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灯具效率
灯具的分类、应用、选择以及镇流器的基本知识
文章来源：
互联网 编辑：
照明灯具网 更新时间：
2008年11月25日 点击数：
灯具就是光源、灯罩及附件的总称。
灯具在现代照明中，作用非常重要，它起着固定与保护光源、控制并重新分配光在空间的分布、防止眩光等作用。
灯具的分类、应用、选择以及镇流器的基本知识
灯具就是光源、灯罩及附件的总称。
灯具在现代照明中，作用非常重要，它起着固定与保护光源、控制并重新分配光在空间的分布、防止眩光等作用。
灯具的分类
灯具的种类极其丰富，外形千变万化，性能千差万别，对灯具的分类方法主要有：
（1）按采用的电光源分类：
分为白炽灯具、荧光灯具、高压气体放电灯具等。
（2）按灯具的配光分类：
分为直接照明型、半直接照明型、全漫射式照明、半间接照明型、间接照明型五大类。
（3）按在建筑物的安装方式分类：
分为吸顶灯、吊灯、壁灯、嵌入式灯、地脚灯、庭院灯、自动应急照明灯、移动式灯、道路广场灯等等。
（4）按灯具的使用场所分类：
分为民用灯、建筑灯、工矿灯、车用灯、船用灯、舞台灯等。
（5）按灯具的结构分类：
分为开启型灯具、闭合型灯具、防爆型灯具、隔爆型灯具、安全型灯具、防震型灯具等。
灯具的应用
（1）深照型灯具和特深照型灯具，由于它们的光线集中，适用于高大厂房和要求工作台面上有高照明的场所。
这种灯具配镜面反射罩，并以大功率的高压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯作光源，能将光线控制在狭窄的范围内，获得很高的轴线光强，在这种灯具照射下，水平照度高，阴影很浓。
（2）石英灯也叫点射灯，是一种轻型的投光灯具，主要用于重点照明，因此多数窄光束配光，并且能自由转动，随意选择方向。
点射灯装在内设电源线的导轨上，灯具可以沿轨道滑动，则灵活性更大，非常适合商店、展览馆的陈列照明。
（3）筒灯也叫下射灯，它一般是嵌入式灯具，将灯具嵌入在吊顶内。
这种安装不会打破顶棚的装饰效果，而且它有较好的下射配光，能形成各工各样的光分布，并且具有很好的防眩光效果，能创造恬静幽雅的环境气氛。
一般在酒楼、宾馆、家庭的客厅等处。
（4）荧光灯支架是一种均匀配光型直接照明灯具。
它能产生均匀的照明效果，不容易产生阴影。
荧光支架具有敞开式的，也有配棱晶罩、乳白罩、反光罩的。
敞开式的光效高，但有眩光，对保护视力不利；棱晶罩灯具光效有所下降，但几乎没有眩光。
荧光灯光效高，因此广泛地用于商店、图书馆、学校、办公楼、银行等处作一般的照明。
如果将荧光灯管组成一定的几何图案安装在大厅里，会产生良好的艺术照明效果。
（5）格栅灯盘，也是一种荧光灯具，与荧光灯支架不同的是它采用了高效反光罩把光线控制在一定的范围内，提高了光的利用效率，同时设遮光栅格来遮光源，减少灯具的直接眩光。
格栅灯盘有嵌入式和吸顶式二种安装方式。
它主要用在办公室、图书馆、商店等处，用作一般照明。
灯具的选择
在照明设计中，灯具表面的选择应考虑的主要因素：
（1）配光要求：
灯具表面亮度、显色性能、眩光等。
（2）环境条件：
使用环境对防护式的要求。
（3）协调性：
灯具的外形是否与建筑物和室内装饰协调。
（4）经济性：
如灯具效率、电功率消耗、投资运行费、节能效果等。
按配光特性选择灯具：
（1）一般生活用房和公共建筑物内多采用直接型、均匀散射型灯具或荧光灯（乳白罩的或带罩的），使顶棚和墙壁均有一定的亮度，整个空间照度分布均匀。
（2）当要求垂直照射时，可采用倾斜安装的灯具，或选用不对称配光的灯具，如教室黑板照明等。
（3）大厅、门厅、会议室、礼堂、宾馆等处的照明，除满足照明功能外，还应考虑照明灯具的装饰艺术效果。
对于家庭的客厅、卧室等，随着人们对生活水平的不断提高，也应作以上考虑。
（4）生产厂房采用直接型灯具较多，使光通全部投射到下方的工作面上。
若工作位置集中或灯具悬挂高度较高时，宜采用深照型灯具。
（5）特殊用房，应根据需要选用专用灯具，如手术室、摄影棚等。
镇流器的基本知识
荧光灯管的电气特性
传统电感镇流器
高效电子镇流器
镇流器性能和安全要求
荧光灯管的电气特性
气体放电发光的基本原理
气体原子的原子核外围绕著许多电子，这些电子分别处于不同的轨道上，各自拥有不同的能量，呈现离散型的分布，最外层的电子又称价电子，非常容易吸收外来的能量而提升至较高的能阶，甚至脱离原子的束缚而成为自由电子。
价电子在稳态时所处的能阶称为基本能阶或基态。
当其吸收一定能量后，跃升到较高的能阶，称为激发态。
处于激发状态的电子通常是不稳定的，一般在10-7……10-8秒内受激电子就会释放出所吸收的能量而回复到基态。
在这一过程中，先前所吸收的能量会以光子的形式辐射出来。
气体放电灯的发光流程
气体放电灯的发光过程
气体放电灯的基本构造
日光灯的基本构造
日光灯的电压电流特性及效率
电压、电流特性曲线
发光效率
正常弧光放电区的日光灯，只有约21%的能量以可见光形输出，但仍比白炽灯的发光效率高出许多。
由实验得知日光灯输出大致和其灯管电流成正比。
频率对日光灯特性的影响频率与灯管动态电压—电流特性曲线之关系频率与闪烁现象。
相同的功率消耗下，随着频率增高，日光灯发光效率约能提高10%。
频率与启动电压
市电50Hz操作，日光灯会有每秒100次的闪烁，但由于管壁荧光物质有残光性，因此降低了日光灯的闪烁现象。
当以高频率点灯时，灯管正柱区离子浓度来不及跟上电流的变化，加上荧光物质的残光性，因此日光灯闪烁度极低。
温度对日光灯特性的影响日光灯点亮后，一旦达到工作温度时，光输出最高。
在空气流通下点亮标准型日光灯，约在环境温度25℃，管壁温度维持在40℃左右，光输出最大，在此温度下，汞蒸气压最适于产生253.7mm的紫外辐射。
影响日光灯寿命的因素一般而言，灯丝上的涂被物质消耗快慢决定灯管寿命长短，也就是说，当灯丝上放射性物质无法提供足够的自由电子，以维持气体放电时，灯管寿命即终了，这段时间定义为绝对寿命。
以光束维持率降到70%时，我们定义为相对寿命。
灯管启动情形的好坏会影响日光灯的寿命。
先在灯丝上加入预热能量，将灯丝加热至约850~1000℃之间，用热电子发射可以避免冷阴极起动所产生之溅射，有效降低启动电压，缩短启动的时间，延长灯管寿命。
灯管在持续点亮过程中，灯管电流的峰值因数也会影响日光灯的寿命。
国标规定不能超过1.7镇流器
缺点：
·体积大，笨重。
·自身功耗大，约8W以上。
·功率因数低，一般为0.5~0.6。
·工作频率低50Hz，有闪烁和噪音现象。
·启动电压需求较高≥190V
优点：
·结构简单，可靠性高，寿命较长。
高效电子镇流器
电子镇流器的优点
电子镇流器的组成
电子镇流器的基本原理
电子镇流器的优点
节电效果显著·增加光输出，提高灯光效。
·自身功耗低。
·具有高功率因数。
体积小，重量轻，无闪烁，无噪声。
在较低的电源电压下可使荧光灯启动，一般在130V左右就能正常点燃。
电子镇流器可以通过采用调频或脉冲宽度调制（PWM）技术，对荧光灯可实现调光功能。
光输出稳定。
可采用直流电源供电。
镇流器的性能和安全要求
性能要求
给灯两端提供一个足够高的启动电压，使灯点火成功。
在灯点火之后，为灯提供一个大小合适而且稳定的工作电流。
必须将电流谐波含量控制在标准规定限值之内，以防止对电网造成严重污染，并获得高功率因数。
安全要求
异常条件下，镇流器应不受损害。
镇流器用绝缘材料，应具有足够的耐热和耐火性能。
镇流器用零部件，应具有良好的防潮湿和防腐蚀性能。
镇流器应具有防触电保护。
镇流器在故障状态下工作时，不得产生易燃气体，不得喷出火焰或熔化金属。
镇流器必须能经受住产品标准规定条件下的耐久性试验。
节能灯的基本知识名称
优点
结构
种类
节能灯的名称
自镇流荧光灯是指含有灯头，镇流器和灯管，并使之为一体的荧光灯。
节能灯的优点
结构紧凑，体积小。
发光效率高，省电、节省能源。
可直接取代白炽灯泡。
节能灯的结构
它是由灯管、镇流器、外壳和灯头组成一个整体。
节能灯的性能和安全要求同镇流器一样。
节能灯的种类
按形状分：
U型、H型、Π型、螺旋型、2U、3U、4U、2H、3Π、4Π
按结构分：
一体化、插拔式、球形、磨菇型等。
材料分析：
●电源线：
0.75m㎡。
●灯座、支架档头、启辉器座、PC防火耐温125℃。
●冷轧钢板0.5mm。
机械特性：
●结构紧凑，拉力试验（塑料档头与支架主体之间可承受20N的力度）。
安全特性：
●通电测试（全检）。
●镇流器超静音、超低温（△t≤60℃），?
≤35分贝，带温度保险丝。
●接线端子台耐高温125℃，单独固定且加绝缘垫片。
●多芯线，剥胶0.8mm，任何一根线露出都不能接触金属。
加工工艺：
●线路布置规范，经过镇流器旁的电源线要加玻纤套管，耐高温
●喷粉处理，光滑无尘粒等杂物，无异接，纯白色
●接线处不允许铜丝***，且电源线与灯座符合拉力测试
●无批锋，无毛刺
安装方式：
●吸顶式（吊装式）、明装式
包装方式：
●过塑薄膜，带彩套
●包装材料（纸质：
B=B），必须打包带，标识清楚，外包装、内盒、产品三者必须保持一致性，整体包装完毕，检查所有标识有否遗漏——形象标签、合格证、型号贴、吊牌等
耐压测试：
●高压测试仪2000V/10S
附：
●增加补偿电容时，注意其安装方式，要求固定，不宜松动
●零部件：
安装螺丝，启辉器、说明书、PE手套灯盘
材料分析：
0.5mm以上的冷轧钢板
0.75mm单芯电源线,耐温105℃,电源线两端必须浸锡
● 灯座\启辉器耐用高温故知新25℃,防火材料
PS有机棱晶板,进口材质,透明度高
德国铵铝,国产强化铝0.4mm，I型格栅条1.2mm
机械特性：
● 结构紧凑
安全特性：
● 镇流器超低温，超静音（），带温度保险丝
● 接线端子台耐高温125℃；接线方式规范
● 通电测试（全检），必须有接地线，且电源线的正负必须用颜色区别开来
耐压测试
● 高压测试仪2000V/10S
加工工艺：
● 电源线0.75mm，过电子镇流器旁必须用玻纤管套住，接头浸锡
● 面盖、横插线盒盖表面处理，无尘粒等发异状
● 灯盘四角的接合处平整、无缝隙；反光罩与底盘吻合贴切、无变形、凹凸现象，无杂物，无披锋、毛刺等现象
● 必须有接地线，且电源线的正负必须用颜色区别开来
安装方式：
● 吸顶式（吊装式）、嵌入式、明装式、安装方式多样化
包装方式：
● 包装材料（纸质：
B=B），内用泡沫塑料护角，灯盘之间用纸板隔开；必须打包带，标识清楚，外包装、内盒、产品三者必须保持一致性，零部件一定要齐全——形象标签、合格证、型号贴、吊牌、说明书、启辉器、PE手套等
筒灯：
材料分析：
● 冷轧钢板：
①面盖：
0.6mm---0.8mm
②支架：
0.8mm---1.0mm
③线盒盖及底盖：
0.5mm---0.6mm
④底板：
1.0mm---1.2mm
● 台湾进口铝材：
4寸以上反光罩——0.8mm---1.0mm
● 西南铝材：
4寸以下反光罩——0.6mm---0.8mm
机械特性：
● 结构紧凑（无变形、松动、偏斜）
安全特性：
● 接线端子台单独固定且加绝缘垫片，耐高温125℃
● 电源线0.75mm，必须用玻纤管套住
● E27灯头；弹片采用磷铜片（0.4mm厚），能保障弹性强，导电性强，不易氧化
● PLC灯头，塑胶，耐高温125℃
● 镇流器具有温度保险丝，超低温，超静音
● 接线方式正确规范，通电测试（全检）
耐压测试：
● 高压测试仪2000V/10S
加工工艺：
● 面盖、横插线盒盖表面处理，无尘粒、露片、桔皮、划伤、杂色等异常情况；其它（如支架等）为次面
● 内胆（反光罩）的喷砂以及颜色一致，无色差且砂粒呈均匀分布
● 光洁无水印，成镜面状，无雾面，具光泽度，无异色
● 必须有接地线（3寸以下除外），电源线与接线端子台及灯头的连接需紧固，且符合拉力测试3N/60S
安装方式：
● 嵌入式、明装式
包装方式：
● 包装材料（纸质：
B=B），必须打包带，内包装、彩盒、裱纸250g，标识清楚，外包装、内盒、产品三者必须保持一致性，零部件一定要齐全——形象标签、合格证、型号贴、吊牌、安装卡边卡簧、说明书、PE手套等
格栅灯盘、支架
荧光格栅灯盘作为一种高效率、长寿命、节能、环保灯具，被广泛地用在办公室、商场等公共场所。
格栅灯盘的组成部分：
1．反射罩：
反射罩主要是反射光线，提高光源的利用率，并控制光的分布范围（配光曲线）反射罩从以下两方面分类：
A．按结构分类分为：
a.单抛反射罩 b.双抛反射罩 c.三折形反射罩；
B．按材质分类分为：
a.光面铝（光铝）b.砂铝（哑光铝）c.不锈钢；
镜面铝——由于表面比较光滑就像镜子一样的反射光线，所以光线比较有方向性；
砂铝——由于表面比较粗糙，光线照射在它上面会发生漫反射，所以比较柔及均匀；
不锈钢——反射罩主要是由不锈钢材料组成，它只有镜面，没有砂面。
2．格栅条：
格栅条是嵌入在反射罩上面的一种消除眩光的消光片，它只有两种形式：
一种为I形，一种为V形，这种命名主要是根据它的形状来命名的。
3．盘体：
盘体主要是由冷扎钢板，通过剪板、冲压、折弯、点焊、喷塑加工而成，盘体是灯盘的主体，主要起固定光源、电器、反射罩的作用。
4．电器：
电器是灯盘的核心部分，它主要由启动器，镇流器，灯座，电线，接线端子组成，电器的作用是将灯具与外电源连接，为光源提供电源，使荧光灯启动，并稳定，使之正常工作。
灯具整体能效和照明功率密度值的关系
文章来源：
CNBEW 编辑：
照明灯具网 更新时间：
2008年12月11日 点击数：
从物理概念上，可以把荧光灯灯具的整体能效LER，理解为就是荧光灯灯具包括镇流器、荧光灯光源、灯具光效率在内的荧光灯灯具整体的发光效率
灯具整体能效和照明功率密度值的关系
1）荧光灯灯具整体能效LER物理意义上就是荧光灯灯具整体的发光效率
根据上述表达式可知，荧光灯灯具整体能效LER的量纲为：
lm/w（流明/瓦）。
因此，从物理概念上，可以把荧光灯灯具的整体能效LER，理解为就是荧光灯灯具包括镇流器、荧光灯光源、灯具光效率在内的荧光灯灯具整体的发光效率。
在理想状态下，荧光灯的灯具能效EFF（灯具光效率）以及荧光灯镇流器的流明系数BLF都趋向于1，灯具和镇流器都似乎没有损耗光通量或能量，那么，达到这种理想状态时，荧光灯灯具整体能效LER就等于荧光灯光源的发光效率（TLL/W），但实际上是不太容易做到的，主要是还存在下面叙述的原因。
2）荧光灯灯具的能效EFF（灯具效率）不太可能等于1
由于材料和制造工艺等种种原因，例如：
灯具反射器反射率的大小，灯具结构和反射器对光通量出现无益的内部散射与光通量消耗等，荧光灯灯具总会存在对光源辐射光通量的损失，因此，荧光灯灯具对光源光通量的辐射，也就是荧光灯灯具对荧光灯光源贡献的光通量，难以达到100%向外辐射。
所以，荧光灯灯具的能效EFF不太可能接近1。
3）荧光灯镇流器的流明系数BLF与荧光灯“节能不节光”的含义
荧光灯镇流器流明系数BLF，一方面是衡量荧光灯镇流器对电能损耗大小程度的度量，另一方面，则可以折合为对应荧光灯光源光通量（流明）的损失来表示。
如果荧光灯镇流器存在一定的电能损耗，那么荧光灯镇流器的流明系数BLF就不可能接近1，如公式2所示，假如BLF=0.9，按照上述灯具整体能效LER的表达式公式3可知，在同等条件下，光源的总光通量TLL被减少到原有的0.9倍，即打了九折。
如果荧光灯镇流器的流明系数BLF达到理想值接近1，那么意味着荧光灯镇流器的接入，对光源的总光通量TLL，基本没有造成损失。
现代电子镇流器如果采用以下一系列先进技术，如：
微处理机控制技术和ASIC特殊功能专用集成电路；
低功耗高效运行的软开关（ZVS和ZCS）逆变器技术；
“休闲”与“唤醒”控制技术，等；
可以使荧光灯镇流器的流明系数BLF趋于接近1，例如：
大于0.95等，既实现节电，又会极少降低荧光灯光源的最大光通量，即：
所谓“节能不节光”的概念。
显然，在荧光灯镇流器能源效率EEI达到最高的同时，BLF也应为最大值，趋向于较理想值。
因此，荧光灯镇流器能源效率EEI及其等级的高低以及荧光灯镇流器流明系数BLF，是极为关键的因数。
2.2.5荧光灯镇流器的选用
1）荧光灯照明要高度重视镇流器的选择
在不理想的条件下，即使荧光灯发光效率很高，但荧光灯镇流器的流明系数BLF很小,则荧光灯灯具整体能效指标LER也必然很低，对设计采用荧光灯照明的场合，达到同等照度所需耗费的电能就越大，承担的电费就会越高。
因此，在应用荧光灯照明的建筑节能设计中，对荧光灯镇流器的选用必须给以高度的重视。
2）荧光灯镇流器选择的基本依据
按照本文“2.2荧光灯灯具和镇流器的照明能源效率指标与等级”的内容，荧光灯镇流器等级的类别与现状如下：
A1—可调光电子镇流器；
A2—较低损耗非调光电子镇流器；
A3--一般的非调光电子镇流器；
B1--极低损耗电感镇流器（与我国国标节能级别的镇流器接近）；
B2--低损耗电感镇流器（近似我国国标能效限定值等级的镇流器）；
C--传统的中等损耗电感镇流器（欧盟已于2005年11月21日宣布禁用）；
D--早期的高损耗电感镇流器（欧盟已于2005年5月21日宣布禁用）；
为了尽量降低对电网的无功损耗，还须注重功率因数指标。
上述等级的荧光灯镇流器，电感类型的镇流器，未经电容补偿，功率因数仅为0.5，经过较好的电容补偿，最好也只为0.80到0.85左右。
而优秀的电子镇流器，特别是可调光电子镇流器可做到0.95至0.99。
显然，荧光灯镇流器选用的基本依据是较为明确的。
3.实现智能调光控制是荧光灯灯具节能照明的重要手段
3.1荧光灯智能调光大幅节能并延长光源寿命
荧光灯的调光控制，在现代照明中具有极为重要的地位。
推广照明的节能调光控制，如果瞄准了目前已经成为照明领域主流的荧光灯光源，就是抓住了主要矛盾。
目前，先进的荧光灯节能调光控制技术，已可实现节能30%，系统配置科学优化的，甚至可达到节能70%，可以延长光源寿命2—4倍。
荧光灯只有实现了微机化的自动可调光照明以后，才能真正做到优化节能的目的。
3.2荧光灯智能调光刻实现节能照明的自适应优化控制
现代的智能化、网络化照明控制技术，能够按照照明现场的实际变化和需求自适应地实现节能调光控制，例如：
“人来灯亮，人少灯暗，人走灯灭”；“自然光强，灯光熄灭；自然光弱，灯光补充；无自然光，灯光加亮”；即使在同一个办公室的空间内，也能实现分区的优化节能照明调节与控制。
又如：
建筑室内的灯光照明场景控制，既实现节能照明，同时又满足人性化照明和健康化照明的现代绿色照明理念。
现代智能照明控制已成为节能照明的重要手段。
3.3荧光灯调光电子镇流器必须符合镇流器能源效率指标LER与镇流器流明系数BLF指标
荧光灯要比白炽灯复杂得多，荧光灯节能调光控制，涉及荧光灯光源技术与电子控制技术两个方面的交叉技术。
搞好荧光灯节能调光控制，首先要掌握好荧光灯的原理和特点。
荧光灯可数字寻址调光电子镇流器，是新兴的照明电子技术之高新技术产品，也必须按照上文所述的镇流器能源效率指标LER评估与规范，而其中的镇流器的流明系数BLF指标尤为重要。
目前。
综合性能优胜者并不太多，应用中必须注重品质选择。
按照国际上或欧盟标准，可调光电子镇流器必须达到荧光灯镇流器等级标准的A1等级要求。
4.荧光灯节能照明设计应遵照《建筑照明设计标准》法定的“照明功率密度值”节能指标
4.1建筑照明节能设计应“照明功率密度值”和“照度”指标双达标
“照明功率密度值”（LPD）的定义：
建筑的房间或场所，单位面积的照明安装功率（含镇流器,变压器的功耗），单位为：
瓦/平方米（W/㎡）。
《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）规定了办公，商业，旅馆，医院，学校和住宅以及工业等七类建筑中应用最多的108个室内空间或场所限定的“照明功率密度值”（LPD）。
《建筑照明设计标准》规定的“照明功率密度值”（LPD），在同一项目中又分为：
“现行值”与“目标值”。
“现行值”是指当前必须执行的；“目标值”是今后要努力达到的要求。
“照明功率密度值”（LPD）的规定，对照明工程设计提出了更高的要求，所有建筑照明设计，既要符合《建筑照明设计标准》规定的照度水平，又要使照明设计的照明功率密度值限定在标准规定的“照明功率密度值”（LPD）以下，从而保证照明系统的双达标，实现有效节能。
4.2建筑照明节能设计应正确选用荧光灯
在建筑照明中，大功率直管荧光灯是应用最为广泛的，在此，以大功率直管荧光灯为例，讨论荧光灯管的选择。
表3为国产几种大功率荧光灯的主要性能。
几种国产大功率直管荧光灯的性能比较表3
图1为T5荧光灯的配光曲线，显然，T5比T8的发光效率提高了30%，结合表3可知，国产荧光灯中T5大功率荧光灯的性能对满足《建筑照明设计标准》关于“照明功率密度值”（LPD）指标的要求较为有利。
图1T5与T8荧光灯配光曲线的比较
5.荧光灯节能照明设计应善于运用灵活的照明设计方法
5.1要充分理解标准对设计照度值与标准值之间允许有±10%偏差的含义
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