鉴别节能灯品质应把握的技术参数.doc

鉴别节能灯品质应把握的技术参数 一、概述 国家经贸委和联合国开发计划署，共同实施的绿色照明工程。指的是科学选用新型高效光源，在全社会建立一个高效 节能、明亮舒适的照明环境。所选用的新型高效光源，包括三基色高光效节能荧光灯（简称节能灯）。现将，其技术品质 和外形规格进行以下概括分析。 二、节能灯技术品质分析 （一）光效 光效：即光源每 W 电功率产生发出的光能量（俗称光通量），单位：流明/瓦特（Lm/w）。光源每 W 电功率产生的 光通量越多，光效越高，亮度越高，节约电能越多。 （二）光通量 电光源产生发出的光能量，称为光通量，单位为流明（Lm）。在某固定的空间内，电光源产生的光通量越充足，人 对周围环境的视觉感觉越明亮。 （三）光效与光通量区别 光效与光通量，是两个不同的物理概念。但是，往往产生混淆。 光效：是表征电光源，将电能转化成光能量效率高低的一个物理量。 光通量：表征是电光源，按照既定的光效和电功率，产生发出的光能量的总和。 在实际照明应用设计中，鉴别比较电光源技术性能优劣时，具有现实直观物理意义的概念应该是：光效。 （四）光谱能量分布与可见光比例 光源产生的光通量中，包含可见光和不可见光。可见光比例高与低，是由光谱能量分布比例决定的。只有可见光比例 高，有效视觉光效才能高。绿色光源的光通量中，光谱能量分布比例是接近于太阳光的，可见光比例高，有效视觉光效高 。绿色光源的总光通量中，可见光比例应是传统光源的 3.5--8 倍以上。 可见光比例越高，有效视觉光效越高，有效视觉照度就越高，表明电光源技术性能越先进。 （五）有效视觉光效 光效：是描述光源技术性能优劣的物理概念。但是在实际照明应用设计中，具有现实直观物理意义的概念应该是：有 效视觉光效。 技术理由： 1 、光源产生发出的光通量中，包括可见光、不可见光两部分。可见光是人的眼睛能够感觉到的光，是我们应用于照 明所需要的光通量。不可见光，人的眼睛感觉不到，是照明不需要的光通量。 2 、光源的技术性能不同，光谱能量分布比例不同。产生发出的光通量中。可见光、不可见光两部分的比例是不一样 的，并且差异较大。 3 、光源的有用性是照明，照明是为人的眼睛服务的。人的眼睛感觉到光通量---可见光，才是真正有积极意义的物理 量。 4 、现阶段，用于测量光通量的仪表，如照度计等，其实质就是一个光伏电池。工作原理是将光通量，按照一定的光 电函数关系转换成电流值。再按照一定的电流数显函数关系，直观地显示出与光通量对应变化的数字。 这中光伏电池式的测量光通量的仪表，不能区分可见光、不可见光。只是将接受到的可见光、不可见光，一并显示为 一个对应的数字。 5 、现阶段，人们已经形成的测量比较准则，认为测量到的数值越大，光源越亮。实质上这里存在着一个技术概念上 的误区。 6 、如果用光效这个物理概念，和现阶段普通的测量光通量的仪表，来描述不同种类光源的光效高低。就必然会出现 这样一种反差现象。即：光效（测量到的数值）高的光源，人眼睛感觉到的有效视觉亮度和有效视觉照度，并不高；相反 ，光效（测量到的数值）低的光源，人眼睛感觉到的有效视觉亮度和有效视觉照度，反而高。 例如：用同一只测量光通量的仪表，分别去测量高压汞灯和节能灯。这种测量数值与视觉的反差非常显著。用同一只 测量光通量的仪表，分别去测量 T8 日光灯和节能灯。这种测量数值与视觉的反差，也是十分明显。 7 、光源用于照明时，可见光才是所需要的光通量。因此，光源所含可见光的多少，是光源有效视觉光效高低的决定 因素。我们应该鉴别比较的，也应该是光源所含可见光比例的高低。 8 、为鉴别比较光源所含可见光的比例高低，现在引入有效视觉光效这个物理概念。有效视觉光效：表征的是光源产 生发生的光通量中，单位光通量中可见光比例的高低。 在光通量一定时，可见光比例越高，有效视觉光效越高，实际有效视觉照度越高，光源技术性能越先进。 （六）功率替代比例 光效与有效视觉光效，这两个物理概念比较抽象，实际使用需借助于测量仪表和复杂的科学计算。并且在完成了测量 和有关计算后，仍没有一个直观的物理感觉概念。 在现实照明节电改造工程设计中，需要一种科学直观，具有可操作性强的鉴别比较光源有效视觉光效高低的物理概念 和方法。为此，引入功率替代比例这一物理概念。 功率替代比例：是用来直观鉴别比较不同种类的光源，有效视觉光效高低的物理概念和方法。 引入功率替代比例这一物理概念的科学性、可行性分析： 1 、功率替代比例这一物理概念，是以人们已经应用多年的传统电光源，如高压汞灯、T8 日光灯等作为标准，来鉴别 比较某一种新光源，如节能灯的技术性能和技术品质优劣的物理概念和方法。 2 、传统电光源，如高压汞灯、T8 日光灯。已经广泛应用多年，人们已经非常习惯和了解。日常工作中，在评价某种 新光源时，已经就会自然地以传统电光源，如高压汞灯、T8 日光灯作为标准，来鉴别比较。 3 、新光源，如节能灯问世以来。其技术应用定位，就是直接替代传统电光源，如高压汞灯、T8 日光灯。 4 、在用新光源，如节能灯。直接替代传统电光源，如高压汞灯、T8 日光灯。人们需要鉴别比较的技术指标，就是照 明效果和节省多少电能。即：在有效视觉照度相同或有提高的前提下，电功率节省多少倍，即：功率替代比例。 5 、功率替代比例，这一鉴别比较方法。看似粗略，但是非常准确。因为它准确地把握住了两个实用要素： （1）有效视觉照度值。即：作业台面实际照明效果。 （2）节电效果。即：在作业台面实际照明效果相同的前提下，节省多少电功率。 6 、功率替代比例，这一鉴别比较方法。看似简单，但是非常实用。不需要借助于复杂的仪表，不需要复杂的科学工 程计算。只需人的眼睛直观鉴别比较即可。 7 、功率替代比例，这一鉴别比较方法。看起来没有什么技术含量，但是非常具有实际的物理意义。因为，光源的有 用性是照明，照明是为人的眼睛服务的。人的眼睛感觉到光通量，才是真正有积极意义的物理量。 8 、人的眼睛对可见光的敏感性，看似不准确，而实际上非常精确。特别是长期在作业台面上工作的人，对于作业台 面有效视觉照度的微小变化，都会有察觉。 （七）光谱能量分布与显色性能 显色性能，是表征光源显示物体表面原本颜色能力的一个物理量。光源的显色性能高与低，是由光谱能量分布比例决 定的。绿色光源的光通量中，光谱能量分布比例是接近于太阳光的。这样在观看物体表面颜色时，才能不产生色偏、不变 色，显示物体表面的原本颜色。 为表示显色性能优劣，引入显色指数 R 值的概念。以太阳光 R=100 为标准，绿色光源 R 值应为：R≥85。光源的显 色指数 R 值越大，光源显色性能越好。 （八）色表与色温 1 、色表。绿色光源产生发出的光通量，一要有足够的亮度，二要有较好的颜色。颜色的含义之一：即人的眼睛看到 的光源表面的颜色，称为光源的色表。 光源的色表，是由光源的光谱能量分布比例决定的。不同的光谱能量分布比例，就有不同的色表。光源的光谱能量分 布比例，越是接近太阳光的光谱能量分布比例，光源的色表越好。反之，则差。 衡量光源色表的好与差，是以太阳光为标准的。光源表面的颜色，越是接近太阳光的颜色，光源的色表就好。反之， 则差。例如，高压钠灯表面黄橙橙的，颜色与太阳光差别较大，色表就差。高压汞灯表面洁白洁白的，颜色与太阳光差别 较小，色表就比高压钠灯好， 优质的节能灯光谱能量分布比例，与太阳光的光谱能量分布比例基本一致。节能灯表面的颜色，接近太阳光的颜色。照明 效果明亮、舒适。 2 、色温。光源的色表，是用色温来描术的。 色温概念为：发光体表面的颜色，与黑体在某一温度下辐射出来的颜色最接近时，黑体该时刻的温度，定义为发光体 的色温。色温以 K 氏温度为单位，代号为 0K 。 光源的色温，分为低色温、中色温、高色温。 低色温（2700 0K－3500 0K）：含有较多的红光、橙光。犹如早晨八时左右的太阳光，给人以温暖、温磬的美感。 中色温（3500 0K－50000K）：所含的红光、蓝光等光色较均衡，犹如上午八时以后，十时以前的太阳光。给人以 温和、舒适的美感。 高色温（5000 0K－7000 0K）：含有较多的蓝光，象上午十时以后，下午二时以前的太阳光。给人以明亮、清晰的 美感。 光源色温高低，并不表明光源性能优劣。对光源色温高低的选择，主要是根据应用场合和照明目标的需求而定。对于 工业和商业环境照明，要求明亮、舒适，应选用高色温的光源。 （九）色表和显色性能的关联与不同 光源色表和显色性能，是两个既相关联又不同的两个物理概念。 关联点一：光源色表和显色性能，都是由光谱能量分布比例决定的。不同的光谱能量分布比例，就有不同的色表和显 色性能。 关联点二：衡量光源色表好与差，和衡量光源显色性能高与低。都是以太阳光的色表和显色性能做为标准的。 不同点一：色表：是表征光源表面上的光，颜色好与差的物理量。显色性能：是表征光源辐射到彩色物体表面上的光 ，显示物体表面原本颜色能力高低的物理量。两个物理量功能不同，位置不同。 不同点二：衡量光源色表的物理量是色温。衡量光源显色性能高与低的物理量是显色指数 R 值。 （十）亮度与照度的关联与不同 在科学理解了光效与有效视觉光效、光通量、色表与色温等物理概念后。应该科学理解亮度与照度这两个物理量。亮 度与照度，是两个既关联又不同的物理量。 1 、亮度：指的是人在看光源时，眼睛感觉到的光亮度。亮度高低决定于光源的色温高低和光源的光通量，光源的光 通量多少是决定性因素。光源的光通量多，亮度就高。 2 、照度：指的是光源照射到周围空间或地面上，单位被照射面积上的光通量。单位被照射面积上的光通量多，照度 就高。 3 、亮度和照度的关联与不同： 关联点是：影响光源亮度和照度高低的物理量是共同的，即：光通量。 不同点一：影响光源亮度的光通量，是光源表面辐射出来的光通量的多少。 不同点二：影响光源照度的光通量，是光源辐射到被照面（如墙壁、地面、作业台面）上的光通量的多少。 两者位置不同，受外界影响因素也不同。同一只光源，光源表面辐射出来的光通量，与光源辐射到被照面（如墙壁、 地面、作业台面）上的光通量，在数量关系上是不相等的。 4 、特别说明：光源的亮度，有时受色温影响较大。在光通量相同的光源中，色温高的光源会产生亮度高的视觉感。 这种“高亮度“光源，光效并不比其它光源高，照度也并不比其它光源高，只是一种刺眼的“ 虚假亮“。 在实际照明应用设计中，主要评估照度，特别是有效视觉照度，这个物理量数值的高低。 （十一）光衰与光通量维持率。 1 、光衰：光源自初始阶段至启辉点燃一段时间后，其将电能转换成光能的效率降低值，我们称之为光源的光衰。光 源的光衰，实质是光源的光效降低。光衰，是表征光源光效降低速率大小的一个物理量。 2 、光通量维持率：为直观描述光源的光衰，我们引入光通量维持率的概念。光通量维持率是一个纯数字物理量，它 表征的是光源在一个规定时间（X 小时）内光效降低的程度。不同光源，在同一个规定时间（X 小时）内，光通量维持率 越高，光源的光衰越小。 其数学表达式为： X 小时光通量维持率=X 小时光通量÷ 初始光通量×100﹪ （十二）频闪与频闪效应 光源发出的光通量不稳定，产生光波动，称为频闪。频闪产生的危害，称为频闪效应。频闪效应实质上是光污染，其 危害极大。详见《论电光源频闪效应的危害性及改进技术对策》一文。 当前，广泛采用的 T8 直管日光灯（电感式）、白炽灯、高压汞灯、钠灯等电光源。其光通量的波动深度在 55-65% ，波动频率为每秒 100 周，频闪效应的危害很大。 消除频闪效应的技术措施，是提高驱动电光源发光体发光的电功率频率。绿色光源其驱动电光源发光体发光的电功率 频率，应在 40KHz 以上（CE 认证规定在 40 KHz 以上），才能避免频闪效应。 （十三）环境适应能力 环境适应能力，是表征光源在实际的应用环境中，能够可靠地启辉点燃的技术性能高低的一个物理量。光源环境适应 能力，包括电网环境和空间环境两个方面。 1 、光源应具有应用于恶劣电网环境的技术特性，应能够在 180V---260V 电压范围、电压跌落严重、谐波严重的电网 中，可靠地启辉点燃。 2 、光源应具有应用于恶劣空间环境的技术特性，应能够在－15℃――十 50℃的空间中，可靠地启辉点燃。如果是 北方室外应用，应具有较好的低温启辉特性。能够在－40℃低温环境中，可靠地启辉点燃。 （十四）寿命与故障率 光源实际应用中，会碰到启辉点燃时间长短，和在启辉点燃过程中损坏的数量多少这样两个问题。光源启辉点燃应用 时间长短--是寿命，损坏的数量多少--是故障率。 故障率与寿命这两个物理概念，既关联又独立。在照明产业界和使用者中，往往因缺少科学正确地理解，将两者混淆 或等同。 1 、寿命：是表征光源，在实际使用空间环境和电网环境中，能够可靠启辉点燃时间长短的一个物理量。通常以小时 （h）为计量单位。寿命的概念，在照明产业界有三个。 启辉点燃寿命：指的是光源，从启辉点燃到熄灭的时间。最终用户通常这样理解光源的寿命。 平均寿命：指的是一批光源，从启辉点燃到熄灭的加权平均时间。平均寿命通常用来抽检评价，某企业的、某种型号 规格的、某批量光源寿命。 有效寿命：指的是光源，从启辉点燃到光通量衰减至某一规定值的时间。这里“某一规定值“的含义为：光通量衰减至 初始值的百分之几十，即：X﹪。 现阶段，定义光源有效寿命的“某一规定值“ 。一般规定为：光通量衰减至初始值的百分之五十（50﹪）。 因此，光源有效寿命的定义为：光源从启辉点燃到光通量衰减至初始值的百分之五十（50﹪），即：认定为寿命终结 。 2 、故障率：故障率是表征光源，在某规定的期限内，由于节能灯的电子元件、器件、荧光灯管技术品质，和整灯技 术性能等技术因 素不良。导致光源不能启辉点燃数量多少的一个物理量。 衡量评价光源的故障率，通常用所占的百分比（%）来描述。 三、节能灯外形规格分析 节能灯因灯管外形不同，分为 U 型管、螺旋管和 T5 直管型三种。 1 、 U 型管：管形有： 2U、3U、4U、5U 、6U、8U 等多种，功率从 3W－240W 等多种规格。 2U、 3U，管径最细，为 14mm。功率一般从 3w―24w。主要用于民用和一般商业环境照明。在使用方式上，用来直接替 代白炽灯。 4U 、 5U、6U、8U，管径较细，为 17mm。功率一般从 45w――240w。主要用于工业、商业环境照明。在使用方式 上，用来直接替代：高压汞灯、高压钠灯、T8 直管型日光灯。 2 、螺旋管：螺旋环直径，分小环径和大环径两种。小环径一般在 50mm 左右，大环径一般在 100mm 左右。 螺旋环圈数有：2 圈半、3 圈半、 4 圈半、5 圈半、6 圈半、7 圈半、8 圈半等多种，功率从 3W－240W 等多种规格。 小环径，管径最细，为 14mm。螺旋环圈数为 2 圈半、3 圈半、4 圈半。功率一般从 5w――24w 。主要用于民用和 一般商业环境照明。在 使用方式上，用来直接替代白炽灯。 大环径，管径较细，为 17mm。螺旋环圈数为 4 圈半、5 圈半、6 圈半、7 圈半、8 圈半。功率一般从 45w――240w 。主要用于工业、商业环境照明。在使用方式上，用来直接替代：高压汞灯、高压钠灯、T8 直管型日光灯。 3 、 T5 直管型节能灯： T5 直管型，灯管长度分为：563.2mm、863.2mm、1163.2mm、1463.2mm 四种规格。功率 分为：14w 、21w、28w、35w。广泛应用于民用、工业、商业环境照明。使用方式上，用来直接替代 T8 直管型日光灯 。 四、科学理解---当前存在的模糊概念 己成为全社会的共识，选择应用节能灯己成为人们的自觉行动。但是，在科学理解和选择节能灯时，由于科学理解和 鉴别技术品质优劣的科学知识宣传普及不够，人们自觉或不自觉地进入了一个误区中。其表现： 其一、理解和鉴别的内容，不是的技术品质：如有效视觉光效高低、显色性能优劣、有无频闪效危害、环境适应能力 高低、光衰值大小、寿命长短、故障高低。 其二、理解和鉴别的内容，仅是的外观形状：如灯管外形、产品外观的美观程度、包装豪华程度。 其三、理解和鉴别的内容，过分注重有关认证与宣传。 其四、理解和鉴别的内容，过分注重品牌与宣传。 其五、理解和鉴别的内容，盲目地注重较长时间的质保期。