绿色照明与节约能源

1 前言

　　城市照明是社会进步和城市现代化程度的重要标志，但城市照明的快速发展加大了能源的需求和消耗。尤其是一些建设和配置不切合实际、单纯追求高亮度、多色彩、超豪华，不科学的大规模的照明工程，浪费了能源，既加剧了供用电紧张，也造成了光污染。因此建设部下发了各城市不得再在城区主干道大范围使用多光源装饰性庭园灯，景观照明严禁使用强力探照灯、大功率泛光灯、大面积霓虹灯、彩泡、美耐灯等高亮度高能耗灯具的通知。通知中要求各地抓紧编制城市照明专项规划，严格控制景观照明的范围、亮度和能耗密度指标。

　　根据建设部公布的《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》，我国将在今后五年内大力推广城市绿色照明，以２００５年底为基数，年城市照明节电目标为５％。到２０１０年，城市照明中高效节能灯具的应用率将达８５％以上。建设部负责人表示，城市照明的光源、灯具和控制系统的使用，应优先选择通过认证的高效节能产品，鼓励使用太阳能道路照明、庭园照明等绿色能源照明，积极推广高压钠灯、金属卤化物灯、半导体发光二极管（ＬＥＤ）、Ｔ８、Ｔ５荧光灯、紧凑型荧光灯（ＣＦＬ）、大功率紧凑型荧光灯等高效照明光源产品。

　　按照建设部《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》的要求，充分理解实施绿色照明的重要意义，大力推广节能技术和节能产品，提高电能利用效率是我们义不容辞的责任。
　　本文仅就城市景观照明光环境建设中实施绿色照明与节约能源的话题进行论述。

2 实施绿色照明的意义及节能的重要性

　　绿色照明是一种高效、经济、舒适的现代化照明系统，是指通过科学的设计，采用效率高、寿命长、安全、性能稳定的照明电器产品，包括电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材以及调光控制设备和控光器件，来最终达到高效、舒适、安全、经济、有益环境和改善人们工作、学习、生活的条件，提高上述方面质量，有益人们身心健康并体现现代文明的照明系统。

　　绿色照明工程是一项相当复杂的社会系统工程，包含内容广泛全面，节能目标明确，与环境保护减少污染关系密切，是保护人类生态环境、节约资源的一个重要组成部分，已成为落实我国可持续发展战略的一项重要措施。

　　当前，人类社会面临着人口剧增、资源枯竭和生态环境恶化三大问题，因此，控制人口、节约资源、保护环境无疑成为当今世界各国共同关注的三大主题。在世界性保护生态环境绿色文明浪潮的呼声中，人们不可忽视绿色照明这一重要课题。

　　随着世界能源消费量的增大，二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒物等环境污染物的排放量也逐年增大，化石能源对环境的污染和全球气候的影响日趋严重。据ＥＩＡ统计，１９９０年世界二氧化碳的排放量约为２１５．６亿吨，２００１年达到２３９．０亿吨，预计到２０１０年将为２７７．２亿吨，２０２５年达到３７１．２亿吨，年均增长１．８５％。早在１９９３年，中国就已经超过俄罗斯而成为世界第二大能源消费国。１９９６年，一次能源消费总量达到３５ＥＪ（约８３０　Ｍｔｏｅ），是印度能源消费量的三倍，为美国能源消费量的４０％，美国人均能源消费为中国人的１２倍。而在世界七大能源消费国中（中国、美国、俄罗斯、日本、德国、加拿大、印度），只有中国的能源结构特殊：煤炭占能源消费量的７２％以上，中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色，决定了在可预见的未来，我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变，我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在，这就要求中国的能源政策，包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其它国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限，正处于工业化进程中等情况，应特别注意依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，寻求能源的清洁化利用，积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。因此，我国绿色照明工程正处于承前启后、开拓创新的关键时期和阶段。

　　绿色照明的核心是节能，效率提高的最终目的还是为了节约能源。中国是拥有十几亿人口、幅员辽阔的大国，如果处处节约，人人节约，汇总起来就是一个了不起的数字。国家号召建设节约型社会，建设和谐社会，节约包括各种资源，其中能源是重要的一个方面。天津市委宣传部、市经委、市总工会、市电力公司、市节能协会等曾联合发出《节约用电倡议书》，倡议全体市民积极性动起来，尽可能节约每一度电，为保障正常生活用电和全市经济的可持续发展做出自己的贡献。我们可以粗略算一笔帐：一度电可以供电冰箱运行一天，可以烧开８kg的自来水，可以使电视机工作１０h。节约一度电，就相当节约４升水，４００g煤。因此全社会应进一步增强节电意识，树立节约光荣，浪费可耻的思想，养成节约的好习惯。从自己做起，从小事做起，形成节约用电、合理用电、安全用电的良好社会气氛。

3 城市照明是城市节能的一个重要组成部分

　　照明发展到今天，已经不是一项简单的满足人类基本生活需要的技术，而是改善人们生活，推动经济社会文化发展的物质条件。改革开放以来，特别是近几年，城市照明已经越来越受到各级政府的重视，极大地促进了我国城市照明行业的发展，也加剧了电能消耗。据统计，照明用电已经占我国发电总量的１２％，其中城市公用照明约占１/３，并以每年５％的速度增长。到２０１０年，我国用电量预计将达到２．７万亿千瓦时，照明用电量将超过３０００亿千瓦时，其中城市照明用电将超过１０００亿千瓦时，电费支出将高达５００多亿元。我国从１９９６年启动“绿色照明”工程以来，据测算，从１９９６~２００４年，我国绿色照明工程累计节电４５０亿千瓦时，这些都是不可忽视的数字。

　　在城市照明领域里，城市景观照明光环境建设虽然是新兴事物，算起来也已实施了近二十年，经历了“无”到“有”，从“小”到“大”，从“亮”到“美”，从“俗”到“雅”，从“建设实践”到“理论研究”的历史历程，有着“亮起来”、“美起来”、“艺术品味”、“光文化”的发展创新过程，有过成功、不足或失败。设计是统管全局的因素，照明设计的优劣，对正确选用和推广高效节能照明器材起着决定性的作用，对提高照明质量，创造良好的光环境，起着重要的作用，对于用电量的节约与浪费同样起着至关重要的作用。

　　从艺术效果方面分析，城市景观照明不是还世界一个通亮的白昼，而是用光来装扮建筑、装扮桥梁、装扮街道、装扮一些美的载体，表现地域、民族、历史的文化特征，让人们在夜幕降临之时，享受安逸、宁静、享受人工光描绘的光雕塑、光绘画、光意境，享受美好的一面。夜景照明应有明有暗、有光有影、有顿有挫、光影结合，光色结合，不是全亮，更不是越亮越好，这个观点在照明界业内以至社会公众已经形成共识。
根据以上我国照明用电约占社会总用电量的１２％，而城市公共照明则在我国照明耗电中约占３０％的统计数字，城市公共照明就达到约４３９亿千瓦时。以平均电价每度０．６５元计算，一年开支高达２８５亿元。所以，路灯和景观灯的照明节能是城市节能的重要组成部分。

4 全面理解绿色照明

（1）照明节能是绿色照明的核心内容
　　绿色照明旨在节约能源、保护环境，通过多种措施和方法，以形成高效优质的照明系统，从而减少照明用电，减少发电量，因而导致减少燃煤，既节约了能源，又减少了燃烧造成的ＣＯ２、ＳＯ２、ＮＯｘ有害气体的排放，达到保护环境的目的。

（2）绿色照明是一个系统工程
　　光源是实施绿色照明的首要物资条件，但照明节能，不只是简单的推广应用高效光源。作为一个系统工程，应全面地采取措施，从宏观规划、政策，到具体实施，从生产到应用、维护等各方面的每个环节都应努力。光源虽是首要因素，但却不是唯一的，灯具、镇流器等电器附件对节能也有很大的影响。
从电气设计施工角度分析，实施景观照明工程不按照设计方案布置灯具，灯具位置摆放、安装角度不合理，不按照有关电气规范设计计算电线、电缆截面，施工管理不当等造成的浪费现象，既浪费了电能又浪费了资金。另外，合理安排或减少灯光开启时间，加强灯具、电气维护管理等也是节约能源的重要途径。因此，绿色照明技术应该贯穿于光源、灯具等照明器材的生产、使用和废弃后处理整个照明工程的全过程中之中。

（3）正确认识“节能灯”
　　光源是照明节能的首要因素。节能光源种类很多，如太阳能、高压钠灯、金属卤化物灯、半导体发光二极管（ＬＥＤ）、Ｔ８、Ｔ５荧光灯、紧凑型荧光灯（ＣＦＬ）、大功率紧凑型荧光灯等。但人们把节能光源简单地理解为“节能灯”（指紧凑型荧光灯）则很不全面。

　　目前，我们在推广节能灯的过程中发现，实施绿色照明的经济效益问题是人们普遍关心的问题。以“节能灯”（指紧凑型荧光灯）为例，由于市场上出售的节能灯，有许多价高、质低的伪劣产品，这些产品零配件质量低劣，手工操作，工艺落后，不经过筛选老化，又没有科学的检验设备和检测手段，使用寿命一般只有几百小时或一两千小时，由于缺乏监督管理手段，致使大量伪劣产品流入消费者手中。实际上有关部门规定节能灯的最低使用寿命必须达到３０００h。因此，社会上流行着“节能灯省电不省钱”的说法。从节能灯与白炽灯经济效益对照表中不难看出，节能灯使用寿命越长，照明电价越高，使用节能灯的经济效益越显著，只要保证用户使用３０００h，就可以真正做到使用节能灯既节电又省钱

（见下表）。

（4）工程设计在实施绿色照明中有着重要的地位
　　设计是统管全局的因素，照明设计的优劣，对正确选用和推广高效节能照明器材起着决定性的作用，对提高照明质量，创造良好的光环境，同样也起着重要的作用。因此，有关方面要规定节能指标，把好设计审定关。

5 天然光利用和太阳能照明技术是绿色照明的重要组成部分

　　能源是人类生存和发展不可缺少的关键因素之一。能源可分为两大类：常规能源和可再生能源。煤、石油、天然气等常见能源十分有限，太阳能、风能、水能、地热能等是取之不尽，用之不竭的巨大洁净无污染永不枯竭的能源。太阳每秒钟放射的能量大约是１．６×１０２３ｋＷ，其中到达地球的能量高达８×１０１３ｋＷ，相当于６×１０９ｔ标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约１．８９２×１０１３千亿吨，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。20世纪５０年代，第一块实用的硅太阳电池问世，揭开了人类利用太阳能的新篇章。７０年代引入地面应用以来，太阳能光电技术发展迅猛。利用太阳能获取电力已成为全球发展最快的能量补给方式。构成太阳能照明系统的主要部分是太阳能电池，储能蓄电池和控制逆变器等，白天太阳电池将太阳能直接转化成电能经过控制器将电能储存在蓄电池内，在需要时，储存的能量经逆变器逆变成交流电后或直接用于能源供应，它的最大优点是不需要任何化学燃料的消耗。

太阳能独立照明系统的主要优点是：

　　利用光伏电池组件提供电能，避免了铺设或建线对自然生态平衡特点的破坏，极大地避免了隐患的发生；科技含量高、无污染、节约能源，符合环保要求，有利于环境保护；设备简单、使用安全方便。不需要交纳电费和铺设用电设施。节约了人力、物力、财力；成本低，管理费用小，使用年限长。

　　因此，太阳能照明系统可广泛用于城市的照明和景观装饰。如太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能信号灯、太阳能地埋灯、太阳能景观灯等多个产品。
推广太阳能灯具的困难在于：人们认为太阳能灯具比普通灯具造价要高，但如果将整个施工过程发生的费用考虑进去，则安装太阳能灯具的初始投资与普通灯具基本相当，而且规模越大，普通灯具安装的相关费用越高，其初始投资将高于太阳能灯具；由于普通灯具采用的能源为交流电，在１０年的使用期内会出现管线老化，存在着很严重的安全隐患。运行费用上，普通灯具明显高于太阳能灯具，而且会越来越高（电费、人工等）。使用稳定性上，太阳能灯具采用的是低于３６Ｖ的安全直流电，不会出现安全问题。太阳能灯具易受天气和使用环境影响是其弱点（可通过改变控制方式来增强稳定性），目前不宜用在对照明要求十分严格的场所。我们还可以以路灯为例计算：一台普通的路灯的价格加上架设费用，维护维修费用，增容费用，电费等系列费用，一年总计费用约２０００元左右，大致和太阳能路灯的一次性投入费用持平。相比之下，使用太阳能路灯还可节省管理维护的人员。即使一点阳光也没有的阴雨天气，太阳能路灯自身储备的电力也能持续照明一星期。

　　总之，如果综合比较，太阳能灯具节省投资的特点是相当明显的。太阳能技术和产品的出现，符合社会发展的需要，符合环保的要求，所带来的社会效益是普通产品无法比拟的，其生命力必将是旺盛而持久的。

　　综上所述，太阳能照明产品在走过几年的徘徊期后，技术的提高、成本的降低使其终将迎来高速发展期，而高速发展必将带动技术的进一步提高和成本的进一步降低。如此良性循环，太阳能产品将改变过去“叫好不叫座”的局面，迎来新的辉煌。

6 智能化技术是进入新世纪、信息时代的必然趋势

　　智能化的节能照明控制系统其特点是对整栋大楼的所有照明系统进行智能化控制和管理，这样，可以让使用者和管理人员通过简单化的操作，实现最具效率的管理及监控，同时又可以节约能源，降低运行维护费用，是极具人性化的新世纪照明控制系统。采用了智能控制功能，操作简单，节约能源，降低运行维护费用，能灵活适应照明布局和控制方式的变更，缩短施工时间，提升照明环境的品质。办公楼、学校、医院、福利设施、体育设施（体育馆、游泳池等）、商店（大型超市等）、工厂、研究所、室外照明等广泛领域都应采用智能化的节能照明控制系统。

　　城市路灯应采用定时调光系统。在不降低照明效果和添加线路改造费用的前提下，在高峰时段，路灯使用额定功率进行照明，充分保障交通和行人的安全；而在夜深时分，该系统将会自动调低到保障当时照明要求的功率运行。如额定功率４００Ｗ的路灯此时便可变为２５０Ｗ，而原来２５０Ｗ的路灯此时就只需使出１５０Ｗ的“功力”，不计调光后镇流器自身的功耗降低，仅光源便可分别节能３７．５％和４０％。目前，还有企业开发的定时调光系统问世。
城市景观照明也应设置实时监控系统，集中控制灯光启闭时间，减少不必要的能源浪费。

7 推广绿色照明及节能工作面临的主要问题

　　虽然绿色照明工程实施以来取得了巨大的经济和社会效益，但是还存在一些问题。如相关的法规和标准滞后，没有形成一整套关于绿色照明的设计、施工、验收的标准规程；产品很多，都称自己是绿色照明产品，没有相应的针对产品的标准和认证办法；建设市场混乱，重视工程建设，轻视维护管理，绿色照明的后续发展力度不够；对已经形成的单纯追求高亮度、多色彩、超豪华，不科学的大规模的浪费能源照明工程拆改、检修措施以及行业监管力度不够。

　　针对以上在绿色照明工程实施中存在的问题，我们应继续抓好城市照明的规划设计，从源头上做好节能工作；应进一步完善城市照明标准体系，制定城市照明工程的强制性标准。组织编写关于绿色照明的设计、施工、验收的标准和规程，形成绿色照明工程的整套管理体系；针对现在市场上绿色照明的产品种类多，鱼龙混杂的情况，加强新产品、新技术的推广管理，规范节能产品的市场秩序，制定相应的产品认证办法，加强对绿色照明产品的认证管理工作；逐步完善照明节能的政策配套及奖惩工作。

8 结束语

　　实施绿色照明，必须确立一个全面的绿色文明意识，即树立一个环境文明的思想，绿色文明要求人与自然和谐相处，善待地球、保护环境、保护大自然，使环境与经济协调发展。只有这样，我们才能实现建设部“年城市照明节电目标５％，到２０１０年，城市照明中高效节能灯具的应用率将达８５％以上。”的目标。因此，我们要向社会做广泛的宣传，加强教育和引导，同时还要采取有利的措施，发展新型光源，提高节能产品质量；使用性能优良，配合合理的灯具及配套的电器材料产品；充分利用昼光进行采光照明；大力发展太阳能工业，制订出整套科学管理措施达到进行管理节能的目的；制定合理的强化建筑照明节能设计标准、政策等，只有这样才能达到照明节能、采光节能、管理节能，防止污染和安全舒适照明的目的。

参考文献

1 何秉云.《绿色照明与节能》 2004
2 王克俭.《能源•环境•太阳能照明工业》 2005