試析照明最新技術(shù)及其照明性能的革新

劉照鵬

[摘 要]追求節(jié)能、環(huán)境友好和生活舒適是時代對照明技術(shù)的新要求。本文介紹了照明的最新技術(shù)以及照明性能的革新，有助于提供高效的照明系統(tǒng)和節(jié)約電能。

[關(guān)鍵詞]照明鎮(zhèn)流器 HID燈管 照明控制

現(xiàn)代人每天下班回家時往往已到了萬家燈火時，從居室用餐到睡覺前這段時間里，往往是你業(yè)余生活最豐富的時候。而這段時間你的一切活動幾乎都離不開照明。由于居家生活的豐富多彩，所以對照明的要求已不只限于功用性目的，逐步發(fā)展到兼有裝飾作用。幾年以前，北美照明協(xié)會（IESNA）的一位主席對未來二十年內(nèi)照明系統(tǒng)的前景提出了自已的觀點，他預計未來的照明系統(tǒng)將會是很容易適應用戶需求變化的并有完全集成功能的系統(tǒng)，而不是用一批獨立元件的組合系統(tǒng)。今天，照明新技術(shù)不斷開發(fā)出來，如固態(tài)電子器件、光系統(tǒng)、通信和控制技術(shù)等，下面筆者就其談一下照明最新技術(shù)及其照明性能的革新。

鎮(zhèn)流器系數(shù)（BF）的應用

目前，T8直管式熒光燈和電子鎮(zhèn)流器被廣泛選用。電子鎮(zhèn)流器使用了固態(tài)電子器件，可以將60Hz的輸入電流先整流，然后用變頻器轉(zhuǎn)換為2000～6000Hz的高頻電流，該高頻電流使熒光燈管點燃工作。具有高頻電流的電弧流導致激活更多的熒光（磷）粉，提供更多的光輸出。

使用電子鎮(zhèn)流器的一個最大優(yōu)點是充分考慮鎮(zhèn)流器系數(shù)（BF）的作用。盡管在應用電磁式鎮(zhèn)流器沒有用BF的概念。鎮(zhèn)流器系數(shù)（BF）是一個商用鎮(zhèn)流器與一個BF為1的參考鎮(zhèn)流器的光輸出的比值。

那么，將T12熒光燈管都換成T8熒光燈管（燈管和燈具的數(shù)目不變），用BF為0.88值時，就可以提供等效的光輸出。

同時，當照明系統(tǒng)的照度過低時，或者在直管熒光燈具成行布置中想減少燈管數(shù)量，規(guī)定用鎮(zhèn)流器系數(shù)BF值為1.2。在這種情況下，由于BF系數(shù)較高，使得熒光燈管能夠多提供30％的光亮。使用了高BF值（1.2）可以不必耽心對熒光燈管的過激勵。

要求超過HID（高強度放電）燈管的性能

T8燈管和電子鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)的性能又有提高，可以替代HID燈。通常，在高大的倉庫中采用HID燈具，可以很好控制光亮，燈管的流明值很高。但是T8熒光燈管與金屬鹵化物（M－H）相比較，其使用時間較長，在開敞式燈具中眩光又很少，具有較好的維持流明特性，較好的顯色性，開燈時響應更快。

如在倉庫中采用白色拋物面的直接/間接8英尺長工業(yè)燈具，按16英尺間距布置，提供的平均維持照度為5fc（fc：英尺燭光，1fc=10.76lx，編者注）（垂直），其最大比值為12∶1。用一個瞬時啟動的電子鎮(zhèn)流器可以點燃一個燈具中的四支F32T8XL/835燈管。當倉庫處于待使用狀態(tài)時，無源紅外光敏元件能關(guān)掉無人使用時倉庫中的80％燈具。

但在散裝貯存庫和裝船處所，安裝9支12英尺長燈管的熒光燈具，按26 17英尺中心間距布置，可提供20fc水平照度的照明。

這種照明方案需耗費7萬美元，大約需2年時間回收投資。

不斷改進性能的HID燈管

HID燈管仍保持其高性能。特別是最新脈沖觸發(fā)（PS）系列的金屬鹵化物燈（M－H）改進了標準金屬鹵化物燈（M－H）的照明性能，可代替已過時的高壓鈉燈系統(tǒng)。

新的額定功率為35～700W的脈沖觸發(fā)（PS）型燈管，在電弧管中不需要觸發(fā)電極。PS燈管的發(fā)光效率增高到110lm/W，燈管維護改進了80％左右，燈光的顏色仍是一致的，預熱和重新點燃燈管的時間可縮短50％左右。

平均流明值較高的360W PS燈管（31500lm）的發(fā)光性能比平均流明值較低的400W標準燈管（28800 lm）要好。如果一個倉庫內(nèi)照明需要配置400支400W標準M－H燈管/鎮(zhèn)流器的燈具，若使用新的360W PS燈管/鎮(zhèn)流器，只需要配置360個燈具就可以了。

光波導技術(shù)提高視覺的舒適性

經(jīng)過20多年的努力，辦公室的照明目標已消除了光源的直射眩光，又能防止陰極射線管（CRT）的顯示屏上的光幕反射，因為稍稍凸起的CRT屏幕幾乎是垂直的，它反映出來自工作者背后燈具的反射眩光。因此，現(xiàn)在設(shè)計的熒光燈具，用深漫射格柵遮蔽燈管，或者采用懸吊式的非直射燈具。

當然，第二代個人計算機是用液晶顯示（LCD）的全平屏幕顯示器。全平屏幕以垂直線為基準向后傾斜約15 ～30 。并且常常比眼睛所在平面低?，F(xiàn)在有漫射格柵的熒光燈具具有最高的光強。當觀看傾斜的平面顯示器時就會產(chǎn)生不希望有的眩光。

一種新設(shè)計的燈具解決了這個問題，方法就是仔細地控制向下直射的這部分光線。由于該燈具的橫截面是較薄的，燈具中有兩支54W T5HO熒光燈管，光線從一個丙烯酸塑料板的兩側(cè)投射出來。

在丙烯酸塑料板底面的一塊半折射薄片傳送一個均勻的低眩光而向下照射。有24％的光流明是向下照射的，其余的光流明是向上投射的。用頂棚的亮度來平衡丙烯酸塑料板的亮度，該燈具就避免在液晶顯示器（LCD）全平屏幕上產(chǎn)生的干擾反射或陰影。

照明控制

在現(xiàn)代建筑物中，使用定時器，傳感器，或光敏元件來實現(xiàn)照明自動控制功能是普遍的。選用各種建筑物自動化系統(tǒng)（特別是直接數(shù)字控制系統(tǒng)）來觸發(fā)照明電路和接觸器。

許多照明系統(tǒng)制造商正在網(wǎng)上工作，實現(xiàn)在他們的專用系統(tǒng)與開放協(xié)議DDC網(wǎng)絡(luò)之間形成有限制的互用性。

低電壓雙絞線是DDC網(wǎng)絡(luò)中最通用的傳輸介質(zhì)，但要取決于頻帶寬度、距離及其他因素的要求。還有許多種傳輸介質(zhì)，包括窄頻帶或擴展頻譜的PLC（電力線載波）信號，射頻（RF）發(fā)送器或紅外（IR）發(fā)送器，都列入技術(shù)規(guī)程的表中。用路由器將直接數(shù)字控制網(wǎng)絡(luò)通過調(diào)制解調(diào)器遍布在標準的或?qū)Ｓ玫碾娫捑€上，或者遍布在TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議）網(wǎng)絡(luò)，如一個企業(yè)局內(nèi)網(wǎng)或全球因特網(wǎng)上。

因特網(wǎng)協(xié)議是控制照明或任何地方的用電負荷的最重要的方法。

用因特網(wǎng)和傳呼機技術(shù)控制照明

用傳呼機控制照明來代替時鐘和光電池是一種新技術(shù)。傳呼機控制系統(tǒng)有三個元件，一是遠程通信單元（RCU），即在你所要控制的照明燈的場所安裝的遠程接收盒；一是地面計算機，對接收機廣播指令；一是衛(wèi)星傳呼機網(wǎng)絡(luò)，進行前兩者間的連接。

遠程通信單元（RCU）包括一個用于控制照明的處理機，一個內(nèi)裝蓄電池的嵌入式時鐘，一個傳呼接收機，每日四次從衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上獲取信息。每次傳輸?shù)亩檀倜}沖串（burst）中包括了確切的時間（為了校準遠程通信單元的時鐘），該天的太陽的降落和升起的時間，以及任何接收到的對于當?shù)爻绦蛑噶畹淖儞Q。因此，RCU可以在一天的任何時間關(guān)燈或開燈，或者根據(jù)太陽降落或升起的時間關(guān)燈或開燈。例如，控制器能在太陽降落前25min時開啟停車場的照明燈，在早晨2：00時關(guān)燈。廣告牌照明將是傳呼機控制器的最大市場。傳呼機控制器也適用于體育場館或類似設(shè)施的室內(nèi)照明。

不需要燈光時開燈會減少利潤，管理人員希望對重要的照明負荷能按確切時間開關(guān)燈。美國北卡羅來納州一個商業(yè)中心使用傳呼機控制停車場照明、壁裝及屋頂裝泛光燈照明、人行道照明以及租戶的顯示信號板。有時，租戶要延長開燈的時間，傳呼機控制器能遙控改變預設(shè)的開關(guān)燈時間，是比較便宜的控制照明方法。

過去，必須打電話申請改變預設(shè)的開關(guān)燈時間，現(xiàn)在你接入制造商的Web網(wǎng)址，就能預設(shè)或改變開關(guān)燈時間。點擊“單元編程”，顯示編程頁，輸入姓名和密碼，就可以為任何遠程位置的任何電負荷設(shè)定時間表。

一人廣告牌（或者其他電負荷）“有一個電燈泡燒壞了”，如系統(tǒng)中有一個雙向無線通信裝置和一個遠程通信單元（RCU），就可傳送出這個信息。這個控制系統(tǒng)能夠在監(jiān)控中心利用計算機控制和監(jiān)測照明預設(shè)的開關(guān)燈時間。當發(fā)生一起在規(guī)定開關(guān)燈時間之外的故障時，該遠程通信單元立即進行診斷，將有關(guān)信息返回監(jiān)控中心。雙向通信無線通信裝置與RCU單元、電子郵件、傳呼機/或傳真機之間進行互相轉(zhuǎn)發(fā)有關(guān)信息，然后通知用戶。所報告的信息中包括斷電、恢復供電以及燈泡損壞等。

通過對最新照明技術(shù)的了解，就可以擴大對所有照明項目的解決方法。如一個節(jié)能的倉庫設(shè)計，具有完美照明環(huán)境的計算機站，會議中心或研究設(shè)施，或者與劇院建筑風格協(xié)調(diào)的照明方案等。

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作者單位:廣東省佛山市順德區(qū)中等專業(yè)學校