣 ( 耳 朵 内 有 响 声 ) 和 听 力 丧 失 该 疾 病 通 常 只 会 影 响 一 只 耳 朵, 是 听 力 丧 失 的 一 个 常 见 原 因 没 有 科 学 证 据 表 明 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL)( 或 其 他 荧 光 灯 ) 会 加 重 或 引 发 美 尼 尔 氏 病 的 症 状 然 而, 有 传 闻 称 美 尼 尔 氏 病 患 者 与 他 人 相 比 对 闪 光 更 为 敏 感 ( 由 于 其 受 损 的 平 衡 系 统 ), 因 此 他 们 可 能 更 容 易 受 到 称 为 闪 烁 眩 晕 的 现 象 的 影 响 ( 据 说 它 可 以 影 响 任 何 人 ) 闪 变 速 率 在 每 秒 4 到 30 Hz 或 闪 烁 范 围 内 时 可 能 产 生 闪 烁 眩 晕 症 状 包 括 模 糊 非 特 定 的 不 适 感 恶 心 头 昏 眼 花 偏 头 痛 意 识 不 清, 甚 至 光 敏 感 性 癫 痫 症 的 发 作 触 发 事 件 可 能 非 常 简 单, 如 注 视 快 速 移 动 的 物 体 ( 例 如, 电 扇 直 升 机 桨 叶 或 从 行 驶 的 车 辆 中 注 视 一 排 树 ), 这 些 物 体 会 间 歇 性 遮 住 阳 光, 制 造 出 闪 烁 的 效 果 CFL 和 线 性 荧 光 灯 的 闪 变 速 率 远 高 于 人 脑 可 察 觉 的 速 率, 因 此 应 不 会 影 响 美 尼 尔 氏 病 患 者 偏 头 痛 偏 头 痛 是 神 经 系 统 最 常 见 的 疾 病 之 一 在 发 达 国 家, 约 有 10%-15% 的 人 患 有 偏 头 痛 偏 头 痛 可 能 由 许 多 不 同 的 事 件 引 发, 包 括 压 力 运 动 某 些 食 物 强 光 闪 光 嘈 杂 的 噪 声 浓 烈 的 气 味 睡 眠 不 足 或 睡 眠 过 多 对 于 女 性, 荷 尔 蒙 变 化 可 能 引 发 偏 头 痛 发 作, 例 如 在 月 经 期 间 如 果 怀 疑 灯 光 是 偏 头 痛 普 通 头 痛 甚 至 眼 睛 疲 劳 的 触 发 事 件, 则 主 要 原 因 可 能 是 强 光 高 对 比 度 或 不 适 当 的 灯 光 级 别 这 些 问 题 是 由 于 不 良 的 照 明 设 计 而 不 是 荧 光 灯 的 特 点 引 起 的, 而 且 如 果 使 用 不 当, 任 何 照 明 技 术 都 会 产 生 此 问 题 将 灯 密 封 并 平 均 分 布 光 线 而 不 影 响 光 输 出 和 效 率 的 灯 具 能 够 帮 助 避 免 这 些 问 题 页 码 161

162 英 国 偏 头 痛 协 会 ( 建 议 : 确 保 光 线 充 足 且 位 置 良 好 荧 光 照 明 应 以 正 确 方 式 保 持 以 尽 量 减 少 闪 变 荧 光 灯 应 与 正 确 的 闪 光 罩 类 型 一 起 安 装, 以 尽 可 能 模 仿 自 然 光 避 免 光 泽 / 抛 光 表 面 纯 白 色 墙 等 产 生 的 反 射 眩 光, 选 择 无 光 泽 的 漆 面 或 带 有 图 片 海 报 或 植 物 的 破 碎 表 面 为 窗 户 安 装 可 调 节 百 叶 窗 尽 管 带 有 可 察 觉 闪 变 的 光 源 能 够 触 发 敏 感 个 体 的 偏 头 痛, 但 CFL 和 线 性 荧 光 灯 的 闪 变 速 率 远 高 于 人 脑 可 察 觉 的 速 率, 因 此 应 不 会 影 响 偏 头 痛 患 者 7.2 紫 外 线 辐 射 正 如 前 面 章 节 所 述, 紫 外 线 辐 射 由 阳 光 自 然 产 生, 且 刚 好 超 出 了 电 磁 波 谱 可 见 光 范 围 内 的 紫 光 范 围 紫 外 线 辐 射 分 为 三 个 波 段 - UVA UVB 和 UVC: 名 称 说 明 波 长 UVA 长 波 紫 外 线 nm UVB 中 波 长 紫 外 线 nm UVC 短 波 长 紫 外 线 nm 暴 露 于 UV 能 产 生 有 利 影 响 少 量 辐 射 是 人 体 所 必 需 的, 因 为 它 会 促 进 维 生 素 D 的 生 成, 而 维 生 素 D 对 于 食 物 吸 收 骨 骼 发 育 免 疫 功 能 及 血 细 胞 形 成 起 着 关 键 作 用 然 而, 在 夏 季 只 需 每 周 两 至 三 次, 每 次 5-15 分 钟 将 手 脸 和 胳 膊 偶 尔 暴 露 于 太 阳 之 下 即 可 保 持 高 维 生 素 D 水 平 3. 另 一 方 面, 过 多 的 太 阳 紫 外 线 照 射 ( 特 别 是 较 短 波 长 ) 会 对 皮 肤 和 眼 睛 造 成 很 大 伤 害 众 所 周 知 它 会 造 成 皮 肤 癌 - 随 着 更 多 的 人 享 受 假 期 日 光 浴 和 使 用 太 阳 床, 皮 肤 癌 在 过 去 的 二 十 年 里 有 显 著 增 加 3 世 界 卫 生 组 织 页 码 162

163 UV 辐 射 也 具 有 颜 色 漂 白 作 用 ( 例 如, 充 满 阳 光 的 窗 户, 其 彩 色 窗 帘 会 褪 色 ) 人 工 光 源 所 有 的 人 工 光 源 都 能 产 生 不 同 程 度 的 紫 外 线 辐 射 常 见 的 家 用 灯, 如 白 炽 灯 卤 素 灯 和 CFL 都 会 产 生 一 些 UV 澳 大 利 亚 防 辐 射 及 核 安 全 局 (ARPANSA) 进 行 了 一 项 研 究, 4 对 象 为 一 系 列 CFL 白 炽 灯 和 卤 素 灯 在 试 验 的 灯 当 中, 具 有 最 高 UV 水 平 灯 的 测 量 距 离 为 10 cm, 测 量 时 间 为 8 小 时, 测 出 的 UV 水 平 相 当 于 在 布 里 斯 班 暴 露 于 夏 日 正 午 阳 光 下 约 6 分 钟, 在 墨 尔 本 相 当 于 7 分 钟 研 究 发 现, 所 有 灯 释 放 的 UV 会 随 着 距 离 的 增 加 而 迅 速 减 少 如 果 人 们 担 心 UV 照 射, 则 应 该 最 大 程 度 地 减 少 在 灯 周 围 25cm 范 围 内 的 时 间, 或 者 使 用 双 壳 型 及 覆 盖 型 CFL( 这 些 类 型 的 灯 看 起 来 类 似 于 珍 珠 白 炽 灯 ) 荧 光 灯 荧 光 灯, 由 于 其 运 行 性 质, 只 会 发 出 低 水 平 的 UV 辐 射 量 非 常 小, 不 会 对 暴 露 其 中 的 人 产 生 健 康 危 害 在 一 个 典 型 的 明 亮 办 公 室 中, 由 荧 光 灯 管 释 放 出 的 UV 量 只 占 平 均 日 光 紫 外 线 辐 射 量 的 一 小 部 分 尽 管 有 些 CFL 确 实 会 比 同 等 白 炽 灯 泡 稍 微 多 释 放 出 一 些 UV 光, 但 是 如 果 CFL 安 装 位 置 距 离 人 25cm 以 上, 比 如 在 天 花 板 上, 则 这 些 释 放 量 并 不 显 著 高 强 度 放 电 灯 高 压 和 低 压 钠 灯 会 产 生 少 量 UV, 而 这 些 UV 几 乎 全 都 会 被 外 面 的 玻 璃 灯 泡 吸 收 这 两 种 灯 在 UV 辐 射 方 面 并 没 有 被 归 类 为 任 何 密 切 关 注 对 象 另 一 方 面, 高 压 汞 灯 和 金 属 卤 化 物 灯 会 在 其 弧 光 管 中 产 生 相 对 较 高 水 平 的 UV 具 有 外 层 玻 璃 灯 泡 的 那 些 种 类 灯 由 于 玻 璃 的 过 滤 效 果, 其 产 生 的 UV 会 显 著 减 少, 不 会 造 成 任 何 健 康 危 害 然 而, 如 果 长 时 间 照 射 彩 色 感 光 材 料, 它 们 会 产 生 漂 白 效 果 4 页 码 163

164 具 有 石 英 外 层 灯 泡 的 金 属 卤 化 物 灯 产 生 的 UV 水 平 可 能 对 健 康 造 成 危 害, 因 为 普 通 石 英 不 能 将 UV 辐 射 过 滤 掉 在 带 有 这 些 灯 的 灯 具 上 始 终 需 要 使 用 UV 过 滤 器 然 而, 大 多 数 制 造 商 现 在 会 在 他 们 的 金 属 卤 化 物 灯 系 列 上 使 用 特 殊 的 UV 过 滤 器 石 英 从 健 康 角 度 来 看, 这 些 灯 可 以 在 灯 具 上 无 需 添 加 UV 过 滤 器 的 情 况 下 使 用 然 而, 如 果 被 照 物 体 特 别 敏 感 ( 如, 珍 贵 油 画 ), 则 在 灯 具 上 使 用 UV 过 滤 器 来 消 除 漂 白 效 果 仍 较 为 明 智 卤 素 灯 卤 素 灯 使 用 的 石 英 灯 壳 除 了 允 许 可 见 光 谱 的 传 播 外, 还 允 许 紫 外 线 电 磁 波 的 传 播 因 此, 灯 制 造 商 现 在 提 供 了 一 系 列 使 用 一 种 掺 杂 材 料 的 卤 钨 灯, 这 种 材 料 可 以 有 效 隔 绝 紫 外 线 辐 射 这 种 紫 外 线 吸 收 化 学 品 通 常 在 生 产 的 熔 化 阶 段 添 加 感 光 性 条 件 随 着 越 来 越 多 的 人 使 用 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL), 有 些 人 担 心 这 些 灯 会 对 那 些 受 到 紫 外 线 (UV) 光 影 响 的 人, 特 别 是 系 统 性 红 斑 狼 疮 (SLE) 或 狼 疮 患 者 的 健 康 产 生 不 利 影 响 狼 疮, 具 有 许 多 形 式, 是 以 人 体 组 织 的 慢 性 炎 症 为 特 征 的 一 种 自 体 免 疫 失 调 狼 疮 患 者 会 产 生 以 自 身 健 康 组 织 和 器 官 为 目 标 的 抗 体 狼 疮 的 起 因 暂 不 清 楚, 但 是 遗 传 病 毒 UV 光 和 药 物 似 乎 都 发 挥 着 一 定 作 用 女 性 患 狼 疮 的 概 率 是 男 性 的 八 倍 暴 露 于 任 何 UV 辐 射 源, 包 括 阳 光, 都 可 能 加 剧 或 诱 发 狼 疮 不 同 灯 泡 的 UV 输 出 变 化 很 大, 即 使 它 们 处 于 同 一 类 别 ( 即, 白 炽 灯 卤 素 灯 和 CFL) 若 不 改 善,CFL 产 生 的 稍 高 水 平 UV 可 能 对 敏 感 性 狼 疮 患 者 造 成 问 题 例 如, 长 时 间 暴 露 于 明 露 线 性 ( 管 状 ) 荧 光 灯 会 在 过 敏 性 个 人 身 上 诱 发 狼 疮 的 实 例 较 为 罕 见 有 些 设 计 成 与 传 统 白 炽 灯 类 似 外 观 的 双 壳 型 CFL 比 单 壳 型 CFL 释 放 的 UV 更 低, 但 并 不 是 所 有 的 型 号 都 是 这 样 传 统 上, 家 庭 中 一 直 使 用 灯 罩 灯 具 和 散 光 罩 既 是 为 了 审 美, 也 是 为 了 减 少 明 露 灯 泡 产 生 的 强 光 若 使 用 正 确, 亚 克 立 灯 罩 也 能 将 UV 光 级 别 减 少 达 94% 灯 罩 风 格 多 样, 应 安 装 于 光 源 ( 灯 泡 ) 和 人 体 之 间, 以 减 少 UV 光 的 级 别 灯 罩 装 上 后 不 能 看 到 灯 泡, 这 一 点 非 常 重 要 7.3 汞 5 页 码 164

165 汞 是 一 种 自 然 产 生 的 元 素, 并 且 是 一 种 极 强 的 神 经 毒 素 空 气 中 的 汞 排 放 可 能 来 自 于 自 然 和 人 为 来 源 燃 煤 发 电 厂 是 最 大 的 人 为 来 源, 因 为 当 燃 煤 发 电 时, 煤 中 天 然 存 在 的 汞 会 释 放 到 空 气 中 正 如 前 几 节 所 述, 许 多 灯 型 的 工 作 都 需 要 汞 一 般 来 说, 电 能 使 用 越 高, 则 灯 运 行 所 需 的 汞 就 越 多 含 汞 灯 包 括 : 高 压 放 电 (HID) 灯, 如 汞 蒸 汽 灯 ( 通 常 包 含 约 30 毫 克 (mg) 汞 ), 用 于 街 道 和 道 路 照 明 线 性 荧 光 灯 管, 澳 大 利 亚 标 准 要 求 含 汞 量 少 于 15mg, 用 于 大 多 数 商 业 和 公 共 建 筑 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL),2009 年 推 出 的 新 澳 大 利 亚 标 准 要 求 含 汞 量 少 于 5mg, 主 要 用 于 家 庭 由 于 CFL 的 使 用 数 量 增 加, 与 接 触 元 素 有 关 的 危 害 和 健 康 影 响 意 识 也 同 样 在 增 加, 这 引 发 了 它 们 是 否 可 以 安 全 使 用 的 问 题 然 而, 家 用 灯 中 的 汞 含 量 非 常 小 ( 许 多 情 况 下 低 于 规 定 的 5mg), 尺 寸 与 圆 珠 笔 尖 大 致 相 当, 且 密 封 于 CFL 玻 璃 管 中 相 比 之 下, 手 表 电 池 中 的 汞 含 量 高 达 其 五 倍 ; 人 们 口 中 一 颗 银 补 牙 含 汞 量 为 其 60 至 200 倍 ; 许 多 人 医 药 箱 中 的 旧 式 体 温 计 含 汞 量 为 其 100 至 200 倍 ; 某 些 冰 箱 的 每 个 灯 光 开 关 中 含 汞 量 为 其 200 倍 ; 人 们 家 中 墙 上 的 自 动 调 温 器 含 汞 量 约 为 其 500 倍 CFL 和 这 些 家 用 产 品 中 所 含 的 汞 在 使 用 时 不 会 构 成 威 胁, 除 非 设 备 损 坏 因 此, 这 些 产 品 应 该 始 终 小 心 处 理 和 妥 善 处 置 此 外,CFL 使 用 的 能 源 是 白 炽 灯 的 四 分 之 一 左 右, 因 而 CFL 寿 命 更 长, 所 需 电 力 更 少, 并 且 避 免 了 燃 煤 电 厂 的 一 些 汞 排 放 处 理 CFL 一 般 可 处 理 到 常 规 的 垃 圾 箱 中, 然 后 这 些 垃 圾 会 被 运 送 至 垃 圾 填 埋 场 但 是, 最 好 询 问 一 下 管 理 垃 圾 收 集 的 地 方 当 局, 因 为 不 同 的 地 方 当 局 可 能 有 不 同 的 安 排 如 果 用 这 种 方 式 处 理 CFL, 则 最 好 用 报 纸 包 裹 住 CFL 以 防 止 打 碎 如 有 可 能, 最 好 是 通 过 专 业 回 收 站 回 收 回 收 能 够 安 全 地 重 新 获 取 并 重 新 使 用 汞 玻 璃 磷 和 铝 回 收 的 汞 通 常 销 往 牙 科 行 业, 用 于 汞 合 金 补 牙 大 多 数 灯 回 收 站 会 收 集 大 量 来 自 都 会 和 特 定 几 个 局 部 区 域 的 灯, 某 些 州 已 经 已 经 有 了 回 收 CFL 的 家 庭 化 学 收 集 计 划 或 收 集 站 其 他 州 在 考 虑 引 入 类 似 方 案 在 各 州 和 地 区 的 协 助 下 制 定 的 有 关 处 理 和 回 收 的 详 细 信 息 可 通 过 获 取 CFL 不 应 放 置 在 马 路 边 回 收 收 集, 因 为 它 们 在 运 输 中 会 打 碎 并 污 染 回 收 物 品 垃 圾 场 不 具 备 回 收 荧 光 灯 的 设 施 页 码 165

166 在 减 少 灯 汞 排 放 的 努 力 中, 澳 大 利 亚 政 府 连 同 环 境 保 护 和 文 物 局 一 起 发 起 了 荧 光 循 环 计 划, 开 始 解 决 这 个 问 题 荧 光 循 环 是 澳 大 利 亚 政 府 和 行 业 间 的 一 种 自 愿 伙 伴 关 系, 旨 在 通 过 商 业 和 公 共 照 明 部 门 增 加 含 汞 灯 的 回 收, 这 些 灯 目 前 约 占 所 有 照 明 废 弃 物 的 90% 该 计 划 的 范 围 预 计 将 最 终 扩 大 到 包 括 来 自 室 内 或 家 庭 用 灯 由 于 目 前 安 装 用 于 替 换 白 炽 灯 的 CFL 寿 命 即 将 中 止, 所 以 这 对 于 解 决 废 弃 灯 泡 数 量 增 加 的 问 题 可 能 是 必 要 的 破 损 短 期 性 的 潜 在 照 射 ( 特 别 是 在 有 效 清 理 破 碎 的 CFL 材 料 后 ) 不 会 对 受 照 射 的 成 人 ( 包 括 孕 妇 ) 或 小 孩 构 成 严 重 的 健 康 威 胁 然 而, 作 为 一 种 谨 慎 措 施, 遵 循 下 面 这 些 简 单 明 了 的 清 理 和 处 理 说 明 将 进 一 步 降 低 风 险 : 在 清 理 打 碎 的 灯 之 前, 打 开 附 近 的 窗 户 和 门, 让 房 间 通 风 15 分 钟 不 要 让 空 调 或 暖 气 设 备 保 持 开 启 状 态, 因 为 这 可 能 使 汞 蒸 汽 重 新 流 通 回 房 间 中 不 要 在 坚 硬 的 表 面 上 使 用 真 空 吸 尘 器 或 扫 帚, 因 为 这 会 扩 散 灯 的 内 容 物 和 污 染 清 洁 工 具 在 可 能 的 情 况 下, 改 将 打 碎 的 材 料 铲 到 ( 例 如, 使 用 硬 纸 或 纸 板 ) 可 以 用 金 属 盖 密 封 的 玻 璃 容 器 中 使 用 一 次 性 橡 胶 手 套 而 不 是 空 手 使 用 一 次 性 刷 子 将 碎 片 小 心 扫 起 来 使 用 胶 带 和 / 或 湿 布 将 所 有 剩 余 的 玻 璃 碎 片 和 / 或 粉 末 擦 干 净 在 地 毯 或 织 物 上, 用 勺 子 或 胶 带 小 心 地 将 玻 璃 和 / 或 粉 状 材 料 尽 可 能 除 去 ; 如 果 表 面 需 要 用 吸 尘 器 打 扫 才 能 除 去 残 留 材 料, 则 应 确 保 丢 弃 真 空 袋 或 彻 底 将 罐 子 清 理 干 净 将 清 理 用 具 ( 即, 手 套 刷 子 和 湿 纸 ) 和 含 有 灯 碎 片 的 密 封 容 器 丢 到 到 您 外 面 的 垃 圾 箱 中, 决 不 要 丢 在 您 的 回 收 箱 中 如 果 无 法 获 取 上 述 所 有 推 荐 的 清 理 和 处 理 用 具 ( 特 别 是 一 个 合 适 的 密 封 玻 璃 容 器 ), 则 必 须 强 调 尽 快 将 破 碎 的 CFL 和 清 理 材 料 转 移 到 外 面 的 垃 圾 箱 中 ( 最 好 是 密 封 的 ) 是 降 低 室 内 环 境 潜 在 污 染 的 最 有 效 方 法 7.4 电 磁 兼 容 性 CFL, 和 所 有 的 电 器 一 样, 来 自 电 源 的 电 流 会 产 生 50 Hz 的 磁 场 灯 和 相 关 家 庭 布 线 都 将 产 生 这 些 磁 场 CFL 布 线 产 生 的 磁 场 在 理 论 上 应 比 白 炽 灯 低, 因 为 其 耗 电 量 低 灯 本 身 的 磁 场 可 能 比 那 些 非 常 接 近 灯 具 的 白 炽 灯 产 生 的 磁 场 高, 但 是 澳 大 利 亚 防 辐 射 及 安 全 局 (ARPANSA) 开 展 的 对 小 范 围 CFL 的 初 步 试 验 并 没 有 发 现 超 过 30cm 距 离 处 的 50 Hz 磁 场 会 上 升 超 过 典 型 的 居 住 水 平 页 码 166

167 灯 头 内 产 生 的 高 频 电 流 将 会 造 成 一 些 局 部 电 场 和 磁 场 射 频 发 射 受 到 避 免 产 生 电 气 干 扰 这 一 需 要 的 限 制, 应 远 低 于 已 知 与 任 何 健 康 影 响 关 联 的 限 值 通 常 电 磁 干 扰 并 不 是 一 个 大 问 题, 特 别 是 如 果 灯 符 合 相 关 电 磁 兼 容 性 (EMC) 标 准, 并 且 遵 循 了 相 应 的 安 装 程 序 在 极 少 数 情 况 下, 若 出 现 问 题, 请 咨 询 灯 镇 流 器 和 / 或 控 制 装 置 供 应 商 有 关 电 磁 兼 容 性 的 关 键 国 际 标 准 包 括 : IEC 61000, 电 磁 兼 容 性 (EMC) IEC 61547, 普 通 照 明 用 设 备 EMC 抗 扰 性 要 求 8 误 区 和 技 巧 本 节 揭 示 了 一 些 关 于 照 明 的 公 共 误 区 和 误 解, 并 提 供 了 一 些 有 用 的 技 巧 供 设 计 或 指 定 照 明 装 置 时 考 虑 荧 光 灯 的 启 动 并 不 需 要 大 量 能 量 有 一 个 非 常 普 遍 的 误 区 是 荧 光 灯 不 应 关 闭, 因 为 开 启 灯 所 需 的 能 量 比 关 掉 灯 后 节 省 的 能 量 还 多 事 实 并 非 如 此 荧 光 灯 的 启 动 可 能 会 使 用 高 出 300% 的 能 量, 但 这 只 会 持 续 约 3 毫 秒 的 时 间 低 电 压 并 不 意 味 着 节 能 有 一 种 普 遍 的 误 解 是 低 电 压 白 炽 灯 也 非 常 节 能 这 是 错 误 的 由 于 低 电 压 灯 的 灯 丝 在 较 高 电 流 下 运 行 并 且 因 此 较 热 的 这 一 事 实, 所 以 低 电 压 灯 的 效 率 稍 高 于 市 电 电 压 白 炽 灯 然 而, 低 电 压 白 炽 灯 需 要 变 压 器, 而 变 压 器 会 产 生 功 率 损 耗 ( 尤 其 是 磁 变 压 器 ) 因 此 对 于 带 有 铁 芯 变 压 器 的 一 个 标 准 12 伏 特 50 瓦 特 卤 钨 筒 灯 而 言, 灯 使 用 50 瓦 特, 变 压 器 最 高 使 用 15 瓦 特, 每 个 装 置 总 共 为 65 瓦 特 低 电 压 卤 素 反 射 灯 ( 双 色 灯 ) 经 常 不 恰 当 地 用 于 大 空 间 照 明 这 些 灯 基 本 上 都 是 聚 光 光 源 - 以 较 窄 的 光 束 发 光 这 意 味 着 照 亮 一 个 大 空 间 需 要 许 多 灯 有 例 子 表 明, 原 来 需 一 或 两 盏 GLS 灯 或 CFL 照 亮 的 房 间, 现 在 需 要 12 盏 或 更 多 的 双 色 灯 才 能 照 亮 页 码 167

168 若 要 更 换 50W 低 电 压 灯, 现 在 有 30W 和 35W IRC 版 本, 它 们 具 有 相 同 的 光 输 出 当 与 电 子 变 压 器 结 合 使 用 时, 它 们 能 够 产 生 显 著 的 节 能 效 果 因 此 对 于 带 有 电 子 变 压 器 的 一 个 标 准 12 伏 特 35 瓦 特 IRC 卤 钨 筒 灯 而 言, 灯 使 用 35 瓦 特, 变 压 器 使 用 约 3 瓦 特, 每 个 装 置 总 共 为 38 瓦 特 然 而, 对 于 普 通 照 明 而 言, 荧 光 照 明 代 表 了 最 有 效 的 解 决 方 案 白 炽 灯 和 火 灾 危 险 为 避 免 火 灾 危 险, 当 安 装 卤 素 灯 和 白 炽 灯 时, 新 的 布 线 规 则 对 距 离 易 燃 物 质 的 间 隙 设 置 了 严 格 限 制 筒 灯 和 绝 缘 筒 灯 要 求 天 花 板 上 有 多 个 孔 洞, 且 天 花 板 上 方 要 有 绝 缘 层, 因 此 降 低 了 天 花 板 绝 缘 性 能 CFL 色 温 CFL 有 很 大 的 色 温 范 围 可 选, 从 暖 白 光 ( 适 用 于 家 庭 ) 到 日 光 色 ( 更 适 合 于 商 业 应 用 ), 色 温 种 类 丰 富 CFL 和 汞 CFL 含 有 少 量 汞 然 而, 相 比 于 低 效 白 炽 灯, 使 用 CFL 时 释 放 到 环 境 中 的 汞 较 少 这 是 因 为 燃 煤 发 电 会 将 汞 释 放 到 环 境 中 用 于 CFL 的 新 最 低 能 效 标 准 (MEPS) 中 包 括 了 每 盏 灯 5mg 的 最 高 汞 含 量 水 平 调 光 器 和 其 他 控 制 电 路 上 的 CFL 有 些 CFL 不 兼 容 某 些 调 光 器 位 移 传 感 器 日 落 开 关 触 摸 灯 和 其 他 类 似 电 路 关 于 电 路 兼 容 性, 请 参 考 CFL 制 造 商 的 规 格 住 宅 照 明 控 制 器 页 码 168

169 智 能 屋 电 缆 和 相 关 系 统 能 利 用 传 感 器 和 智 能 控 制 器, 改 善 房 屋 内 的 照 明 效 率 LED 并 不 一 定 意 味 着 高 效 率 LED 是 一 项 新 兴 技 术, 而 且 常 声 称 具 有 高 效 率 然 而, 最 近 的 实 践 表 明,LED 具 有 一 个 效 率 范 围, 因 此 出 于 照 明 用 途 而 选 择 LED 时 应 十 分 注 意 9 案 例 研 究 本 章 包 含 了 一 些 简 单 的 案 例 研 究, 作 为 对 新 装 置 和 改 进 装 置 可 实 现 目 标 的 一 种 指 导 9.1 办 公 室 照 明 本 案 例 研 究 包 含 了 一 些 不 同 的 荧 光 办 公 室 照 明 设 计 下 表 列 出 了 三 个 标 准 设 计 和 一 个 高 效 设 计 高 效 设 计 适 用 于 新 装 置 或 改 造 现 有 装 置 照 明 设 计 在 照 明 设 计 软 件 包 的 辅 助 下 完 成 在 所 有 设 计 中,200m 2 办 公 空 间 照 亮 到 320 lux 前 两 个 标 准 设 计 利 用 一 种 基 本 的 投 射 嵌 入 式 灯 具 标 准 + 和 高 效 设 计 使 用 高 效 灯 具, 这 种 灯 具 的 光 输 出 比 较 高 ( 如 设 计 一 章 所 述 ) 所 有 的 设 计 都 使 用 T8 三 基 色 荧 光 灯 标 准 标 准 标 准 + 高 效 率 页 码 169

170 每 个 灯 具 的 灯 数 灯 流 明 灯 瓦 特 数 镇 流 器 类 型 磁 式 电 子 电 子 电 子 灯 具 功 率 83W 72W 72W 36W 灯 具 数 计 算 的 照 度 总 功 率 2075W 1800W 1800W 1296W 照 明 功 率 密 度 10.4 W/m W/m W/m W/m 2 运 行 成 本 每 年 约 为 900 美 元 780 美 元 780 美 元 560 美 元 上 述 比 较 表 明, 在 产 生 推 荐 的 照 度 ( 本 例 中 为 320 lux) 方 面, 使 用 单 灯 灯 具 的 效 率 显 著 高 于 双 灯 灯 具 尽 管 高 效 率 选 项 会 使 用 更 多 灯 具, 但 这 种 选 项 使 用 较 少 的 灯 即 可 达 到 相 同 亮 度, 而 且 成 本 和 能 耗 显 著 减 少 请 注 意 在 此 案 例 中, 使 用 高 效 率 的 双 灯 灯 具 不 会 产 生 显 著 的 节 能 效 果, 原 因 是 需 要 过 度 照 亮 空 间 来 实 现 光 的 均 匀 性 高 效 率 选 项 可 能 导 致 成 本 略 微 上 升 ( 主 要 是 高 品 质 灯 具 ) 对 于 一 间 200m 2 的 办 公 室, 据 估 计 会 产 生 2500 美 元 的 额 外 费 用, 但 这 笔 费 用 在 不 到 4.5 年 的 时 间 里 即 可 收 回 相 比 于 标 准 选 项, 高 效 率 选 项 每 年 可 以 减 少 约 2.3 吨 的 温 室 气 体 排 放 量 使 用 运 动 探 测 器 和 日 光 控 制 器 将 实 现 更 为 显 著 的 节 能 效 果 理 想 情 况 下, 每 个 运 动 探 测 器 安 装 所 针 对 的 目 标 灯 具 不 应 超 过 6 个 ( 即, 满 足 每 个 居 住 者 的 照 明 需 求 ) 在 本 例 中, 至 少 10 个 非 常 靠 近 自 然 照 明 的 灯 具 也 可 使 用 日 光 控 制 器 进 行 控 制 相 比 于 标 准 装 置 每 年 900 美 元 的 运 行 成 本, 这 些 附 加 装 置 可 以 每 年 至 少 将 运 行 成 本 降 低 300 美 元 页 码 170

171 9.2 工 厂 照 明 本 案 例 研 究 包 含 了 用 于 500m 2 工 厂 或 仓 库 的 一 个 标 准 设 计 和 一 个 高 效 设 计 高 效 设 计 适 用 于 新 装 置 或 改 造 现 有 装 置 照 明 设 计 在 照 明 设 计 软 件 包 的 辅 助 下 完 成 高 效 设 计 利 用 高 效 灯 具, 这 种 灯 具 的 光 输 出 比 较 高 ( 如 设 计 一 章 所 述 ) 页 码 171

172 标 准 高 效 率 高 棚 灯 具 类 型 : 预 算 高 效 灯 类 型 覆 有 汞 蒸 气 陶 瓷 金 属 卤 化 物 灯 CRI 灯 瓦 特 数 灯 具 利 用 系 数 每 个 灯 具 的 总 瓦 特 数 初 始 流 明 22,000 25,800 系 统 功 效 (lm/w) 在 500m 2 内 维 持 400 lux 的 灯 数 总 功 率 8,925W 3,780 照 明 功 率 密 度 17.9 W/m W/m 2 运 行 成 本 每 年 约 为 (24 小 时 运 行 ) 11,400 美 元 4,800 美 元 高 效 率 选 项 可 能 导 致 成 本 略 微 上 升 ( 主 要 是 高 品 质 灯 具 ) 对 于 500m 2 的 工 厂 / 仓 库, 预 计 会 产 生 5,000 美 元 的 额 外 费 用, 但 这 笔 费 用 在 不 到 1 年 的 时 间 里 即 可 收 回 高 效 率 选 项 每 年 可 以 减 少 约 44 吨 的 温 室 气 体 排 放 量, 相 当 于 公 路 上 减 少 11 辆 汽 车 使 用 日 光 调 光 将 实 现 更 为 显 著 的 节 能 效 果 请 注 意, 由 于 重 新 启 动 时 间 长, 运 动 探 测 器 不 适 用 于 HID 灯 页 码 172

173 9.3 住 宅 起 居 室 对 于 一 个 6m x 6m 起 居 室, 本 案 例 研 究 将 一 个 欠 佳 的 标 准 设 计 和 一 个 高 效 的 新 设 计 以 及 一 个 欠 佳 设 计 的 简 单 翻 新 进 行 了 比 较 欠 佳 简 单 翻 新 新 - 高 效 灯 16 x 50W ELV 卤 素 灯 12 x 35W IRC 卤 素 灯 6 x 23W CFL 控 制 装 置 磁 变 压 器 电 子 变 压 器 整 合 灯 具 类 型 MR16 MR16 3 x 牡 蛎 灯 和 3 x CFL 筒 灯 平 均 照 度 (lux) 每 个 灯 具 的 功 率 62.5W 38W 23W 总 功 率 1000W 456W 138 W 运 行 成 本 每 年 约 为 284 美 元 130 美 元 40 美 元 本 案 例 研 究 表 明, 住 宅 照 明 设 计, 尤 其 是 用 适 当 的 CFL 灯 替 换 50W 筒 灯 会 实 现 可 观 的 节 省 效 果 请 注 意, 亮 度 会 略 有 减 少, 但 减 少 量 被 认 为 可 以 接 受, 因 为 ELV 卤 素 灯 往 往 会 过 度 照 亮 大 多 数 应 用 装 置, 以 便 提 供 均 匀 的 光 简 单 翻 新 的 成 本 预 计 为 500 美 元, 这 笔 费 用 可 在 约 3 年 的 时 间 内 收 回 9.4 室 外 安 全 照 明 本 案 例 研 究 考 察 了 一 种 简 单 的 户 外 灯 具 所 考 虑 的 情 况 有 欠 佳 良 好 和 高 效 率 选 项 页 码 173

174 欠 佳 良 好 高 效 率 灯 预 算 卤 钨 灯 泛 光 高 效 250W 高 压 钠 灯 高 效 250W 高 压 钠 灯 每 个 灯 具 的 功 率 1000W 270W 166W 流 明 22,000 33,200 17,500 灯 寿 命 ( 小 时 ) 2,000 20,000 20,000 运 行 成 本 每 年 约 为 ( 每 个 装 置 ) 640 美 元 173 美 元 106 美 元 高 效 率 选 项 会 导 致 光 输 出 减 少, 尽 管 传 闻 卤 素 灯 泛 光 往 往 会 过 度 照 亮 大 多 数 安 全 应 用 装 置 良 好 选 项 会 产 生 可 观 的 功 率 和 成 本 节 省 页 码 174

175 良 好 和 高 效 率 选 项 的 成 本 预 计 为 500 美 元, 但 这 笔 费 用 可 在 第 一 年 内 收 回 9.5 来 自 维 多 利 亚 可 持 续 发 展 署 的 案 例 研 究 以 下 的 案 例 研 究 源 自 维 多 利 亚 可 持 续 发 展 署, 主 要 基 于 灯 翻 新 页 码 175

176 页 码 176

177 页 码 177

178 页 码 178

179 页 码 179

180 页 码 180

181 页 码 181

182 页 码 182

183 页 码 183

184 参 考 目 录 照 明 计 划 最 佳 实 践 2004: 第 1 号, 质 量 和 可 持 续 性,David Oppenheim 照 明 计 划 最 佳 实 践 2004: 第 3 号, 镶 嵌 玻 璃 窗 户 和 天 窗 ( 包 括 中 庭 ) 的 属 性 和 分 级 系 统,Peter Lyons 照 明 计 划 最 佳 实 践 2004: 第 4 号, 电 气 照 明 - 设 计 技 术,Peter McLean 照 明 计 划 最 佳 实 践 2004: 第 5 号, 灯 及 其 控 制 系 统,David Martin 昆 士 兰 理 工 大 学 内 部 培 训 模 块 Osram 产 品 培 训 计 划 - 飞 利 浦 照 明 学 会 - 蕴 藏 能 源 - 家 庭 照 明 设 计 指 南 页 码 184

185 附 录 1: 标 准 为 什 么 标 准 重 要? 因 为 标 准 可 为 设 计 人 员 提 供 界 限 ; 为 重 复 任 务 提 供 连 续 性 ; 为 HS&E 和 法 律 体 系 提 供 基 准 建 议 ; 改 善 产 品 质 量 和 间 接 改 善 生 产 力, 可 能 最 重 要 的 是 它 可 以 教 育 大 多 数 普 通 人 这 必 须 通 过 实 现 照 明 度 可 接 受 的 环 境 来 平 衡 问 题 是, 在 电 脑 计 算 时 代 之 前 使 用 了 流 明 计 算 方 法, 而 且 大 量 处 理 了 均 匀 性 而 现 在 计 算 都 通 过 计 算 机 进 行, 可 以 达 到 一 种 明 显 的 精 确 度, 而 安 装 后 测 量 中 没 有 合 适 的 精 度 水 平 支 持 这 种 精 确 度 AS , 室 内 和 工 作 场 所 照 明 - 一 般 原 则 和 建 议 摘 要 为 建 筑 内 部 照 明 提 供 一 般 原 则 和 建 议, 提 高 视 觉 任 务 执 行 人 员 的 效 率 和 舒 适 度 当 控 制 或 排 除 可 能 造 成 视 觉 不 适 的 因 素 时, 同 时 使 用 人 工 光 源 和 日 光 来 处 理 照 明 基 本 任 务 细 节 范 围 本 标 准 为 建 筑 内 部 照 明 的 性 能 和 舒 适 度 提 供 了 一 般 原 则 和 建 议 该 标 准 适 用 于 在 其 中 进 行 特 定 视 觉 任 务 的 建 筑 内 部, 考 虑 了 电 气 照 明 和 日 光 建 议 的 目 标 是 创 造 一 个 可 以 轻 松 看 清 基 本 任 务 细 节 的 视 觉 环 境, 并 且 可 能 引 起 视 觉 不 适 的 不 利 因 素 被 排 除 或 得 到 适 当 控 制 标 准 中 提 供 了 特 定 内 部 或 活 动 照 明 的 建 议, 这 些 标 准 构 成 了 AS(/NZS) 对 于 安 全 移 动 的 基 本 要 求, 另 请 参 见 AS/NZS 本 标 准 不 涉 及 装 饰 展 示 娱 乐 或 运 动 目 的 的 照 明 备 注 : 请 注 意,AS(/NZS)2293 标 准 系 统 中 规 定 了, 在 正 常 照 明 损 失 时 有 相 关 要 求 的 情 况 下, 用 以 减 轻 建 筑 居 住 者 的 恐 慌 并 允 许 其 安 全 疏 散 的 照 明 要 求 澳 大 利 亚 标 准 AS 1680 系 列 室 内 照 明 部 分 安 全 移 动 部 分 一 般 原 则 和 建 议 页 码 185

186 部 分 特 定 任 务 和 室 内 建 议 ( 作 废 ) 部 分 流 通 空 间 和 其 他 一 般 区 域 部 分 办 公 室 和 基 于 屏 幕 的 作 业 部 分 教 育 和 培 训 设 施 部 分 工 业 任 务 及 流 程 部 分 医 院 和 医 疗 任 务 部 分 光 度 数 据 的 测 量 计 算 和 表 示 部 分 电 气 照 明 系 统 的 维 护 AS/NZS 2293 系 列 建 筑 物 应 急 疏 散 照 明 部 分 系 统 设 计 安 装 和 运 行 部 分 检 查 和 维 护 部 分 应 急 灯 具 和 出 口 指 示 AS/NZS 1158 系 列 道 路 照 明 ( 合 集 32) 部 分 道 路 照 明 - 简 介 部 分 道 路 照 明 交 通 (V 类 ) 照 明 性 能 和 安 装 设 计 要 求 部 分 道 路 照 明 交 通 (V 类 ) 照 明 设 计 安 装 运 行 和 维 护 指 南 部 分 城 市 道 路 和 其 他 街 道 照 明 计 算 A 类 照 明 光 技 术 参 数 的 计 算 机 程 序 部 分 道 路 照 明 行 人 区 域 (P 类 ) 照 明 性 能 和 安 装 设 计 要 求 部 分 城 市 道 路 和 其 他 街 道 照 明 人 行 横 道 处 的 补 充 照 明 部 分 道 路 和 公 共 场 所 照 明 隧 道 和 地 下 通 道 部 分 道 路 和 公 共 场 所 照 明 灯 具 AS/NZS 户 外 照 明 耀 眼 效 应 的 控 制 AS/NZS 2560 系 列 运 动 照 明 ( 合 集 34) 页 码 186

187 运 动 照 明 指 南 足 球 ( 所 有 规 则 ) 照 明 多 用 途 室 内 运 动 中 心 照 明 室 外 无 挡 板 篮 球 和 篮 球 照 明 室 外 网 球 照 明 游 泳 池 棒 球 和 垒 球 室 外 曲 棍 球 草 地 保 龄 球 以 某 种 方 式 与 照 明 相 关 的 澳 大 利 亚 和 新 西 兰 标 准 超 过 74 种 页 码 187