绿色照明从现代理念进入卷烟工厂照明设计应用（图）

时间：2021-01-07 08:05:02　来源：柠檬阅读网本文已影响人

摘　要　绿色照明有益于节能，保护生态环境，卷烟工厂通过绿色照明工程，从光源的设计和灯具选择的改造来大大提高节能效果，从应用角度，作者提出了自己的思路。

　　关键词　绿色照明　光源　灯具　节能

　　绿色照明就是指通过科学的照明设计，采用发光效率高、使用寿命长、安全可靠及性能稳定的照明灯具产品，从而营造一种经济舒适、安全可靠、美化环境、提高工作效率、改善生活质量和保护人民身心健康的照明氛围。因此绿色照明工程不仅是一项节约照明用电的节能工程，而且更是一项减少和控制光污染，降低紫外线对人体的危害，保护生态环境的系统工程。

　　当今世界环境污染已成为全球关注的严重问题，光污染即属于众多环境污染种类中的一种。光污染是指一种过量的光辐射，它主要是指可见光污染，又叫噪光（含逸散光、反射光和眩光等）。

　　国际上将光污染分为三类：白亮污染、人工白昼、彩光污染。

　　白亮污染是指：建筑物水银玻璃、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰，在阳光照射下明显白亮、眩眼夺目。夜间一些商业和娱乐场所的广告牌、霓虹灯、设计不合理的夜景照明等，强光直刺天空，使夜间如同白日，这属于人工白昼；
舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源则构成了彩光污染。

　　这三类光污染中间，由于灯光照明带来的隐形污染（人工白昼、彩光污染），最容易被表面的繁荣所掩盖，但它却已经对我们的生活和环境产生了不小的危害。

　　越是经济发达，越是现代光技术应用密集的区域光污染就越严重，如在美国的西部、欧洲、日本及中国东部等发达地区。因此在更注重光技术的应用的同时也必须减少和控制光污染。这也是照明设计中应该引起重视的问题。

　　1991年，美国环保局率先提出了“绿色照明”概念。1993年，中国经贸委启动“绿色照明工程”，1996年正式列入国家计划。绿色照明包含两层含义，第一层含义是要有优质的电光源；
第二层含义是要有先进的照明技术。

　　1　卷烟工厂照明设计中的优质电光源选择

　　1.1传统照明光源的演变

　　六十年代以前，照明光源主要采用白炽灯；
七十年代后，卷烟厂照明大量采用的是荧光高压汞灯，它的特点是光效较白炽灯高，使用寿命长，耐震性好，但功率因素低，显色性差。到了八十年代，为了克服这种缺点，灯具制造商又推出了汞钠混光灯以弥补荧光高压汞灯辐射光谱中的红色成份，达到提高显色指数的效果。但由于制造技术，产品质量等原因，实际使用中的混光效果并不理想。九十年代以来，随着科学技术的飞速发展，照明工业对光源产品有了显著的改进，金属卤化物灯以其光效高，光色好及寿命较长等特点，被认为是一种较理想的高效率节能光源，在工厂照明设计中被广泛应用。但金属卤化物灯紫外光含量很严重（达到34%）。众所周知，紫外光对人体危害很大，长期在紫外光较强的环境中工作，会导致眼睛红肿，视力下降，会引起皮肤变黑，皮肤起斑，加快皮肤老化等各种病变。在提倡以人为本的今天，烟厂照明设计应该选择紫外线含量较少的光源，因此，照明界期望有更好的光源代替金卤灯。

　　

表1　各类光源紫外线含量表

　　（测试单位：中山大学激光与光谱学研究所）

　　1.2传统气体电光源的频闪效应

　　除热辐射光源（白炽灯、卤钨灯）外，进入七十年代后的电光源基本是气体放电灯，如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯，尽管在光色、光效和使用寿命方面有所不同，一般说后者有所提高，但这类气体放电光源有一点是共同的，即在电光源的频闪效应方面没有根本的突破。

　　所有类型的气体放电光源，其光照均由交流电源来提供光能源的，因此其光通量必然随着电流的瞬时值的周期性变化而变化，气体电光源的光照也随时之波动，在一个周波内有二次亮灭的闪烁，即在一秒内就是两倍频率数的闪烁，这种按频率产生的周期性闪烁现象即在以一定频率变化的光照射下，观察到物体运动显现出不同于实际运动的现象称为频闪效应。它会使人眼产生视觉疲劳或视觉错误。通常用波动深度来度量。波动深度越大表示频闪效应越大，对人体健康的危害越严重。

　　

表2　常用光源频闪效应表（摘自《城市照明》2003V05.1）

　　根据国际最新照明、医疗、保健、环保等多学科的研究结果表明频闪效应是照明环境的“隐形杀手”。过去沿袭应用的气体电光源如荧光灯、钠灯、金卤灯等除其他方面的不足外由于其频闪效应都不同程度对人类造成危害。因此，在尽可能减少和克服气体放电光源的频闪效应是电光源实现质的升华的关键所在。

　　1.3一种新型的“绿色照明”电光源

　　优质光源是绿色照明的基础。目前，一种新型大功率的稀土三基色节能灯的出现，较之过去的所有气体放电灯有了质的飞跃，这种新型电光源，光色贴近自然光，光效高，显色性好，尤其是：这种电光源功率因素比传统的荧光灯、汞灯、钠灯和金卤灯高；
这种电光源是一种全色光，灯的光谱成份中基本无紫外光和红外光，避免了紫外光等对人体的伤害；
这种电光源无频闪效应，色温造宜，眩光微弱，对人眼几乎没有危害。

　　2　卷烟工厂照明设计中的先进照明技术设计应用

　　2.1　传统卷烟工厂照明设计

　　2.1.1　传统设计的宗旨

　　传统卷烟工厂照明设计的基本特点是根据各种电光源特性以较少的电能损耗，经济合理地选用光源来保证场所足够的照度，以满足卷烟工厂生产工作的各种需要，从而达到提高卷烟工厂生产和工作的效率，而基本不顾及或无法顾及对人眼和人体的危害，在照明设计中基本忽视光污染危害，没有将照明环境的保护提高到设计议程上来。

　　2.1.2　传统设计方案

　　（a）、确定生产场所的环境

　　制丝、卷接包、烟草薄片、烟丝膨胀车间等属于多尘环境；
贮叶房属于高温高湿环境；
滤棒成型车间、三醋酸甘油脂堆放间、技术中心、香料调制间及片叶杀虫间属于有腐蚀环境；
技术中心、香料调制间属于易燃环境。根据上述各个环境场所的环境特征选用相应防护等级的灯具。

　　（b）、选择照明方式及种类
　　根据卷烟工厂的生产特点，合理选择照明方式。卷烟厂的照明一般采用正常照明、应急照明（事故照明）和值班照明。

　　（c）、选择照明光源

　　按生产工艺要求生产车间照明应选用光效高、寿命长、点燃性能和显色指数高的光源。生产车间的显色指数大于60；
高档烟叶挑选工段、产品陈列室等场所的显色指数大于80。

　　（d）、选择照明灯具

　　根据生产场所的环境特点及照度要求，光的技术特性和灯具的配光曲线、灯具表面亮度及眩光、灯具的效率、电功率的损耗、节能效果和投资运行费用等综合因素考虑选择各类照明灯具。

　　2.2　现代卷烟工厂绿色照明设计

　　2.2.1　绿色照明的现代卷烟工厂照明设计宗旨。照明设计除基本要求与传统工厂照明设计，如根据视觉要求、工作性质和环境条件，使工作区获得良好的视觉效果，合理的照度和显色性，以及适宜的亮度分布外，还增添了一项非常重要的原则，就是以人为本，在考虑照明工作效果外还必须兼顾照明环境的保护。

　　2.2.2　现代卷烟工厂照明设计思路和方案选择

　　由于绿色照明的工厂照明设计在宗旨上较之传统工厂照明设计大大前进了一步，因此对现代卷烟工厂照明设计提出了更高的要求。绿色照明设计不只是简单的照度计算和灯具的安装，还包括对场所的用途、照度选择、光源使用、照明灯具选定、灯数的配置、照明效果的发挥以及建筑协调等。

　　（a）、根据工艺要求确定照度标准

　　照度标准依据：

　　《卷烟工厂设计规范》修订版YC0009-2002

　　《建筑照明设计标准》GB50034-2004。

　　（b）、根据实际情况确定光源种类和灯具

　　工厂照明光源的确定，应根据使用场所的不同，合理地选择光源的光效、显色性、寿命等光电特性指标。对于卷烟工厂的生产车间（联合工房）应优先采用优质光源（稀土三基色节能灯作为光源）大功率的节能灯。

　　（c）、照明灯具的选择

　　照明灯具是用来固定和保护光源，并调整光源配光以获得舒适的照明环境的器具。工厂照明灯具的选择应优先选择配光合理、效率高的灯具；
还要考虑灯具及附属装置的防热、散热、防潮、防尘以及电气安全等状况。

　　卷烟工厂照明灯具选择可以从四个方面考虑：根据环境条件选择灯具；
根据防触电保护选择灯具；
根据配光特性选择灯具；
根据灯具的效率及保护角度来选择灯具。

　　通常卷烟工厂照明灯具的配光特性一般选择蝙蝠翼配光，其特点是灯具垂直下射的光较弱，随着θ（0°≤θ≤90°，270°≤θ≤360°）角度增加，光强也逐渐增强，当达到某一θ角时为最大，然后由逐渐减弱。这种配光曲线的灯具，单独使用在较大范围内能够得到较好的均匀度，而且能够很好地限制眩光。因此卷烟工厂的生产车间（联合工房），可以优先采用这种具有蝙蝠翼配光的灯具。

　　（d）、根据选定的光源及灯具进行照度计算

　　卷烟工厂照明照度设计方法有：利用系数法，灯具概算曲线法和逐点计算法。卷烟工厂照明设计一般采用利用系数法。即通过计算落到被照面上的光通量来确定整个场地的平均水平照度。

　　应用利用系数法计算被照场地平面上平均照度基本公式如下：

　　Eav=φ·N·U·K/A

　　式中φ——灯具内光源的总光通量（Lm）

　　Eav——被照场地平面上平均照度（Lx）

　　N——所需灯具个数

　　A——被照场地面积（m2）

　　K——维护系数

　　U——利用系数

　　根据照度计算结果布灯，灯具的布灯间距和悬挂高度取决于所选用的灯具的配光曲线。对于利用空间为主的生产车间，灯具的布置间距应避免在一定空间亮度明显的变化。照明器的安装高度，应按灯具的配光曲线即房间的室形指数确定。

　　（e）、卷烟工厂照明的节能效果

　　卷烟工厂的照明节能可以从两个方面考虑，一是选择优质电子镇流器是实现照明节能的一项重要措施。二是在条件允许下，可以采用智能照明控制系统。即根据各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，从而达到实现节约能源的效果。这种自动调节照度的方式，充分利用室外自然光，只有当必需时才把灯点亮到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，采用这种方式节电效果十分明显。

　　卷烟工厂的绿色照明工程是一项系统工程，随着科学技术的发展，新型的优质光源和先进的照明技术不断涌现，绿色照明的理念将越来越多被应用到卷烟工厂照明设计中，我们每个电气设计工作者都有责任为创造一种舒适、安全、节能、高效、有益、无污染、并充分体现现代文明照明环境——绿色照明而努力。

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