詞語概念
基本信息
詞目:照明
拼音:zhào míng
基本解釋
[illumination] 用燈光照亮房間的強光照明。
引證解釋
1.明亮;照亮。《楚辭·九辯》:“彼日月之照明兮,尚黯黮而有瑕。”《三國志·蜀志·諸葛亮傳》:“助宣重光,以照明天下。”老舍《駱駝祥子》十三:“朝陽的一點光,借著雪,已照明了全城。”
2.影劇技術中特指用燈光照亮前台或場地等。洪深《戲劇導演的初步知識》上篇四:“舞檯燈光最基本的作用是照明。”
3.猶證明。《三國志平話》卷上:“呂后奏曰:‘陛下,非是子童之言,更有照明。’帝曰:‘照明者是誰?’” 清龔自珍《正譯第二》:“測量卜度,欲照明其數,終不可得。”
基本含義
在《辭海》中“照明”的含義如下:利用各種光源照亮工作和生活場所或個別物體的措施。利用太陽和天空光的稱“天然採光”;利用人工光源的稱“人工照明”。照明的首要目的是創造良好的可見度和舒適愉快的環境。
照明英文翻譯:Lighting
可見“照明”是一種措施,它包含“天然採光”和“人工照明”。
室內設計的照明是對各種建築環境的照度、色溫、顯色指數等進行的專業設計。它不僅要滿足室內“亮度”上的要求,還要起到烘托環境、氣氛的作用。一般由室內建築師提出要求,電氣工程師進行核算、調整。同時也指以燈光照亮之動作或被燈照亮之狀態。
在電影拍攝中,運用自然光或人工光的一門藝術。涉及照明器材的使用,光線設計,現場布置,光位、光比、影調及光影效果的確定,鏡頭布光處理等,是攝影師進行創作的不可缺少的手段(見電影造型藝術、電影燈具)。
照明設計應以人為本,但必須首先考慮安全性和實用性,還有照度要求、安裝方式、維修方式,最後才再結合人性化的創意,一個好的燈具設計,必定是具備以上的先決條件的,在燈具詞條中已有相關闡述,照明設計可參考侏羅紀照明相關文獻。
照明是利用人工光或自然光提供人們足夠的照度(一般照明),或提供良好的識別(道路照明、廣告標示等),特徵的強調(建築照明、重點照明等),或創造舒適的光環境(住宅照明等)、營造特殊的氛圍等(商業舞台照明),及其他特殊目的(生化、醫療、植物栽培等)的手段。
照明方式
照明方式可分為:一般照明、分區一般照明、局部照明和混合照明。其適用原則應符合下列規定:
一、當不適合裝設局部照明或採用混合照明不合理時,宜採用一般照明;
二、當某一工作區需要高於一般照明照度時,可採用分區一般照明;
三、對於照度要求較高,工作位置密度不大,且單獨裝設一般照明不合理的場所,宜採用混合照明;
四、在一個工作場所內不應只裝設局部照明。
照明種類
照明種類可分為:正常照明、應急照明、值班照明、警衛照明和障礙照明。其中應急照明包括備用照明、安全照明和疏散照明,其適用原則應符合下列規定:
一、當正常照明因故障熄滅後,對需要確保正常工作或活動繼續進行的場所,應裝設備用照明;
二、當正常照明因故障熄滅後,對需要確保處於危險之中的人員安全的場所,應裝設安全照明;
三、當正常照明因故障熄滅後,對需要確保人員安全疏散的出口和通道,應裝設疏散照明;
四、值班照明宜利用正常照明中能單獨控制的一部分或利用應急照明的一部分或全部;
五、警衛照明應根據需要,在警衛範圍內裝設;
六、障礙照明的裝設,應嚴格執行所在地區航空或交通部門的有關規定。
已經是第四代綠色照明了:那何為綠色照明?綠色照明”指通過科學的照明設計,採用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品,改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量綠色照明與家居生活密切相關,它不僅綠色環保,經濟實惠,最重要的是節能高效,綠色照明的普遍使用將會極大改善人們家居環境。
歷史介紹
燈的歷史
光,有這樣的魔力,讓人類不畏艱難堅持不懈地走在追尋著它的漫漫長路上。燈的出現,為我們點亮了前進道路,告別黑暗,讓黑夜變得更舒適、美麗和安全,在燈與光的世界裡,經過人們持續不斷的改進,燈成為了科學和藝術的完美結合物,
照明經歷了從火、油到電的發展歷程。照明工具經歷過無數的變革,出現過火把、蠟燭、煤油燈到白熾燈、日光燈,發展到琳琅滿目的照明燈、節能燈、裝飾燈、景觀燈、取暖燈,導航燈,指示燈,信號燈,小夜燈、曬圖燈、消毒燈、養植燈等。
燈的發展史是人類文明歷史的見證,這也是一部追尋光明的歷史,在燈具的發展歷史中,留下許多有趣的故事,燈光之家將採用倒序的方法帶大家走進這一歷史長廊。
半導體
自20世紀60年代世界第一個半導體發光二極體誕生以來,LED照明因具有壽命長、節能、色彩豐富、安全、環保特性,被譽為人類照明史上的希望之光。
發光二極體LED發展歷史:
1907年,Henry Joseph Round第一次在一塊碳化矽里觀察到電致發光現象。
1936年,GeorgeDestiau的一份關於硫化鋅粉末發射光的報告。隨著電流的套用和廣泛的認識,最終出現了”電致發光”這個術語。
1955年,美國無線電公司(Radio Corporation of America)的Rubin Braunstein發現了砷化鎵(GaAs)與及其他半導體合金的紅外線放射作用
1962年,GE、Monsanto、IBM的聯合實驗室開發出了發655nm紅光的磷砷化鎵(GaAsP)半導體化合物,從此發光二極體進入商業化發展進程。
1965年,Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料製作的商用化紅色LED,當時這種LED燈的效率為每瓦大約0.1流明。
1968年,LED燈的研發取得了突破性進展,利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到了1流明/瓦,LED節能燈並且能夠發出紅光、橙光和黃色光。
1971年,推出了具有相同效率的GaP綠色晶片LED,LED開始廣泛套用於數字與文字顯示技術套用領域區。
80年代早期的技術突破是開發出了AlGaAs的LED,能以每瓦10流明的發光效率發出紅光。LED燈開始套用於室外信息發布以及汽車高位剎車燈(CHMSL)設備。
1990年,開發出了能夠提供相當於最好的紅色器件性能的AlInGaP技術,這比當時標準的GaAsP器件性能要高出10多倍。
1994年,日本科學家中村修二在InGaN(氮化銦鎵)基片上研製出了第一隻藍色LED,由此開啟了GaN基LED燈研究和開發熱潮,藍光的出現使得白光LED成為可能。
20世紀90年代後期,研製出通過藍光激發YAG螢光粉產生白光的LED燈,但色澤不均勻,使用壽命短,價格高。隨著技術的不斷進步,進入21世紀後白光LED的發展非常迅速,白光LED節能燈的發光效率提高得越來越快,大大超過白熾燈,向螢光燈逼近,材料技術、晶片尺寸和外形工藝的進一步發展使商用化LED燈的光通量提高了幾十倍。曾經微弱發光的LED正預示著LED燈新時代的來臨。
電燈
電的出現,讓人類的生產力得到一次飛躍,而白熾燈的出現,也開創了人類用電來照明的歷史。
一般認為白熾燈是由美國人托馬斯·愛迪生髮明的,其實在愛迪生之前很多其它人亦對電燈的發明作出了不少貢獻。1801年,英國一名化學家戴維將鉑絲通電發光,他在1810年亦發明了電燭,利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發光。他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時,但是並沒有及時申請設計專利。
1850年,英國人約瑟夫·威爾森·斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。1878年,他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利,並開始在英國建立公司,在各家庭安裝電燈。1874年,加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氦氣,以通電的碳桿發光。但是他們無足夠財力繼發展這發明,於是在1875年把專利賣給愛迪生。愛迪生購下專利後,嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡,成功維持13個小時。到了1880年,愛迪生在試驗了1600種材料後,終於用炭絲做成的燈絲成功製成了世界上第一盞白熾燈,成功在實驗室維持1200小時。從此人類進入用電照明時代。
電氣照明的發展歷程豐富多彩由各種類型的電燈具所組成,燈光之家從前往後為你一一介紹。
1、 白熾燈
1909年美國科學家柯里奇發明了鎢絲做燈絲,提高了白熾燈的亮度和壽命。使用通電的方式加熱玻璃泡殼內的燈絲,導致燈絲產生熱輻射而發光的光源,燈頭是白熾燈電連線和機械連線部分,按形式和用途主要可分為螺口式燈頭,聚焦燈頭及特種燈頭。常用於住宅基本照明及裝飾照明,具有安裝容易,立即啟動,成本低廉等優點。 有較寬的工作電壓範圍,從電池提供的幾伏電壓到市電電壓,價格低廉,不需要附加電路。其主要套用是家庭照明及需要密集的低工作電壓燈的地方,如手電筒、控制台照明等。僅有10%的輸入能量轉化為可見光能,典型的壽命從幾十小時到幾千小時不等。
2、 鹵鎢燈
1959年發明了鹵鎢燈使白熾燈的技術達到了一個新境界並提高了白熾燈的壽命,同額定功率相同的無鹵素白熾燈相比,鹵鎢燈的體積要小得多,並允許充入高氣壓的較重氣體(較昂貴),這些改變可延長壽命或提高光效。同樣,鹵鎢燈也可直接接電源工作而不需控制電路。普通白熾燈的使用壽命是1000小時,鹵鎢燈要比它長一半,發光效率提高30%。鹵鎢燈廣泛用於機動車照明、投射系統、特種聚光燈、低價泛光照明、舞台及演播室照明及其他需要在緊湊、方便、性能良好上超過非鹵素白熾燈的場合。
3、 螢光燈
20世紀40年代螢光燈出現了,它利用氣體放電原理產生光能。由於發出的光主要是紫外線,紅外輻射少,因此發光效率比白熾燈高,這種燈替代白熾燈,將節能75%,壽命提高8~10倍。我們常用的螢光燈主要有 日光燈、高流明單端螢光燈、 節能燈( 緊湊型螢光燈),至今已經使用非常廣泛,主導商業和工業照明。常用於辦公室,商場、住宅等一般公用建築,具有可選光色多,可達到高照度兼顧經濟性等優點。它也會發出許多美麗有色的光。這就是由螢光粉里所含的化學藥品的性質來定了,例如塗上鎢酸鎂的,發藍白色光,塗上硼酸鎘的發淡紅色光。通過設計的革新、螢光粉的發展,及電子控制線路的套用,螢光燈的性能不斷提高。
4、 低壓鈉燈
蒸汽燈出現,是由密封在玻璃管里的各種元素蒸汽通以電流而發光的。蒸汽燈有水銀蒸汽燈、鈉蒸汽燈。光效最高,但僅輻射單色黃光,這種燈照明情況下不可能分辨各種顏色的。主要套用是:道路照明,安全照明及類似場合下的室外套用。其光效是螢光燈的2倍,鹵鎢燈的10倍。與螢光燈相比,低壓鈉燈放電管是長管形的,通常彎成”U”型,把放電管放在抽成真空的夾層外玻殼內,其夾層外玻殼上塗有紅外反射層以達到節能和提高最大光效的目的。
5、 高強度氣體放電燈(HID)
這類燈都是高氣壓放電燈,特點是都有短的高亮度的弧形放電管,通常放電管外面有某種形狀的玻璃或石英外殼,外殼是透明或磨砂的,或塗一層螢光粉以增加紅色輻射。分為 高壓汞燈( HPMV) 、高壓鈉燈( HPS)、 金屬鹵化物燈( M-H)
6、 感應燈
剛出現不久的無極氣體放電燈。所需要的能量是通過高頻場耦合到放電中的,變壓器的次級線圈就能產生有效的放電。從形式看來,感應燈是緊湊型螢光燈的另一種形式,但高壓部分也許不同。這種燈不局限於長管形(如螢光燈管),同時還能瞬時發光。工作頻率在幾個兆赫之內,並且需要特殊的驅動和控制燈燃點的電子線路裝置。
7、 場致發光照明
包括多種類型的發光面板和發光二極體,LED為最新的光電照明技術,套用範圍很廣,集合以上光電技術的多個優點。
油燈
燈的起源來自於人類對光的追求和火的發現。火的出現讓人類開始獨立於萬物,掌握了光與熱。自從人類學會鑽木和燧石取火後,火不僅讓人類告別飲血茹毛的野蠻時代,更能驅散黑暗,帶來光明和溫暖。原始人把松脂或脂肪類的東西塗在樹皮或木片上,綑紮在一起,做成了照明用的火把,成為人類創造的意義上第一盞”“燈”。相當長一段時間後出現了使用各種植物油作燃燒來照明,將油盛放在容器中,加入燈芯點燃就成為油燈的鼻祖。人類開採石油後,出現了煤油燈,上面增加一個玻璃燈罩,可發出,,還出現了煤氣燈。
油燈照明在人類歷史上占據很重要的一段歷史,在這期間,油燈經過了多次改進。油燈用油從動物油改為植物油,最後又被煤油取代。燈芯也經歷了草、棉線、多股棉線的變化過程。為了防止風把火吹滅,人們給油燈加上了罩。早期的罩是用紙糊的,很不安全,後來改用玻璃罩。這樣的油燈不怕風吹,在戶外也照樣使用,並且燃燒充分,不冒黑煙。公元前 3世紀左右,用蜂蠟作成的蠟燭出現了,到了18世紀,改進用石蠟製作蠟燭,並且開始使用機器大量生產。19世紀中葉英國人發明了煤氣燈,使人類的照明技術向前邁進了一大步。但是最初這種燈很不安全,室內使用容易發生危險,因此只當做路燈使用。人們普遍使用的照明工具是煤油燈,白色的亮光成為一種比較不錯的 照明燈具。 在追求光明的道路上,人類並沒有滿足,在使用油燈照明的同時,仍然在尋找其他的照明方法。也曾有人利用大量的螢火蟲發出的螢光來照明,雖不實用,也算是人類的照明史上奇特的方法。火作為燈具的革命隨著人類電氣化時代的來臨,完成了它的使命,逐步退出人類照明的歷史。
中國作為源遠流長的古文明,燈的技術和文化也是獨具特色,燈的發展和演變已經有一個相當長時期。據考古資料,早在距今約70萬至20萬年前,舊石器時代的北京猿人已經開始將火用於生活之中,而至遲在春秋時期就已經有成型的燈具出現,在史書的記載中,燈具則見於傳說中的黃帝時期,《周禮》中亦有專司取火或照明的官職。燈作為照明的工具,實際上只要有盛燃料的盤形物,加上油和燈芯就能實現最原始的功用。而具有一定形狀的燈出現,則是人們將實用和審美結合的成果。
早期的油燈,類似陶製的盛食器”豆”。”瓦豆謂之登(鐙)”,上盤下座,中間以柱相連,雖然形狀比較簡單,卻奠立了中國油燈的基本造型。此後經青銅文化的洗禮,鑄造技術的提高,油燈和其它器物一樣,在造型上得到了重要的發展,創造了中國油燈藝術的輝煌。
從春秋戰國至兩漢,油燈的高度發展,已經脫離了實用的具體要求,它和其它器物一樣,成為特定時代的禮器,”蘭膏明燭,華鐙錯些”,折射了當時人工照明的盛況。社會政治的規章法度。這一時期的代表作有河北平山三汲出土的戰國銀首人形燈和十五枝燈;廣州南越王墓出土的西漢龍形燈;河北滿城出土的西漢長信宮燈、羊形燈和當戶燈;廣西梧州大塘出土的西漢羽人燈;江蘇邗江甘泉山出土的牛形燈;湖南長沙發現的東漢臥人形吊燈;山西襄汾縣出土的東漢雁魚燈。
魏晉南北朝時期,隨著青瓷技術的成熟,青瓷燈開始取代了此前的青銅燈。
由於青瓷燈造價低廉易於普及,具有一定造型和裝飾的油燈開始為民間廣為使用。又由於青瓷的技術特點,一種和這種技術相應的造型和裝飾也隨之出現。這一時期的代表作有南京清涼山吳墓出土的三國青瓷熊燈;浙江瑞安出土的東晉青瓷牛形燈;山西太原出土的北齊瓷燈;此後直至隋末唐初的白瓷蟠龍燈及唐三彩獅子蓮花燈,新材質不斷運用到油燈的製作中,銅、鐵、錫、銀、玉、石、木、玻璃等,而品種繁多。由於唐代經濟高度發達,實用兼裝飾或純裝飾性質的燈開始大量出現在宮廷和燈節之中,像燈籠、燈輪、燈樹、燈樓燈婢、走馬燈、松脂燈、孔明燈、風燈等。這些新奇獨特的燈具或燈俗烘託了那個時代盛世,成為流傳千古的佳話。
宋代的燈具繼續著盛世的輝煌,”每一瓦隴中皆置蓮燈一盞”,”向晚燈燭熒煌,上下映照”。由於陶瓷業的發達,各個窯口都有各具特色的陶瓷油燈。”書燈勿用銅盞,惟瓷質最省油”,始於唐代的省油燈到宋代則廣為流行,”蜀中有夾瓷盞,注水於盞唇竅中,可省油之一半。”(陸游《陸放翁集》),而遼代的”摩羯燈”則表現出少數民族地區的民族特色。到明清時青花和粉彩油燈逐漸成為新的燈具潮流,此後油燈的發展下接外來的洋油燈,直至電燈的出現,一個有著幾千年燈的歷史文化,在20世紀隨著外來的洋油燈和電燈的出現,翻開了新的一頁。在中國的歷史長河中,也出現了不少體現中華民族智慧和創意的油燈。
節能標準
照明節能標準制訂是一項非常重要的工作。我國照明節能標準是從1996年開始實施中國綠色照明工程以後,在得到了社會各界和國際社會的廣泛關注和支持。通過這些年的工作取得了顯著成效,積累了豐富經驗,為改善照明質量,節約照明用電和保護環境,建立優質高效、經濟舒適、安全可靠的照明環境。
國內主要的相關標準如下:
1、上海市地方標準《照明設備合理用電標準》(DB 31/178-1996)。
2、北京市標準《綠色照明工程技術規程》(DBJ 01-607-2001)。
3、國家標準《建築照明設計標準》(GB50034—2004)。
4、其它標準。近些年我國先後頒布了普通照明用自鎮流螢光燈、普通照明用雙端螢光燈、普通照明用單端螢光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈的能效標準和管型螢光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈鎮流器能效標準,分別制定了各自能效的限定值及能效等級標準。
國外的相關標準情況如下:
1、美國從20世紀90年代就開始致力於照明節能標準的研究工作,並且各州都有相應的能耗限制標準,涉及了居住、辦公、商業、體育、交通運輸、醫院、學校等建築的照明節能。如:美國《建築物能量標準》(ASHRAE/IESNA 90.1-1999.9)、美國2003年《國際節能標準》的照明功率密度、加州能源委員會推薦照明功率密度、美國新建築研究所的室內照明功率密度等。
2、日本《節能法》中規定了飯店旅館、辦公、醫院、診所、學校、商店、餐飲店等六類建築的照明功率密度(WS),並規定了年照明用電時間(T)。
3、俄羅斯標準MГCH2.01-98“建築節能量”的第4章(1998年版)規定了照明單位安裝功率。
電光源照
利用電能做功,產生可見光的光源叫電光源(長方照明)。利用電光源照明,稱為電照明:
電照明按發光的方法不同可分為電阻發光、電弧發光、氣體發光和螢光粉發光四類;按照明使用的性質分為一般照明、局部照明和裝飾照明三類。
電光源的發光方法
1.電阻發光,這是一種利用導體自身的固有電阻通電後產生熱效應,達到熾熱程度而發光的方法。如常用的白熾燈、碘鎢燈等。
2.電弧發光,這是一種利用二電極的放電產生高熱電弧而發光的力法。如碳精燈.
3.氣體發光,這是一種在透明玻璃管內注入稀薄氣體和金屬蒸氣,利用二極放電使氣體高熱而發光的方法。如鈉燈、鏑燈等。
4.螢光粉發光,這是一種在透明玻璃管內注入稀薄氣體或微量金屬,並在玻璃管內壁塗上一層螢光粉,借二極放電後利用氣體的發光作用使螢光粉吸收再發出另一種光的方法.如螢光燈等。
照明術語
名稱 | 符號 | 單位 | 單位 | 說明 |
光通量 | Ø | 流明 | Lm | 發光體每秒鐘所發出的光量之總和,即發光量。 |
光強 | I | 坎德拉 | cd | 發光體在特定方向單位立體角內所發射的光通量。 |
照度 | E | 勒克斯 | Lm/m² | 發光體照射在被照物體單位面積上的光通量。 |
亮度 | L | nt | cd/m² | 發光體在特定方向單位立體角單位面積內的光通量。 |
平均壽命 | ? | 小時 | h | 一批燈泡點燈至百分之五十損壞時的時數。 |
經濟壽命
在同時考慮燈泡為損壞以及光束輸出衰減的狀況下,其綜合光束輸出減至一特定比例小時數。此比例用於室外的光源為百分之七十,用於室內的光源如日光燈則為百分之八十。
色溫度
色溫度是絕對溫度K(Kelvin)來表示,乃是將標準黑體(例如鐵) 加熱,溫度升高至某一程度時顏色開始由紅→淺紅→橙黃→白→藍白→藍。逐漸改變利用這種光色變化的特性,某光源的光色與黑體在某一溫度下呈現的光色相同時,我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫度(如圖一)。
色溫度在3000K以下時,光色就開始有偏紅的現象,給人以一種溫暖的感覺。色溫度超過5000K時顏色則偏向藍光,給人以一種清冷的感覺。
【一般家庭照明用色溫為2700K到4000K的最適宜,因為這種色溫給人以溫暖、溫馨、愉快的感覺。】
顯色性
光源對物體顏色呈現的程度稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度。顯色性高的光源對顏色的再現較好,我們所看到的顏色也就較接近自然原色。顯色性低的光源對顏色的再現較差,我們所看到的顏色偏差也較大。
為何會有顯色性高低的情況發生? 其關鍵在於該光線的分光特性,可見光之波長在380nm至760nm之範圍內,也就是我們在光譜中見到的紅,橙,黃,綠,藍,青,紫的範圍。如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例和自然光相近,則我們眼睛看到的顏色也就較為逼真。
再好的裝潢,擺設,藝術品,衣服等也會因選擇不對的光源而失色。
光源效率
光源效率是以其所發出的光通量除以其耗電量所得的比值。
光源效率(Lm/w)= 流明(Lm)/耗電量(W)
也就是每一瓦電力所發出光量,其數值越高表示光源的效率越高。所以對於使間較長之場所,如辦公室,走廊,隧道等,光源效率通常是一個重要的考慮因素。
技術標準
光源種類 | 光效(Lm/W) | 顯色指數Ra | 色溫(K) | 平均壽命(小時) |
白熾燈泡 | 15 | 100 | 2800 | 1000 |
石英鹵素燈 | 25 | 100 | 3000 | 2000-3000 |
SL燈 | 50 | 87 | 2700/5000 | 8000 |
高壓汞燈 | 50 | 45 | 3300-4300 | 6000 |
普通日光燈 | 70 | 70 | 全系列 | 8000 |
PL型燈管 | 85 | 85 | 2700/3000/3500/ 4000/5000/5300 | 8000-12000 |
金屬鹵化物燈 | 75-95 | 65-92 | 3000/4500/5600 | 6000-20000 |
三基色日光燈 | 96 | 80-98 | 全系列 | 10000 |
高壓納燈 | 120 | 23/60/85 | 1950/2200/2500 | 24000 |
低壓鈉燈 | 200 | 44 | 1700 | 28000 |
QL燈 | 70 | 85 | 3000/4000 | 80000 |
照明發展
人類有史以來,最初是只能靠太陽提供照明,一到晚上只能靠著月亮提供一點微弱的照明。在那之後,原始人類經過了漫長的使用火來照明的時期,而用火照明也經過了火堆照明、松明子照明、油脂照明,蠟燭照明等等,火堆則是提供人類照明的第一個“光源”。用火照明的情況一直到科學家富蘭克林研究電為止,人類也正式開啟了電力照明的時代。
而電力照明也同樣經歷了不少時間慢慢發展,從最原始的弧光燈到白熾燈、日光燈、螢光燈以及LED燈等等。
燈具分類
按國際照明委員會(CIE)推薦的燈具分類(室內照明)
根據國際照明委員會(CIE)的建議,燈具按光通量在上下空間分布的比例分為五類:直接型、半直接型、全漫射型(包括水平方向光線很少的直
接-間接型)、半間接型和間接型。
(1) 直接型燈具(direct lighting luminaire)
此類燈具絕大部分光通量(90-100%)直接投照下方,所以燈具的光通量的利用率最高。
(2) 半直接型燈具(simi-direct lighting luminaire)
這類燈具大部分光通量(60-90%)射向下半球空間,少部分射向上方,射向上方的分量將減少照明環境所產生的陰影的硬度並改善其各表
面的亮度比。
(3) 漫射型或直接-間接型燈具(diffused lighting luminaire)
燈具向上向下的光通量幾乎相同(各占40%-60%)。
最常見的是乳白玻璃球形燈罩,其他各種形狀漫射透光的封閉燈罩也有類似的配光。這種燈具將光線均勻地投向四面八方,因此光通利用
率較低。
(4) 半間接燈具(simi-indirect lighting luminaire)
燈具向下光通占10%-40%,它的向下分量往往只用來產生與天棚相稱的亮度,此分量過多或分配不適當也會產生直接或間接眩光等一些缺陷。
上面敞口的半透明罩屬於這一類。它們主要作為建築裝飾照明,由於大部分光線投向頂棚和上部牆面,增加了室內的間接光,光線更為柔
和宜人。
(5) 間接燈具(indirect lighting luminaire))
燈具的小部分光通(10%以下)向下。設計得好時,全部天棚成為一個照明光源,達到柔和無陰影的照明效果,由於燈具向下光通很少,只
要布置合理,直接眩光與反射眩光都很小。此類燈具的光通利用率比前面四種都低。
·按防觸電保護分類
為了電器安全,燈具所有帶電部分必須採用絕緣材料等加以隔離。燈具的這種保護人身安全的措施稱為防觸電保護。根據防觸電保護方式,燈
具可分為0,Ι,Ⅱ和Ⅲ4類,每一類燈具的主要性能及其套用情況在表1中有詳細的說明。
從電氣安全形度看,0類燈具的安全程度最低,Ι、Ⅱ類較高,Ⅲ類最高。有些國家已不允許生產0類燈具,中國尚無此規定。在照明設計
時,應綜合考慮使用場所的環境操作對象、安裝和使用位置等因素,選用合適類別的燈具。在使用條件或使用方法惡劣場所應使用Ⅲ類燈具,
一般情況下可採用Ι類或Ⅱ類燈具。
·按防護IP(Ingree protection)分類
按國際電工委員會標準IEC 529 - 598和國標GB 700 - 86規定,根據水和異物的侵入的防護程度進行分類。如IP65,其中第一位數字即與表中1
中等級6對應,表示完全防塵。而第二位數字與表2中等級5對應,表示防止噴水進入,其餘依此類推。
(1) 防異物
(2) 防水
典型的高效照明燈實例(typical high efficiency luminaire)
以下所有燈具應符合IEC598國際安全標準,電器絕緣達Ⅰ級。
·高效格柵燈具:(louver lighting luminaire)
··特點:採用高效螢光燈和高效反射器;防護等級IP20。
··適用場所:辦公室、會議室、商場、學校、展覽展示廳。
·高天棚高效照明提光燈:(high - bay luminaire)
··特點:電器箱採用高壓鑄鋁成型,採用高效反射器,配有安全防護玻璃或高質量的PMMA雅克力,使用於高壓鈉燈、金鹵燈、高頻無極燈等
多種光源,可做成寬、中、窄光束多種配光。
··適用場所:工業廠房、體育館、超市、高天棚的工業、商業及展示中心。
·大功率泛光燈具:(floodlight luminaire)
光束髮散角大於100的提光燈稱為泛光燈。其形狀有圓形和方形。
··特點:高強度壓鑄成型燈體外殼、高效反射器,具有不鏽鋼絲的安全防護網,光源採用400W、1000W、2000W金鹵燈和400W、1000W高壓鈉燈
、防護等級IP54或更高。
··適用場所:體育運動場館照明、高層建築物立面泛光照明以及機場、港口、碼頭、廣場照明。
·道路照明燈具:(luminaire for road lighting)
··特點:燈體外殼由高壓鑄成型,高強度鋼化玻璃透光罩。防護等級IP66。
··適用場所:高速公路、城市、幹道、橋樑、港口等。
·庭院燈:(courtyard luminaire)
··特點:採用模組化結構設計,燈具可有不同反射器、遮光罩、安裝支架和燈桿靈活組合,適用於多種光源。防護等級IP66。
··適用場所:庭院、城市綠化區、步行街、廣場、商場超市購物區等戶外開放區。
適用場合
1.無極燈:道路隧道、機場碼頭、港口、車站、廣場、體育場館、展覽中心、遊樂場所、商業街、停車場、工廠、辦公室、醫院、圖書館、電影外景攝製、演播室等照明。一些需要頻繁開關的場所和需要調光的場所。
2.白熾燈:除嚴格要求防止電磁波干擾的場所外,其餘場所不推薦使用。
3.鹵鎢燈:電視播放、繪畫、攝影照明,反光杯鹵素燈用於貴重商品照明、模特照射等。
4.普通螢光燈:家庭、學校、研究所、工業、商業、辦公室、控制室、設計室、醫院、圖書館等照明。
5.緊湊型螢光燈:家庭、賓館、等照明
6.自鎮流螢光高壓汞燈:一般不再套用。
7.金屬鹵化物燈:體育場館、展覽中心、遊樂場所、商業街、廣場、機場、停車場、工廠等。
8.普通高壓鈉燈:道路、機場碼頭、港口、車站、廣場、無顯色要求的工礦照明等。
9.中顯色高壓鈉燈:高大廠房、商業區、游泳池、娛樂場所等。
10.LED燈:電子顯示屏、交通信號燈、LED節能燈、機場地面標誌、疏散標誌燈、庭院照明、建築夜景照明等。
11.節能燈:國家綠照工程,全國正在大力推廣,政府補貼50%,惠民。
12. HID氙氣燈:氙氣新型高效節能燈、民用氙氣戶外照明首選、氙氣汽車大燈、
氙氣道路照明、倉庫物流照明、代表企業:SOMING索明
氙氣燈
HID也就是常說的氙氣燈,又稱高壓氣體放電燈。 因本身有亮度高,色溫好,被廣泛運用在投影機、探照燈、軍事、探礦等方面。隨著HID燈的飛速發展,HID做成汽車燈泡、HID手電也不少見了。
HID燈可以發出白光和其他顏色的光;HID沒有燈絲,是靠氣體放電而發光的,因此不用擔心因燈絲被燒斷而損壞,所以HID的使用壽命也很長,一般在5000-10000小時。
HID工作時,燈泡溫度會很高,一般可以達到500度;HID不是直接就能點亮的,也不是一點就到最亮的,而是逐漸亮起來的;HID和日光燈一樣有個鎮流器,但在HID這裡叫安定器,是一套HID必不可少的部分。
行業分析
有利因素
(1)國家相關產業政策支持
長期以來,節能照明領域一直是國家產業政策和能源政策鼓勵發展的領域。自2002 年起,國家陸續出台了《能源節約與資源綜合利用“十五”規劃》、《節能中長期專項規劃》(2004)、《促進產業結構調整暫行規定》(2005)、《能源發展“十一五”規劃》(2007)、《中華人民共和國節約能源法》(2007)、《節能產品政府採購清單》(2007)、《高效照明產品推廣財政補貼資金管理暫行辦法》(2008)等檔案,促使節能照明行業獲得了快速、健康發展。2009 年,國家把照明行業列入《輕工業調整和振興規劃》重點扶持產業,為照明行業創造了良好的發展機遇。2011 年3 月,國家發改委發布的《產業結構調整指導目錄(2011 年本)》,將綠色照明產品及系統技術開發和套用、應急照明器材及燈具列入鼓勵類目錄。
(2)擴大內需帶來的發展機遇
“十二五”期間,中央將堅持擴大內需的發展戰略,保持經濟平穩較快增長。“十七大”提出全面建設小康社會的目標,國家將會加大機場、鐵路、公路、港口等基礎設施建設力度,加強生態環境建設。2008 年11 月國務院常務會議確定了加快農村基礎設施建設的發展戰略。大功率高效照明和特種照明配套工程將是這些基礎設施建設項目的重要配套工程。這些政策都為特殊環境照明行業提供了歷史性發展機遇。
(3)城市基礎建設帶來的新增長點
隨著中國經濟的發展,城市基礎建設正在逐步升級,這將成為照明行業新的增長點。越來越多的大中型城市開始出現,相關的捷運、航空行業得到進一步發展,與之相關的隧道、碼頭、機場等配套行業也將得到快速發展,這給本公司未來的發展帶來了新的契機。
(4)LED 等節能光源的推廣套用將促進行業升級
LED 等節能光源具有節能、減排和環保的優勢。由於能源緊缺,LED 產業在世界各國得到大力推廣。隨著照明設備套用的光源由傳統燈泡等向LED 轉換,特殊環境照明電器市場將迎來升級換代的增長機會。
(5)我國體育事業快速發展,專業場館照明設備的需求擴大
2008 年以來我國體育產業進入了快速發展期,體育場館作為體育事業和體育產業發展的物質基礎,其建設和運營情況都將擴大專業場館照明設備的需求。
(6)國家產業結構最佳化和安全管理升級帶來特殊環境照明需求持續增長
國家產業結構最佳化推動了配套行業技術的整體升級,加快了技術升級速度,從而帶來更大的照明需求。國家對安全生產要求的提高,以及企業自身安全意識的提高,有利於特殊環境照明設備需求的進一步擴大。
不利因素
(1)面臨國外先進技術的挑戰
國內照明企業與世界領先的照明企業相比,在技術創新能力上差距還較大。國外照明行業發展快,生產的高端產品技術附加值高,掌握著關鍵的核心技術,而我國照明企業中除少數幾家企業擁有較為先進的核心技術外,擁有具備國際競爭力的尖端技術的企業較少,其工藝和技術水平還相對落後。國外照明企業已經滲透到國內,國內照明企業將直接面對國外照明企業的競爭。
(2)出口貿易壁壘
國際市場不斷提高的技術壁壘給中國照明設備出口帶來較大的負面影響。例如,歐盟兩項針對能耗的技術壁壘指令--《關於報廢電子電器設備指令》(WEEE指令)和《關於在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令》(ROHS 指令)已相繼實施。2005 年7 月通過的另一項“綠色指令”--關於制定耗能產品環保設計要求框架的指令(EuP 指令),則首次將生命周期理念引入產品設計環節,一旦產品被發現超標,出口企業將面臨歐盟較高的出口貿易壁壘。
壁壘分析
1、技術壁壘
特殊環境照明技術是融合了光學、電子、化工、材料、環境、職業健康、智慧型控制等多門學科的綜合性技術。高端的特殊環境照明企業主要生產高技術、高附加值、高光效的特殊環境照明設備,技術、研發與測試設備前期投入大,對研發人員的技術水平要求高,技術壁壘相對較高。
2、行銷網路壁壘
特殊環境照明設備的客戶要求產品提供商能夠針對具體的環境設計照明系統,快速回響客戶需求,縮短客戶因照明故障而停工的時間,減少客戶生產經營損失。產品提供商只有憑藉完善的行銷網路,與客戶建立長期合作關係,才能掌握客戶的差異化需求,及時提供客戶滿意的產品和服務,鞏固和擴大市場份額。完善的行銷網路不能一蹴而就,需要產品提供商在長期經營過程中逐步積累和完善。因此,完善的行銷網路成為進入特殊環境照明行業的重要壁壘之一。
3、產品質量壁壘
特殊環境照明設備的質量對客戶的生產效率影響較大。產品質量不穩定或返修率高將對客戶的安全生產造成較大不利影響。因此,完善的質量管理體系和供應鏈管理水平成為決定特殊環境照明設備生產企業在行業內競爭地位的重要因素。只有具備完善、高效的全面質量管理體系和較高的供應鏈管理水平的企業才能適應激烈的市場競爭,占據較高的市場份額。
4、規模壁壘
隨著參與者的不斷增加,特殊環境照明行業內的競爭日趨激烈,規模經濟效益日益明顯。只有形成品牌優勢和技術特色,擁有一定規模的企業才能得到較好的發展。品種單一、規模不經濟的企業則面臨被淘汰的困境。規模壁壘成為特殊環境照明行業的重要特徵之一。
5、產品差異化壁壘
特殊環境照明設備套用於易燃易爆、強振動、強衝擊、強腐蝕、高低溫、濕、高壓力、電磁干擾、寬電壓輸入等環境,需要滿足特種配光、信號、應急等特殊照明需求,同時也需要滿足節能、安全、環保等方面的要求。企業的產品如果不能滿足客戶的個性化需求將被淘汰出局。因此,產品差異化成為進入特殊環境照明行業的重要壁壘之一。
日前,發改委公布《半導體照明節能產業規劃》,對我國LED照明節能產業發展進行指導。根據規劃,到2015年,60W以上普通照明用白熾燈全部淘汰,節能燈等傳統高效照明產品市場占有率穩定在70%左右,相當於節約標準煤2100萬噸,減少二氧化碳排放近6000萬噸。
半導體LED照明亦稱固態照明,是繼白熾燈、螢光燈之後的又一次光源革命。因節能環保、壽命長、套用廣泛,作為節能環保產業的重要領域,被列入我國戰略性新興產業。隨著技術的不斷突破、節能效果的日益顯現、產業規模的持續擴大和套用領域的不斷拓展,我國LED照明節能產業已經進入發展的關鍵期,需對行業進行有序引導,促進LED照明節能產業的健康發展,推動綠色照明工程,實現節能減排。
我國照明用電約占全國用電量的13%左右,推廣使用高效照明產品,提高照明用電效率,節能減排潛力很大。我國從1996年啟動實施綠色照明工程,2008年開展財政補貼高效照明產品推廣工作,2009年印發了《半導體照明節能產業發展意見》,2011年發布了“中國逐步淘汰白熾燈路線圖”,推動照明產業結構最佳化、持續發展。據測算,若將我國全部在用的白熾燈替換成節能燈,每年可節電480億千瓦時,相當於減排二氧化碳近4800萬噸,若進一步更換為LED照明產品,將帶來更大的節能效果。
LED照明技術發展迅速,成本快速下降,產品示範套用逐步推開,節能減排效果日益明顯。LED照明產品已成為下一代新光源的發展方向,我國LED照明節能產業形成了較完整的產業鏈和一定的產業規模,具備了較好的發展基礎,已成為全球LED照明產業發展最快的區域之一。
據《規劃》介紹,到2015年,關鍵設備和重要原材料實現國產化,重大技術取得突破。高端套用產品達到國際先進水平,節能效果更加明顯。LED照明節能產業集中度逐步提高,產業集聚區基本確立,一批龍頭企業競爭力明顯增強。研發平台和標準、檢測、認證體系進一步完善。
預計到2015年,60W以上普通照明用白熾燈全部淘汰,市場占有率將降到10%以下;節能燈等傳統高效照明產品市場占有率穩定在70%左右;LED功能性照明產品市場占有率達20%以上。此外,LED液晶背光源、景觀照明市場占有率分別達70%和80%以上。與傳統照明產品相比,LED道路照明節電30%以上,室內照明節電60%以上,背光套用節電50%以上,景觀照明節電80%以上,實現年節電600億千瓦時 。