照明节能的综合策略[3]

　　二、灯具

　　一台灯具的功能品质主要表现在灯具对光的利用效益和照明质量两个方面。以往对灯具节能效果的评估指标是“灯具效率” （luminaire efficiency）《建筑照明设计标准》（GB 50034—2004）中对灯具效率的定义为“在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比，也称灯具光输出比”。这里“相同的使用条件”说的比较笼统，除了白炽灯，气体放电灯和LED从灯具内取出后，很难创造在灯具内的工作温度条件，而气体放电灯和LED的发射光通量受环境和节点温度影响较大，再加上配套电器附件的差异，测量结果很难真实反映灯具在使用条件下的光利用效益。

　　1995年美国电气生产商协会（NEMA）发表了LE5号标准文件“确定荧光灯灯具效能值的方法”，旨在为政府部门和企业提供一个计算、规定荧光灯灯具 “能效” 尺度的统一和实用的方法。这一方法可用于所有灯与镇流器组合的照明系统，从而成为向照明工程和设计领域推广高效能灯具的一个工具。灯具效能值计算公式如下：
      LER=(EFF×TLL×BF)/输入功率W　式中  LER—灯具效能值；EFF—灯具效率；TLL—灯的总流明数；BF—试验镇流器的镇流器因数

　　新一代LED灯具和替代灯包含芯片模组、控光器件、热管理装置、驱动电源、调光电路等，形成一个照明系统。比荧光灯灯具更为复杂。为了准确反映SSL照明器材的真实节能效果，美国能源部在SSL商业产品试验项目中采用了“效能efficacy”的概念，即以LED照明系统输出的总光通与其输入电功率之比（lm/W）作为衡量这一系统（灯或灯具）的能源效益指标，这是十分合理的。

　　灯具节能指标的这一转变提示我们，提高灯具的能源利用效益不但要注意控光系统的设计，照明系统所有元器件的效率和相互协调都很重要。新一代照明灯具的技术设计和制造比白炽灯时代复杂多了。

　　目前室内照明还是荧光灯当家的情况下，应用T5细管径高效荧光灯的突出问题是管壁亮度太高。T12灯管的亮度只有6000cd/m2左右，T8将近10000cd/m2，而T5灯的亮度则高达17000 cd/m2以上，因此一般直接光灯具容易造成眩光。这推动了办公空间等对照明质量要求高的场所选择反射式间接照明灯具，或灯管藏在灯具两侧，通过折光板将灯光向下投射的“背光照明”灯具。紧凑型荧光灯和无极灯发光面较大，在狭小的灯具空间里如何避免自身挡光以提高灯具光效，并且获得理想的配光是灯具设计需要解决的难题。

　　道路照明灯具截光型配光将成为主流。室外装饰路灯也应以下射光为主,日本灯具制造业协会规定其上射光通比不超过25%。这不单为了提高灯光的利用率，也相应减少对天空的光污染。

　　灯具形态和灯具特性密切相关。LED芯片发光面极小，光的指向性很强，节点温度很高，一台灯具中往往需要摆放若干光源，由于单颗芯片功率小，节点散热需要一定的面积，这对LED 灯具设计是一个挑战。目前商品LED灯具的体积和造型和传统灯具大体相同，缺乏创新。2004年纽约举办21世纪路灯国际设计竞赛，一等奖是以LED为光源的镰刀形灯具，造型前卫新颖；又巧妙地利用LED的指向性把光分布到很宽的区域，符合道路照明的技术要求，是一个创新的设计。今年3月已做出6套样灯，连同新设计的灯杆，安装在纽约市内街道上示范试用。

图5  纽约市21世纪LED示范试验路灯—2004年国际设计竞赛第一名

　　OLED本身就是一片发光的薄板或薄膜，容易加工成各种形状，因此大大节省制造灯具的成本。它发射柔和的光线，不会产生眩光，是未来室内一般照明极有竞争力的灯具。

  
图6  GE公司生产的大面积OLED板