什么是LED绿色照明_技术

LED的概念：

LED(Light Emitting Diode) 就是发光二极管，属于一种固态的半导体器件。它由两个半导体(P型和N型半导体)和中间一个有源层组成。当它两端加上正负电压时。电子开始移动并和空穴(带正电的离子)结合产生辐射光，即直接把电转化为光。

LED的分类：

目前，照明领域使用的LED有两大类，一类是磷化铝、磷化镓和磷化铟的合金(AlGaInP或AlInGaP)，可以做成红色、橙色和黄色的LED；另一类是氮化铟和氮化镓的合金(InGaN)，可以做成绿色、蓝色和白色的LED。

产品特点：

1、环保灯具，保护地球

传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，如果破碎水银蒸汽则会挥发到大气中。但LED日光灯则根本不使用水银，且LED产品也不含铅，对环境起到保护作用。LED日光灯公认为二十一世纪的绿色照明。

2、高效转换，减少发热

传统灯具会产生大量的热能，而LED灯具则是把90%电能全都转换为光能，不会造成能源的浪费。而且对文件，衣物也不会产生退色现象。

3、清静舒适，没有噪音

LED灯具不会产生噪音，对于使用精密电子仪器的场合为上佳之选。适合于图书馆，办公室之类的场合。

4、光线柔和，保护眼睛

传统的日光灯使用的是交流电，所以每秒钟会产生100－120次的频闪。LED灯具是把交流电直接转换为直流电，不会产生闪烁现象，保护眼睛。

5、无紫外线，没有蚊虫

LED灯具不会产生紫外线，因此不会象传统的灯具那样，有很多蚊虫围绕在灯源旁。室内会变得更加干净卫生整洁。

6、电压可调110V－270V

传统的日光灯是通过整流器释放的高电压来点亮的，当电压降低时则无法点亮。而LED灯具在一定范围的电压之内都能点亮，还能调整光亮度。

7、节省能源,寿命更长

LED日光灯的耗电量是传统日光灯的三分之一以下，寿命也是传统日光灯的10倍，可以长期使用而无需更换，减少人工费用。更适合于难于更换的场合。

8、坚固牢靠,长久使用.

LED灯体本身使用的是环氧树脂而并非传统的玻璃，更坚固牢靠，即使砸在地板上LED也不会轻易损坏，可以放心地使用。

基实现绿色照明的主要手段有重视照明工程设计，采用高效节施的电光源、电器附件、灯具、配线器材等，采用节能控制设备和器件和充分利用自然光照明。

在照明设计过程中除了通过合理的光源布置来降低能耗，提升舒适性，还应注重光源的照明质量，如重视照明系统的显色性和相关色温。显色性对视觉效果和舒适度都有很大影响，我国照明标准中已有对不同类别建筑场所显色性要求进行分级，但目前照明工程对显色指数的重视度不够。在色温的选择方面，一般情况下较低温度场所宜用暖色调，较高温度场所宜用冷色调。

高效节能的光源:我国主要采用的照明光源有白炽灯、荧光灯、气体放电灯、半导体灯等。其中白炽灯因其低效、显色性差、环保性能差已经被逐步淘汰。目前在大力推广的灯具有金属卤化物灯和发光二极管(LED)。

灯具设计:

除了光源的选择，还应选用高效节能的配合灯具和电的电，知选据配光合理，反射效丰高耐久性好的对具和感效节能的电感镇流器。

节能控制系统:

和热辐射传感器进行控光隔光。可通过时间程序控制、

自然光照明:

与人工照明相比，

配合光传感器、声传感器

自然光更加均匀且舒适，并且不

需耗能。但是对自然光的利用易受时间、空间影响。可以在大型建筑物内部开设采光中庭，利用反光板改善建筑内区及地下室光环境，利用光导管和光导纤维进行日光收集和利用来减少人工照明的需求量。

] 绿色照明是美国国家环保局于上个世纪90年代初提出的概念。完整的绿色照明内涵包含高效节能、环保、安全、舒适4项指标，不可或缺。高效节能意味着以消耗较少的电能获得足够的照明，从而明显减少电厂大气污染物的排放，达到环保的目的。安全、舒适指的是光照清晰、柔和及不产生紫外线、眩光等有害光照，不产生光污染。

概念

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简介

1．绿色照明工程要求人们不要局限于节能这一认识，要提高到节约能源、保护环境的高度，这样影响更广泛，更深远。绿色照明工程不只是个经济效益问题，更是一项着眼于资源利用和环境保护的重大课题。通过照明节电减少发电量，进而降低燃煤量（中国70%以上的发电量还是依赖燃煤获得），减少二氧化硫、氮氧化物等有害气体以及二氧化碳等温室气体的排放，有助于解决世界面临的环境与发展课题。

2．绿色照明工程要求的照明节能，已经不完全是传统意义的节能，这在中国“绿色照明工程实施方案”宗旨中已经有清楚的描述，即满足照明质量和视觉环境条件的更高要求。因此照明节能的实现不能靠降低照明标准，而是依靠充分运用现代科技手段对照明工程设计水平、方位以及照明器材效率的提高。

3．高效照明器材是照明节能的重要基础，但照明器材不只是光源，光源是首要因素，已经为人们认识，但不唯一的，灯具和电气附件（如镇流器）的效率，对于照明节能的影响是不可忽视的，这点往往不为人们所注意，比如一台带漫射罩的灯具，或一台带格栅的直管形荧光灯具，高效优质产品比低质产品的效率可以高出50%以至100%，足见其节能效果。实

未来绿色照明的主导产品--LED灯系列照片

未来绿色照明的主导产品--LED灯系列照片(19张)

施绿色照明要求起着决定作用；此外，运行维护管理也有不可忽视的作用。

4．实施绿色照明工程，不能简单地理解为提供高效节能照明器材。高效器材是重要的物质基础，但是还应有正确合理的照明工程设计。设计是统管全局的，对能否实施绿色照明要求起着决定作用；此外，运行维护管理也有不可忽视的作用。

5．高效光源是照明节能的首要因素，必须重视推广应用高效光源。但是有人把推广高效光源简单地理解为推广节能灯（而这里的节能灯是专指紧凑型荧光灯），这是很不全面的，很有害的，因为

装饰型节能灯

装饰型节能灯[2]

光源种类很多，有不少高效者应予推广。就能量转换效率而言，有和紧凑型荧光灯光效相当的（如直管荧光灯），有比其光效更高的（如高压纳灯，金属卤化物灯），这些高效光源各有其特点和优点，[2] 各有其适用场所，决非简单地用一类节能光源能代替的。根据应用场所条件不同，至少有三类高效光源应予推广使用。

6．高效照明工具光导照明系统，由采光罩、光导管和漫射器三部分组成。其照明原理是通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，经过特殊制作的光导管传输和强化后由系统底部的漫射器把自然光均匀高效的照射到场馆内部，从而打破了“照明完全依靠电力”的观念。

基础

优质光源具体体现在以下四点。

1．灯光源发出的光为全色光。所谓全色光，即光谱连续分布在人眼可见范围内，视觉不易疲劳。

2．灯光光谱成分中应没有紫外光和红外光。

因为长期过多接受紫外线，不仅容易引起角膜炎，还会对晶状体、视网膜、脉络膜等造成

绿色照明

伤害。红外线极易被水吸收，过多的红外线经过人眼晶状体聚集时即被大量吸收，久而久之‘晶状体会发生变性，导致白内障。

3．光的色温应贴近自然光。

色温是用温度表示光的颜色的一种量化指标，因为人们长期在自然光下生活，人眼对自然光适应性强，视觉效果好。试验证明：自然光条件下的视觉对比灵敏度高于人工光5%—20%以上。

4．灯光为无频闪光。

频闪光是发光时出现一定频率的亮暗交替变化。普通日光灯的供电频率为50赫兹，表示发光时每秒亮暗100次，属于低频率的频闪光，会使人眼的调节器官，如睫状肌、瞳孔括约肌等处于紧张的调节状态，导致视觉疲劳，从而加速青少年近视。如果发光时的供电频率提高到数百赫兹以上，或成直流供电，人眼即不会有频闪感觉，也不会造成视力伤害，这种光称为无频闪光。

必须同时具备以上四方面要求的光，才算是优质光源。市场上众多灯光源均存在不同程度的不足。如白炽灯，因红外光谱超过发光总光谱60%以上，全色光平衡不理想[2] ，色温较低，既造成电能的大量浪费，对人眼也不利。普通日光灯因紫外光成分较多，又居于低频率的频闪光，故光源质量不甚理想。市场上较多的电子整流的节能荧光灯，有一部分光源为无频闪光，又为全色光，色温也较接近自然光，不足之处是有紫外光。

宗旨

1．保护环境，包括减少照明器具生命周期内的污染物排放，采用洁净光源、自然光源和绿色材料，控制光污染；

2．节约能源，以紧凑型荧光灯替代白炽灯为例，可节电70%以上，高效电光源可使冷却灯具散发出热量的能耗明显减少。

3．有益健康，提够舒适、愉悦、安全的高质量照明环境；

4．提高工作效率，这比节省电费更有价值；

5．营造体现现代文明的光文化。

理念

绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电

绿色照明的基础

器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制器和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。

1991年1月美国环保局（EPA）首先提出实施"绿色照明（Green Lights）"和推进"绿色照明工程（Green Lights Program）"的概念，很快得到联合国的支持和许多发达国家和发展中国家的重视，并积极采取相应的政策和技术措施，推进绿色照明工程的实施和发展。1993年11月中国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程，并于1996年正式列入国家计划。[2]

从以上的理念认识到：

1．照明工程必须实施可持续发展战略，把节约放在首位，提高资源利用效率。因为绿色照明能节约电能，节约电能对保护环境具有重要意义。

2．绿色照明包含电光源、电器附件、灯具、配线器材，以及调光和控光器件等的合理采用。例如：

采用高效节能的电光源：

1）用卤钨灯取代普通照明白炽灯（节电50-60%）；

2）用自镇流单端荧光灯取代白炽灯（节电70-80%）；

3）用直管型荧光灯取代白炽灯和直管型荧光灯的升级换代（节电70-90%）；

4）大力推广高压钠灯和金属卤化物灯的应用；

5）低压钠灯的应用；

6）推广发光二极管-LED的应用。

采用高效节能照明灯具：

1）选用配光合理、反射效率高、耐久性好的反射式灯具；

2）选用与光源、电器附件协调配套的灯具。

采用高效节能的灯用电器附件：

用节能电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器。

采用各种照明节能的控制设备或器件：

1）光传感器 2）热辐射传感器 3）超声传感器 4）时间程序控制 5）直接或遥控调光。

3．绿色照明旨在改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，因此设计人员必须很好领会绿色照明的要求和掌握国家有关照明设计规范使之满足要求。

理想境界

1．无汞：汞有毒，污染环境后患无穷；

2．节能：照明要节电运行，而且光源和灯具从原材料至成品的生产过程也应有利于节能；

3．节材：光源及其附件要节约耗用黑色金属、有色金属、稀有金属和非金属材料；

4．环保的制造工艺：排放无污染和绿色生产工艺，包括采用无毒、无溶剂树脂与密封材

料，提倡采用水溶性树脂；

5．无有害的射线：光源无紫外线成份等；[2]

6．长寿命：耐用性好；

7．对环境无电磁干扰：运行时无高次谐波分量泄漏；

8．对电网无伤害：电抗分量小，功率因数高，启动时浪涌小；

9．绿色废弃：失效后废弃物可回收，无环境污染后患。

2照明质量

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显色性

1．分类：按CIE标准和GB50034－92规定显色分类列于表1。

表1中适应场所举例，是按GB50034－92和GBJ133－90编写的。最新制定和公布的CIE标准——《室内工作场所的照明》（CIE S008/E－2001），很多场所的显色性要求都有提高，如办公室、控制室等都列入IB类。

2．应用：Ra值的高低，对于现代建筑场所建立良好的照明环境[2] 有很大意义，不仅是辨别识别对象颜色的需要，对视觉效果和视看舒适性也有很大影响。光源的显色指数高，被视对象和人物的形象会显得更真实、生动；反之，就会变得不好看，失去其本来的豪华和光泽。

当前，在照明工程设计中，对光源显色指数注重不够，降低了视觉效果，希望给予更大注意。设计中，应对每个场所、房间，确定其显色指数要求，即显色类别，按此标准来选择符合显色要求的光源。

光源色表

1．分类：按CIE和GB133－90、GB50034－92的规定，光源的色表按相关色温分为三类

2．应用：按场所的使用特点、照度水平和需要营造的气氛，选择适宜的光源色表类别，一般说，较低照度（150～200Lx以下）场所，需要一种温馨和亲切的情调，宜用暖色表；高照度

绿色照明的理念

（750Lx以上）场所或热带地区、热加工车间等宜用冷色表；而大多数场所应选用中间色温为宜。[3]

当前的主要问题是：有些设计没有规定光源的色温，由承包商随意选购，达不到最佳效果；另外，应用冷色温荧光灯管过多，有的甚至认为色温越高越亮的误解，造成和场所不相配，也影响光效的提高。

一些高等级的公共建筑，常常运用光色来调节或营造各种情调，创造多种不同的气氛，如热烈或宁静，紧张或轻快等。

3照明技术

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眩光小

凡是感到刺眼的光就是眩光，极易使眼睛发生调节痉挛，严重时可损伤视网膜，导致失明。优质的照明技术必须在灯具上装有消去直射和反射眩光的特殊技术措施，尽量将光源作漫射处理，同时使光能损失最小，成为人们常说的十分“柔和“的光进入人的视野。[2]

照度高

所谓照度，即发光体发出的光能在台面上反映出的高度。无眩光条件下的适当高照度，可使眼睛在观察物体时感到轻松。

照度均匀

自然光的照度分布最好，在人的视觉观察范围内，从中心至边缘，均匀度为100%，因而不仅视觉效果好，而且长时间观察不易疲劳。当人工光的照度分布均匀性达到60%以上时，对人眼适应性及视觉效果影响不大当其均匀性小于50%时，人眼的视觉效果和视觉疲劳会明显变差和加重。

观察功能

照明的目的在于观察，若给观察提供深层次的方便，如用特殊的技术，在台灯的合适位置上装一个优良的光学放大镜，既可使眼睛看东西轻松，又能观察肉眼看不请的东西。

绿色灯具呼之欲出。在信息时代，视觉的健康太重要了。要保护好眼睛，不仅应重视视觉卫生，也不能忽视用灯科学。眼疾的发生率呈不断上升趋势，如视力下降、近视眼、白内障等，还有“老花”眼、“青光”眼提前发生，除极少数是由于遗传因素的作用外，大多是视觉卫生与视觉光学等因素综合影呐的结果。

4中国策略

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1．使用紧凑型荧光灯替代白炽灯，可以节电约70%。

2．用细管三基色荧光灯替代普通粗管荧光灯，可以节电约15%。用T8、T5细

绿色照明的技术

管荧光灯替代T12粗管荧光灯可以节电约10%、30%，投资成本一年之内可以回收。

3．用新型高效的高压钠灯、金属卤化物灯替代高压汞灯、卤钨灯。新型高效的高压钠灯适合于道路照明；金属卤化物适合于高层楼宇建筑、商场、展示厅。

4．半导体LED灯适用于交通信号指示灯、汽车尾灯、转向灯、广告牌、夜景照明等。电能消耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4，寿命是白炽灯的100倍。

5．用电子镇流器[1]、低耗能电感镇流器替代普通高耗能电感镇流器。

5发展展望

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全面理解

1．1 从保护环境的高度对待照明节能

1．2 节能是绿色照明主题，但不是唯一目标

1．3 绿色照明远不止就是推广应用节能灯

1．4 实施绿色照明还必须重视照明工程设计和运行维护管理

发展

2．1 光源的展望

光源是能量转换成光的器件，是实施绿色照明的核心。过去一个世纪，世界光源产品发展迅速，近二十年中国也在加速追赶世界潮流。预计未来一二十年，将会有更大的发展，从所了解的情况分析，主要发展趋势有以下几方面。

2．1．1 进一步提高光源的性能和技术参数

a、提高发光效率：预计气体放电灯光效将普遍超过100lm/w，HID灯将更高，白炽光源将通过多种技术革新进一步提高光效。

b、提高显色性能：多数光源的显色指数将超过80，荧光灯将普遍使用三基色荧光粉。

c、提高使用寿命：气体放电灯将超过10000h，将有多种更长寿命的新光源出现。

2．1．2 光源产品将有更好的环境保护效果和视觉效果

a、21世纪将更重视环境保护，将研究更多措施减少污染，如研制少汞和无汞

LED灯

的放电灯，缩小荧光灯管管径和改进荧光粉涂覆工艺，以降低荧光粉用量。

b、进一步发展高频荧光灯和直流荧光灯，提高发光稳定性，消除频闪效应，降低电磁辐射，消除噪声，以改善环境效果和视觉效果[2] 。

2．1．3 光源进一步向紧凑和小型方向发展

研制管径更细的荧光灯和多种形式的紧凑型荧光灯，以降低制灯材料用量，特别是有害物质的耗量；同时，提高光源的光效，降低灯具尺寸，提高灯具效率。

2．1．4 广泛应用电子技术

电子技术飞速发展，已广泛应用于各个领域，在光源和配套电器制造中也开创了新路。今后还将发展更多的高频放电灯、直流荧光灯、高频感应灯、微波灯等寿命更长、显色性更好、光效更高的光源提供使用。

发光二极管(LED)获得突破性进展，使这种由电能转换成光的半导体器件进入照明领域成为可能。LED以其长寿命(将达100000h)、良好显色性(Ra达75~85)、无频闪、激励响应时间短(纳秒级)、耐震动、耐气候、使用安全等诸多优点，而获得广泛应用。红色、黄色LED亮度提高，特别是氮化镓等第三代半导体材料制造技术的突破，研制出蓝色、绿色LED，从而就解决了白色光。由于它丰富多样的颜色光，方便选色和变色的优势，特别适合应用于交通信号、航标、广告、庭园及建筑物景观照明等需要多种颜色的场所。预计未来一二十年，LED将进一步提高光效，降低成本，有可能成为一种新型照明光源，将引起照明领域的巨大变革，对绿色照明实施产生重大影响。

2．1．5 利用太阳能

太阳能是最清洁而又取之不尽的能源，新世纪将按绿色照明的要求，作出积极的研究和推广应用，包括更小尺寸、更高效率的太阳能电池和相关的高效光源，将在环保要求高、取得电能不便等场所优先应用。

2．2 灯具及其它电器附件的发展

2．2．1 灯具对照明节能和照明质量关系也很大，却往往不为人们所重视。按照绿色照明的要求，灯具应从以下几方面发展。

a、灯具应随光源的发展而研制新的品种，适应新光源的需要。

b、对视觉条件要求较高的场所，如体育场馆、工业厂房、办公室、教室等，需要灯具

绿色照明LED灯驱动电路

效率高、配光适应的灯具，要求品种多、系列全、防护等级适应各种场所的产品。北京申办2008年奥运会成功，将新建和改建三十多个当今世界一流的体育场、馆和一大批其它公共建筑，按照“绿色奥运”的要求，需要大批效率高、质量优的灯具，必将推动灯具产品的前进。

意义

3．1 照明设计队伍现状

设计是实施绿色照明的关键因素，整体方案都在设计中确定。在建筑设计单位，照明设计和电气设计属同一专业，其专业技术人员从学校就是学建筑电气、供配电、电力系统、自动化等专业，几乎没有学照明专业的人才，都是在工作中学习和培养的。不少人对供配电、自动化很熟练，而对照明研究不深，使部分照明设计达不到预期目标。特别是一些装饰公司承担照明设计，专业人员更显缺乏。这是全面实施绿色照明的一个缺陷。有待逐步改善。[2]

6发展概况

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“绿色照明”是九十年代初国际上对采用节约电能、保护环境照明系统的形象性说法。现阶段，照明的质量和水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志。我国电力工业发展速度很快，但是电力供应不足和用电效率低的状况依然比较严峻。据中国国际照明网统计，中国照明用电已占全国电力消费总量的12%以上，并以平均每年15%的速度递增。以2007年国内城市道路照明为例，如果我国城市道路照明光源的1/3更换为高效节能的照明产品，其节约的用电量相当于一个三峡工程的发电量。因此，绿色照明的“绿”主要体现在能够大幅度节约照明用电，减少环境污染，促进以提高照明质量、节能降耗、保护环境为目的的照明电器新型产业的发展。

7实施转变

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我国按照实现经济增长方式转变的要求?按照实现“九五“计划经济发展目标对能源供应的要求?按照实现全国第四次环保大会提出的2000年环保目标的要求?节能工作在实现我国国民经济和社会发展和2010年远景目标纲要中负有艰巨而光荣的任务。这期间节能工作的一个重点就是实施”中国绿色照明工程“。实施“中国绿色照明工程“利国利民效益显著 “中国照明绿色工程“计划在”九五“期间?在全国推广紧凑型荧光灯?电子节能灯?3亿支以及其他高效照明器具?形成终端节电220亿千瓦时的年节电能力?削减电网峰荷720万千瓦?相当于少建980万千瓦装机容量的电站。可节约电力建设资金490-630亿元?扣除节电投入?可获得300-400亿元净效益。

8未来趋势

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“中国绿色照明工程“的宗旨是节约能源[3] ?保护环境?提高照明质量。到2000年底?实现年照明节电220亿千瓦时?可节省相应的电厂燃煤?减少二氧化硫、氮氧化物、粉尘、灰渣、二氧化碳的排放。由此可见?推广“绿色照明“是保护环境的明智之举?是有益健康?造福子孙的事业。绿色照明?功在当代。利在千秋?人类只有一个地球?让”绿色照明“走进千家万户?

版权信息

作　者：中国照明学会，北京照明学会组编

出版社：中国电力出版社

出版时间：2008-10-1

版　次：1页　数：126字　数：170000印刷时间：2008-10-1开　本：16开纸　张：胶版纸印　次：1I S B N：9787508375762包　装：平装

本书围绕“绿色照明”这个主题，采用一问一答的方式，着力普及照明知识，宣传节约能源、保护环境、健康生活和以人为本创造舒适的光环境的科学理念。全书共分7篇，包括基础篇、光源篇、灯具篇、节能篇、环保篇、健康篇和应用篇。

图书信息

书名：绿色照明工程技术规程

编号：DBJ 01-607-2001

主编部门：中国航空工业规划设计研究院

批准部门：北京市规划委员会

实施日期：2001年12月17日

什么是LED绿色照明

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