(整理)绿色照明LED实用技术讲义
《照明节能与绿色照明》课件讲义
1照明节能与绿色照明一、照明节电的意义随着生产、生活及广告宣传等照明需求的持续增长，照明用电在电力消耗中的地位日益凸现。
据中国国际照明网统计，发达国家照明用电在电力消耗中的比重已经超过25%。
我国2007年照明用电量达到3900亿千瓦时，占全国电力消费总量的比重已经超过12%，而且照明用电量平均每年还在以15%左右的速度递增。
推行绿色照明是照明节电的方向。
我国自1996年开始实施中国绿色照明工程。
据调查，1996至2005年，中国绿色照明工程实施10年以来，累计节电590亿千瓦时，相当于减少二氧化碳(碳计)排放1700万吨，减少二氧化硫排放53万吨。
因此，大力开展照明节电，可以为节约能源、减少排污、保护环境作出很大贡献。
二、照明节电的一般方法照明节能与绿色照明 （一）正确选用电光源选用电光源是照明节电的首要问题。
电光源的发光效率、寿命、显色性能均在不断提高，节能电光源不断涌现。
电光源发光原理可分为三类。
第一类是热辐射电光源，如白炽灯、卤钨灯等。
第二类是气体放电光源，如荧光灯、汞灯、钠灯、氙灯、金属卤化物灯、无极放电灯等。
第三类是半导体照明光源。
各种电光源的发光效率有较大差别，气体放电光源的发光效率比热辐射电光源高得多。
一般情况下，可逐步用气体放电光源替代热辐射电光源，并尽可能选用发光效率高的气体放电光源。
节能灯与半导体照明光源是首选。
1.白炽灯白炽灯，也就是传统的电灯。
钨制灯丝温度高达3000℃。
在所有用电的照明灯具中，白炽灯的发光效率是最低的，它所消耗的电能只有很小的部分，即12％～18％可转化为光能，而其余部分都以热能的形式散失了。
这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。
双螺旋灯丝型白炽灯比单螺旋灯丝型白炽灯光通量增加10％。
往往由于灯泡内真空度不佳，特别是残留有水汽，水分子遇高温钨，生成钨的氧化物和氢，钨的氧化物易蒸发并沉积到玻壳内壁；氢扩散到玻壳内壁与之作用，将钨的氧化物还原出钨，并又生成水分子。
绿色照明LED实用技术(1)
i = i 0 exp( − ax )
其中， 为和波长有关的线吸收率。 其中， a 为和波长有关的线吸收率。 有些材料在可见光范围内对不同波长有 不同的吸收率。 不同的吸收率。我们可以用这种材料制 作滤色片。 作滤色片。
光是如何进行定量描述的 可见光是可以用辐射量和光学量这两种量值系统来度量 把可见光作为物理现象来研究， 的，把可见光作为物理现象来研究，应采用辐射量值系 而研究与人的视觉有关问题时，采用光学量值系统。 统；而研究与人的视觉有关问题时，采用光学量值系统。
汽车中控台为手机进行无线充电
利用无线电的手段， 利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力 转换成为无线电波发送出去， 转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接 收装置将无线电波收集起来并转换为电力， 收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供 人们使用。 人们使用。
光的传播——光的反射 光的传播——光的反射 ——
亮度 L •定义 光源在某一方向上的光亮度L(ϕ ,θ ) 是光源在该 定义 方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量。 方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量。 dφ (ϕ，θ ) •公式 公式 L =
θϕ
dω • dA • cosθ
式中 dφ(ϕ，θ) 为通过给定点的辐射束元 传输的并包含给定方向立体角 内传播的光通量。 内传播的光通量。
n
表1-1给出了不同介质中的光速。 给出了不同介质中的光速
波长代表相邻波 峰之间的距离。 峰之间的距离。 因在波谱中的范 围不同，单位也 围不同， 不同。 不同。 请看左图
皮米（pm）、飞米(fm)、阿米(am) 皮米（pm）、飞米(fm)、阿米(am) ）、飞米(fm)
无线电力传输
月球发电无线传输
LED照明培训教材精讲
光 与 颜 色(色度学)
不同色温的感觉
颜色
色温(K) 色表 感觉
暖白色 <3300
偏红 >5000
偏蓝 清冷
显色性
显色性
光的基本单位
光通量：每秒钟光源发出光的总和。单位：流明（lm）符号：
光强：在某一方向上单位立体角内辐射的光通量。 单位：坎德拉（cd/㎡）符号：I
定义 <=18o 18o~36o >=36o
例 8o,10o,12o 20o,25o,30o 36o,40o,80o
全面环境评价
我们可以从一只灯寿命的全过程（从原材料到废物处理）来评价它对环境的全面影响
全面环境评价
原材料
生产制造
应用
废物处理
研究结果表明：一只光源对环境影响最大的是应用过程，大约占90%，主要是能源消耗。 而所有其他过程(原材料,生产制造,废物处理)只占10% ，生产制造过程还包括了化学过程 和耗能过程,连同包装、运输等对环境造成的污染
随着环保节能政策力度加大，城市景观照明市场繁荣， 产业结构优化等利好因素的刺激下，2009年我国半导体照 明行业继续保持快速增长的良好发展势头。2009年我国芯 片产值较2008年增长25%，达到23亿元；LED封装产值为 204亿元；半导体照明应用在摆脱金融危机的影响后，逆 势增长30%以上，达到600亿元。2009年我国LED产业总规 模共计827亿元。
全面环境评价
90% (能耗)
原材料
生产制造
应用
废物处理
全面环境评价
我们的结论
1.降低应用过程的能耗是绿色照明的核心，即开发、推广节能高效的光源、灯具和附件。
2.减少原料和制造过程中能源材料的消耗和有害物质的使用
绿色照明技术综述
绿色照明技术综述姓名学号摘要：绿色照明是美国国家环保局于20世纪90年代初提出的概念。
绿色照明包含高效节能、环保、安全、舒适等四项指标。
高效节能意味着减少用电量，从面减少因发电对大气的污染，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。
通过绿色照明，从而达到节能减排的目的，这对于整个世界所面临的资源和环境问题都具有深远的意义。
而绿色照明新技术的研究、发展及应用，对实现节能减排、生态环保有着重大的意义。
本文简要介绍几种绿色照明新技术及其应用，阐述绿色照明技术的发展与问题。
关键词：绿色照明；新技术；LED；节能照明用电是人们工作、学习和日常生活最为基本的电力需求，有着用电范围最广、涉及设备最多、用电时间多集中于用电高峰的特点，是一个消耗能源较多的领域。
随着经济发展，人们生活水准不断提高，现代社会对照明环境的要求越来越高，照明器具不再纯粹一照明为目的，还包含装饰、情趣、品味等功能的体现，彰显则会流光溢彩的都市魅力，照明用电量也连年攀升，其年均消费增长已超过全国电力总消费的增长幅度。
实施绿色照明利国利民，是涉及全社会各行业和千家万户以及全面建设小康社会和实施可持续发展战略的大事。
因此必须大力推进绿色照明工程事业向广深发展。
应全面拓展照明产品质量承诺制度，推广大宗采购，扩大照明节能产品市场，建立节能的机制，制定相应的鼓励节能的政策法规。
1.实施绿色照明的重要性1.1节约能源人工照明主要来源于由电能转换为光能，而电能又大多来自于化石燃料的燃烧。
地球上的石油、天然气和煤炭的可采年限有限．然而随着开采量的逐年增长．这些化石燃料的可开采年限还会进一步缩短。
世界能源不容乐观。
节约能源。
对于地球资源的保存，延长其枯竭年限，实现人类社会可持续发展具有重大意义。
我国的照明用电量大约为总发电量的10％～12％。
2004年我国发电量为21870亿kW·h，照明用电约为21872624.4 kW·h，比三峡电站的总发电量还多，但我国人均电量约为150 kW·h，处于低水平。
LED基础知识讲义
主要参数及特性
2.7 热学特性 LED的主要热学参数有结温（Tj）和热阻（Rth）有很大的关系。
LED的许多特性参数与结温有很大的关系 ，具体如下： 2.7.1 LED的主波长随温度关系 可表示为：
由上式可知，每当结温升高10℃，则波长向长波漂移1nm，且发光的均匀性、一致性变差。
2.7.2 LED结温与寿命的关系
1.1.2 估算所需的理想光通量
◎将客户要求的参数带入下表，以估算出所需的理想总流明数
Led灯具由照度近似推算流明数的预估方法 发光角 度 （50%光 强） 32.5 90 113.1 高度 (m) 0.5 0.45 0.5 中心照 照度平 度 均度 1950 700 428.81 平均照度 流明数 流明数 理想总流明 （50%光强 （50%光强范 （50%光强外 数 范围内） 围内） 范围内） 85.6608 185.5503 234.4602 78.9532 92.7752 71.2364 164.6139 278.3255 305.6966
主要参数及特性
2.5 色品坐标、色温与显色性
色品坐标用来准确地表达光源的表观颜色. 但具体的数值很难与习惯的光色感觉联系在一起.人们经常将光色偏橙红的称为 “暖色”,比较炽白或稍偏兰的称为“冷色”,因此用色温来表示光源的光色会更 加直观。
2.5.1 色温与色品坐标的关系式近似如下：
其关系曲线如右色品图，由此可见， 不要的色品坐标可能会有 同样的色温 ，所以能唯一决定颜色的 参数是色品坐标，色温只能参考。 一般，LED封装厂都会按色品坐标不同 用不同的Bin来区分白光的颜色。以下 一典型的Bin分布图。大功率LED供应商 一般会要求四个Bin同时购买，如数量较 少时可以考虑与供应商沟通买单个Bin.
L_E_D_及照明基本知识
L E D 及照明基本知识
培训内容 一、LED 知识篇 二、照明的一些相关基础知识 三、绿色光源基本概念
1
培训资料
一、LED 知识篇
目前，随着我国 GDP 不断增长，城市亮化工程越来越受到政府重视，它除了能美化人们的生活环境之外，也 成为政府展显形象和业绩的一个方面。但亮化工程会带来两个突出的矛盾，一是耗电巨大，二是维修困难。LED 光 源恰好能解决这两个矛盾。 LED 在建筑领域的应用主要有如下几个方面：楼宇照明、公共景观照明、路灯照明、广告招牌和室内装饰。对 室外 LED 照明灯具的基本要求就是要确保防水。 1.楼宇照明，对大型建筑物进行夜景照明，应用的产品有护栏管、大功率投光灯、洗墙灯、像素灯、LED 天幕 等。 2.公共景观照明，主要针对广场、立交桥、公园等面积开阔地的照明。主要的产品有地埋灯、庭院灯、水池灯、 彩色发光地砖和护栏管等。 3.路灯照明，路灯照明是 LED 应用在建筑照明上的主要方向，楼宇和景观照明可以在用电紧张或非节假日时关 闭，但路灯照明却要随时开启。有专家指出，若将中国路灯全部换为 LED，每年可省电 20 亿度以上，其节能效益 非常显著。
3
培训资料
2007 年我国 LED 封装产值达到 168 亿元，较 2006 年的 148 亿元增长 15%；产量则由 2006 年的 660 亿只增 加到现在的 820 亿只，其中高亮 LED 产值达到 120 亿元，占 LED 总销售额的 71%。同时从产品和企业结构来看， 国内也有明显改善，SMD 和大功率 LED 封装增长较快，目前全国大功率封装产能已达到 10KK/月左右。 2007 年全球 LED 产值超过 70 亿美元。在国际上，知名的 LED 芯片制造企业有美国的 Lumileds、Cree、GE 等，日本的 Nichia、Citizen、OKI 等，以及德国的 Osram。我国的台湾地区已经通过专利授权的方式于 2005 年陆 续切入 LED 芯片的生产，目前芯片产量占到世界 LED 总产量的四分之一。就产能规模而言，已经超越日本，并位 居全球之冠。 施工标准： 1、GB7248 2、GB50259 3、OJJ89—2001 4、GBJ452—82 《电光源的安全要求》 《电器照明装置施工及验收规范》 《城市道路照明工程施工及验收规范》 《电器装置安装工程施工及验收规范》
LED照明培训教材
LED照明培训教材2010深圳绿兴照明培训资料部门：销售部日期：2010年1月1日第一章基础知识第一节基本概念一、常用术语二、光色的应用三、推荐照度范围四、照明产品分类（1）电光源产品包含新型普通照明灯泡、卤钨灯泡（包含单端、双端、反端式等）、荧光灯（包含直管型、环型、紧凑型、异型等）、高强气体放电灯（包含高压钠灯、金属卤化物灯等）、各类辐射光源（红外紫外等）、高频无极灯、霓虹灯、各类交通运输及信号灯。
（2）灯具灯饰民用灯具、建筑灯具、工矿灯具、投光照明灯具、室内外灯具灯饰、嵌入式灯具、船用荧灯照明灯具、船用防暴灯具、道路照明灯具、汽车摩托车飞机照明灯具、特种车辆标志照明灯具、电影电视舞台照明灯具、防爆灯具、水下照明灯具。
（3）照明电器附件整流器、电子触发器、电子变压器、电子镇流器、电子调频器、启辉器、灯用电器。
五、各国电器电子产品认证标致及说明认证是由第三方经授权的独立的权威机构根据有关的国家或者国际法规标准，对生产厂家的产品或者生产体系进行检测与监督，并就通过与否签发检测报告与证书的过程。
假如取得认证，也就说明产品质量符合了国家或者国际标准。
长城标志（现已改为3C认证）长城标志又称CCEE安全认证标志，为电工产品专用认证标志。
中国电工产品认证委员会（CCEE）是国家技术监督局授权，代表中国参加国际电工委员会电工产品安全认证组织（IECEE）的唯一合法机构，代表国家组织对电工产品实施安全认证（长城标志认证）。
3C认证标志的名称之“中国强制认证”（英文名称之“ChinaCompulsoryCertification”，英文缩写为“CCC”，也可简称之“3C”标志）。
按照《中华人民共与国标准化法》与《中华人民共与国产品质量认证管理条例》，电工产品开展安全认证是以等效转化国际电工委员会（IEC）安全标准的强制性国家标准与行业标准为根据，按此类标准开展的认证务必进行强制性监督管理，凡未经安全认证的此类产品，不准出厂、销售、进口与使用。
《绿色照明》ppt课件
1.2米直管荧光灯特性比较
型号
直径
T12卤粉灯+电感 38
T8卤粉灯+电感 26
T8三基色+电子 26
T5三基色+电子 16
线路功率
40+9 36+9 36+3.5
28
初始光效 光效 2120 43 2500 55 3250 82 2400 86
T5、T8荧光灯不能互换
❖ 长度 24〞 36〞 48〞 60〞
光效
10
15
35
50~
50
45
22
Lm/W ~18
~20
~60
100
~90
~80Leabharlann ~50寿命 h750~ 2000
3000 8000~ 20000~ 7500~ ~4000 10000 30000 20000
35000~50000
节能交换
高能耗的灯具
节能型的灯具
白炽灯
节能灯、LED
粗管日光灯
细管日光灯
发光二极管照明光源的主要特性光通量人眼接受到的光源辐射功率lm发光效率光源消耗1瓦电力发出的光通量lmw照度受照体单位面积上接收到的光通量lx色温光色暖色3300k白炽灯2700k中间色33005000k日光色5000k常用6400k照明光源的主要特性额定寿命以样本产品中50光源失效的时间定为产品的额定寿命节能灯6000h光通量维持率光源连续点燃一定时间发生光衰后的光通量与初始光通量的比值节能灯2000h光通量维持率80照明的主要特性照明功率密度单位wm室内单位面积消耗的照明产品功率建筑照明设计标准gb5003404规定为强制性指标有现行值目标值两个目标值的执行时间由主管部门决定能效标准的实施框架chinanationalinstitutestandardization能效限定值及超前能效限定值节能评价值能效分级市场准入高耗能产品淘汰强制性的能效标识制度自愿性的节能产品认证制度强制性能效标准强制性能效标准10能效标识的基本样式及含义chinanationalinstitutestandardization最终责任方或品牌所有者依据有关产品性能国家标准的要求编制标识的最主要内容依据能效标准确定能效高能耗低能效低能耗高不同产品能耗量指标和主要性能指标不同在有关产品的能效标识实施技术要求中确定能效标准现行有效版本11节能产品认证认证标志变形的节字代表节约能源天蓝色寓意
新编文档-绿色照明初级技术培训2-精品文档
人的视觉在基于人的生理、心理特性的基础上，
还受照明条件、视对象及周围环境等因素的影响，特 别是照明水平是根本的，最重要的。在黑暗环境中， 人的视觉能力就低下，对环境的识别能力也就下降， 而与照明水平关系最深的就是照度 。
索恩照明初级技术培训
第二课 照明的基本知识
2.2 照度的效果
2.2.1 照度与视力
积极的效果。 5. 光源颜色与显色性
5.1 光色产生的心理效果 5.1.1 光色与温凉感 5.1.2 光色、照度与氛围 5.1.3 光色与明亮度
索恩照明初级技术培训
第二课 照明的基本知识
5.2 显色性使用用途
ÏÔ É« ÐÔ · Ö Àà 1A 1B
ÏÔ É« Ö¸ Êý Ra¡Ý 90 90£¾ Ra¡Ý 80
Õ ¶È · ¶ Χ£¨lx£© 20¡« 30¡« 50 30¡« 100¡« 150
100¡« 150¡« 200 200¡« 300¡« 500 300¡« 500¡« 750 500¡« 750¡« 1000 750¡« 1000¡« 1500 1000¡« 1500¡« 2000
2000ÒÔ ÉÏ
索恩照明初级技术培训
第二课 照明的基本知识
第一篇、照明的诸要素 1、照明单元的构成(以办公室照明为例）
索恩照明初级技术培训
第二课 照明的基本知识
1.1 视对象 视对象主要有： 作业面——工作桌面、桌面上的书籍文件等 VDT ——工作电脑显示屏 人的面部——特别是与之交谈的人的面部表 现
索恩照明初级技术培训
1.3 看清目标不是照明的唯一目的，舒适性等心理方 面的目的也要充分考虑
索恩照明初级技术培训
第二课 照明的基本知识
与此同时，提高照度必须考虑眩光、环境亮度等 其他因素。 下表是照明改善后的示例
LED基础知识详解培训资料
实例“梦幻长卷”和“梦幻五环”
相信奥运会开 幕式的“梦幻长 卷”和“梦幻五 环”大家还记忆 犹新，它被展现 在一个4564平方 米的巨大LED大屏 幕上，这是迄今 为止世界上最大 的单体全彩色大 屏幕，升入空中 的“梦幻五环”， 则是由4.5万颗 LED灯编排而成的。
2020/2/6
梦幻五环
梦幻长卷
LED照明产业商机
2012年LED照明产 业的商机
1、国务院出 台4万亿元规模的 经济刺激计划中， 有1.8万亿元用于 铁路、公路、机场 和城乡电网建设、 1万亿元用于地震 重灾区的恢复重建， 这无疑给中国LED 照明产业带来巨大 的商机。
2、即将到来 上海世博会将给中 国LED照明产业的 发展带来了巨大的 历史机遇。
制造垂直结构LED芯片技术主要有三种方法： 一、采用碳化硅基板生长GaN薄膜，优点是在相同操作电流条件下，
光衰少、寿命长，不足处是硅基板会吸光。 二、利用芯片黏合及剥离技术制造。优点是光衰少、寿命长，不足
处是须对LED表面进行处理以提高发光效率。 三、是采用异质基板如硅基板成长氮化镓LED磊晶层，优点是散热
以注入，故不发光。
2020/2/6
LED发展趋势
1、 LED光源的发展趋势 2、 LED产业政策和机遇 3、公司在产业链中的位置
2020/2/6
LED光源的发展趋势
LED光源技术市场前景： LED理论上每瓦的发光效率高达370 LM/W,在目前芯片结构不做
任何改变的情况下良好的工艺让LED每瓦到达150LM没有任何问题， 当达到这种亮度的时候，所有的照明领域基本上都可以替代了。预 计在未来1～3年内LED光源将达到每瓦300流明的光效率。目前美国 实验室的LED已达到了每瓦161流明的光效率，总光通量为 175 LM。
绿色照明LED实用技术
3
散热问题的重要性
良好的散热设计是确保LED灯具性能稳定、延长 使用寿命的关键因素。
常见散热方式及其优缺点
自然散热
强制风冷
利用空气自然对流散热，结构简单，成本 低，但散热效果较差，适用于小功率LED。
通过风扇等强制空气对流，散热效果较好 ，但会增加噪音和能耗，适用于中大功率 LED。
热管散热
液体冷却
案例二
另一家公司针对户外LED显示屏的散热问题，采用强制风冷结合自然散热的方 式，设计了高效的散热系统，确保了显示屏在恶劣环境下的稳定运行。
05 LED光学设计与应用技巧
光学基础知识回顾
光的本质和特性
光是一种电磁波，具有波粒二象 性，其传播速度在真空中最快。
光的反射和折射
光在两种不同介质之间传播时， 会发生反射和折射现象，遵循斯
获得证书并维护有效性 如果审核通过，企业将获得绿色 照明LED产品认证证书，并需要 按照认证机构的要求进行定期的 监督审核和证书更新。
准备申请材料 企业应按照认证机构的要求准备 申请材料，包括企业资质证明、 产品技术资料、测试报告等。
提交申请并接受审核 企业应将申请材料提交给认证机 构，并接受认证机构的审核，包 括文件审核、现场审核等。
利用热管的高效导热性能，将热量快速传 递到散热器上散发，散热效果好，但成本 较高。
通过液体循环将热量带走，散热效果非常 好，但系统复杂，成本高，维护困难。
热管理策略制定和实施
确定散热目标
根据LED灯具的功率、使用环境等因 素，确定合理的散热目标和温度控制 范围。
选择合适的散热方式
根据散热目标和成本预算，选择合适 的散热方式或组合使用多种散热方式。
输出电压和电流
LED照明基础知识.doc
LED照明基础知识.txt我都舍不得欺负的人，哪能让别人欺负？一辈子那么长，等你儿年算什么我爱的人我要亲手给她幸福别人我不放心我想你的时候我一定要找得到你不许你们欺负他！全世界只有我才可以！放弃你，下辈子吧！！LED照明基础知识LED在照明工程中的运用已非常普遍，但照明设计人员苦于非常有限的产品选择，而生产企业研发的产品却难以找到巾场。
就这个问题文中讨论了LED在照明工程中是如何应用的，并提出了LED 产品研发的设计要求，目的是使LED照明灯具的生产与研发更具有针对性。
过去10年来，LED在颜色种类、亮度和功率都发生了极大的变化。
LED以其令人惊叹而欣喜的应用在城市室内外照明中发挥着传统光源无可比拟的作用。
LED寿命长达10万小时，意味着每天工作八小时，可以有35年免维护的理论保障。
低压运行，儿乎可达到100%的光输出，调光时低到零输出，可以组合出成千上万种光色，而发光面积可以很小，能制作成 1 平方亳米。
经过二次光学设计，照明灯具达到理想的光强分布。
快速发展的LED技术将为照明设计与应用带来崭新的可能性，这是许多传统光源所不可能实现的。
认识LED的特点今天似乎全世界的目光都聚焦在LED这个新型的光源上，被誉为21世纪的绿色照明产品，甚至人们预言未来会大部分取代传统的光源。
因为它具有寿命长、启动时间短、结构牢固、节能、发光体接近点光源（有利于LED的灯具设计）、薄型灯具，灯具材料选择范围大，不需要加反射崩，低压，没有紫外辐射，尤其在公共环境中使用更加安全等特点。
再加上LED光源的生产可实现无汞化，对于环境保护和节约能源更具有重要意义。
传统的LED主要应用于信号显示领域、建筑物航空障碍灯、航标灯、汽车信号灯、仪表背光照明，如今娱乐、建筑物室内外、城市美化、景观照明中应用也越来越广泛。
但是Id 前LED光源的寿命还不能达到所标出的100, 000小时，实际寿命约在50, 000小时左右，这主要与其散热方面的问题有关。
绿色照明技术解析
12粒LED珠子 功率：12W 价格：400多块钱
奥迪S6尾灯
展望：如果我国的照明全部使用LED灯，一年 节约的电量将相当于６座三峡电站的发电量。
据预测，到２０１０年，整个中国的LED灯 产值将达到１５００亿元人民币。
绿色照明项目的技术经济分析
技术经济分析的影响因素 ➢初始投资 ➢年固定费用：折旧年限、折旧率 ➢年用电量及电费 ➢年光源费及系统维护费用 ➢投资利息
年照明时间取3000h 方案2： ✓ 年用电量
光源数量＝537只； 单个光源及镇流器功率＝70＋10＝80W； 系统总功率＝80W×537＝43kW； 年用电量＝43kW×3000h＝129000kWh；
✓ 初始投资
光源单价＝95元/只； 灯具单价＝210元/台； 配电安装人工费＝5元 /台； 总初始投资＝95×537＋210×537＋5×537＝ 166470元；
（2）11W荧光灯
光通量 ＝600lm；
价格Cd ＝12元； 人工费Cr ＝0.4/只； 寿命L＝6000h； 功率P＝11W；
➢ 例题：某单位原采用40W白炽灯照明，现使 用11W紧凑型荧光灯加以替换。假定每年工作 时间2000h，计算该项目投资回收期。 解（1）40W白炽灯 年电费＝40/1000×2000×0.65=52元 年换灯次数＝2000/1000＝2次 年换灯费用＝0.4×2＋2×2＝元 年运行费用＝52＋＝元
分析方法
定义单位照明成本U：
U＝（Cd + Cr）/L + PRL / L
Cd ——灯的价格； Cr ——每换一只灯的人工费； L——灯的寿命； P——每只灯的功率； R——电费；
➢40W白炽灯与11W的紧凑型荧光灯比较 （1）40W白炽灯
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
绿色照明LED实用技术第一章照明相关基础知识1.1光度学基础概念1.1.1光本质的剖析一、光的定义光蕴含着能量和信息，又是生命所不可或缺的。
光是什么？这个问题不知在多少人的脑海中闪过。
然而，这个问题却并不好回答。
在自然科学从宗教中分离开之前，人类对于光的本质的理解几乎没有进步，只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。
牛顿构建了经典物理学的大厦后，人类的科学思想得到突破，开始讨论类似“光是什么?”的问题，并且在一定程度上取得了理论上的成果。
牛顿时代，对这个问题的回答，存在“粒子学说”和“波动学说”两种声音。
牛顿认为光是一种粒子，就像原子一样的小颗粒。
光学史上的第一位伟大科学家，与牛顿同时代的惠更斯提出光是一种波的概念，而且提出了光学的惠更斯原理。
两种声音中，历史证明惠更斯的思想正确指引了光本质的探讨。
等到麦克斯韦将电磁波理论完全建立起来后，人们发现电磁波的速度就是光速，从而论证了光就是一种电磁波（场）。
就在人们认为光就是一种电磁波，惠更斯在光学上完全战胜牛顿时，人类进入了20世纪。
短短十年内，量子理论和相对论相继建立，物理学由经典物理进入了现代物理学。
牛顿精神神奇的在量子理论中复活，量子理论的确立，很大原因建立于人们对光学的几个重要的波动学说无法解释的实验的理论研究。
爱因斯坦提出光量子的概念，再次回到光的粒子性的问题。
至此，光是具有波粒二象性的物质成为理论上的妥协点。
之后的意大利物理学家德布罗意更是提出所有物质都具有波粒二象性的理论，即认为所有的物体都既是波又是粒子。
将人类对物质的属性的理解完全展拓了。
那么，做一个简单的总结：从光的波动性上讲，光是电磁波的一部分。
请大家看下图。
从这张图，我们可以看出：可见光在整个电磁波谱中仅仅占据了很小的一部分，波长从380nm到780nm。
波长比可见光长的辐射称为红外辐射。
波长比可见光短的辐射称为紫外辐射。
二、光的传播因为我们这门课，侧重于研究照明方面的光学知识，所以在研究光的时候，多从宏观角度去看问题。
1. 光的速度各种辐射能在真空中的传播速度为，每秒299793Km 。
当辐射能通过介质时，波长和速度发生改变；而频率由产生电磁波的辐射源决定，它不随所遇到的介质而改变。
n λνυ=表1-1给出了不同介质中的光速。
波长代表相邻波峰之间的距离。
因在波谱中的范围不同，单位也不同。
请看下图皮米（pm ）、飞米(fm)、阿米(am)书本上提到了电力传输波，这里我们来简单聊一下无线电传输。
利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供人们使用。
此技术目前仍处于研究阶段，早在前两年，各国科学家就开始研究利用无线电力传输技术，在月球建设太阳能发电站，然后将其传送到地球为人类提供服务。
日本也在大力研究当中并计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。
在2010CES 展会（国际消费类电子产品展览会，简称国际消费电子展，英文名International Consumer Electronics Show 每年1月在美国内华达州拉斯维加斯举行，由消费电子协会赞助。
在展览期间，会有许多产品的预览或宣布新产品。
常简称为CES 。
）上，海尔推出了一款无尾电视，正是应用了无线电力传输技术。
2.光的反射当光线遇到非透明物体表面时，大部分光被反射，小部分光被吸收。
光线在镜面和扩散面上的反射状态有以下几种：● 规则反射——镜面反射。
遵循几何光学中的光的反射定律。
● 散反射 光线从某方向入射到经散射处理的铝板、经涂刷处理的金属板或毛面白漆涂层，反射光向各个不同方向散开，但其总的方向是一致的，其光束的轴线方向仍遵守反射定律。
● 漫反射 光线从某一方向入射到粗糙表面或无光泽镀层的表层时，光线被分散在许多方向。
在宏观上不存在规则反射，这种光的反射称为漫反射。
如果反射遵从朗伯余弦定律：θθcos I I 0=即向任意方向的光强与该反射面法线方向的光强所成的角度的余弦成比例，而与光入射方向无关，这种光的反射称为各向同性漫反射。
在这种情况下，从反射面的各个方向看去，反射光亮度均相同。
● 混合反射 光线从某方向入射到漆釉或带高度光泽的漆层上时，规则反射和漫反射并存，称为混合反射。
这种反射在定向反射方向上的发光强度比其他方向要大得多，且有最大亮度，其亮度分布是不均匀的。
3.光的折射与投射1) 折射 光线穿过光滑界面进入第二种介质，会按下述规律变化。
（用天大的课件第一章演示）2) 透射 前面我们在讲光的反射时，提到光线照射到非透明物体情况。
如果光线照射到透明物体表面时，一部分光被反射，一部分光被吸收，大部分光投射过去。
投射光在空间分布状态有以下几种情况：我们可以对照光的反射来研究。
● 规则投射 光线照射到透明材料上时，按照斯涅尔定律投射。
● 散透射 光线穿过如磨砂玻璃等材料时，在投射方向上光强较大，其它方向光强较小，表面亮度也不均匀。
● 漫透射 光线照射到散射性好的材料如乳白玻璃上时，投射光向各个方向散开并均匀分布在整个半球空间内，其遵循朗伯定律。
● 混合透射 透射特性介于规则透射和漫透射之间。
3） 吸收 是由于光能转变成能量的其它形态。
如果媒质是均匀的，则当一定波长的平行光束穿过该媒质时，光强损失如下)ex p(0ax i i -=其中，a 为何波长有关的线吸收率。
有些材料在可见光范围内对不同波长有不同的吸收率。
我们可以用这种材料制作滤色片。
在某种特定条件下，媒质的吸收率可以为负值，这就意味着光线通过这些材料时，光强增加了，这就是激光器的原理。
1.1.2 光是如何进行定量描述的可见光是可以用辐射量和光学量这两种量值系统来度量的，把可见光作为物理现象来研究，应采用辐射量值系统；而研究与人的视觉有光问题时，采用光学量值系统。
我们研究的是光学量值问题，下面先介绍几个概念。
一、 光通量φ(luminous flux)1.定义：光源在单位时间内发出的光量2.公式：()()λλλφd V P m ⎰∞=0K3.单位：lm （流明）它是根据辐射对标准观察者（ 对于任何刺激，锥体细胞的反应通过积分计算出来，即将刺激的光谱功率分布逐个按波长乘以每个锥体细胞的光谱灵敏度，然后将所有的乘积加起来。
如果刺激是物体，它的光谱功率分布是照射物体的光源的光谱功率分布与其光反射率的乘积。
我们需要一个目视色度计，它能显示与理想观察者遇到的任何刺激匹配的颜色。
制造这种色度计的最容易的方法是利用3种单色（单一波长）的假设光。
在制造目视色度计时，对于该理想观察者，最佳的原色是450nm 、550nm 和650nm 的颜色，每种原色只能刺激一类感受器。
原色与感受器光谱灵敏度最大值相一致，产生最大效率。
通过改变450nm 、550nm 和650nm 波长的光的光量，任何刺激都可以匹配。
原色为450nm 、550nm 和650nm 的目视色度计标准化以后，就可用来测量理想观察者感兴趣的任何刺激的颜色。
）的作用导出的光通量。
对于上面的公式，大家现在还不好理解，等我们学完第三节光与人的关系后，相信大家会有一个更好的理解。
二、发光强度 I1.定义 光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的光强度。
2.公式 ϖφd d =I 3.单位cd （坎德拉）1sr 1lm 1cd 1-∙=三、光照度 E1.定义 物体被照亮的程度，单位表面接受到的光通量。
2.公式 AE d d φ= 3.单位 lx （勒克斯） 1lx 的照度是比较小的，在此照度下大致能辨认周围的物体，进行区别细小零件的工作是不可能的。
（举例）四、光出射度M1.定义 光源表面上某一微小面元dA 向半个空间发出的光通量为φd ，则此面元的光出射度为2.公式 dAφd M = 3.单位 2m lm 1-∙光出射度和照度具有相同的量纲，其区别在于光出射度是表示发光体发出的光通量表面密度，照度则表示被照物体接受的光通量密度。
对于因反射或透射而发光的二次发光表面，其光出射度是反射发光 E M ρ=透射发光 E M τ=五、亮度 L1.定义 光源在某一方向上的光亮度),L(θϕ是光源在该方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量。
2.公式 ()θωθϕφθϕcos dA d d L ∙∙=， 式中()θϕφ，d 为通过给定点的辐射束元传输的并包含给定方向立体角ωd 内传播的光通量。
3.单位 坎德拉每平方米（2m cd -∙）1.1.3 近代光源的技术指标和评价方式1.2色度学基础概念1.2.1什么是颜色国际照明委员会和我国国家标准规定，颜色是目视感知的一种属性，可用白、黑、灰、黄、绿、红等颜色名称进行描述。
光源色是指光源发射的颜色。
物体色是光被物体反射或透射后的颜色。
表面色是漫反射、不透明物体表面的颜色。
一、无彩色和彩色颜色分为无彩色和彩色两大类。
无彩色在知觉上是指无色调的知觉色，通常用白、灰、黑等色名。
白色、黑色和各种深浅不同的灰色，可以排列成一个系列，称为黑白系列。
黑白系列的无彩色代表物体反射比的变化，在视觉上表现为明度的变化，愈接近白色，明度越高，愈接近黑色，明度愈低。
白色、黑色和灰色对光谱各波长的反射没有选择性，故称他们为中性色。
彩色在知觉意义上是指有色调的知觉色，彩色有三个特性：色调、明度和彩度。
无彩色只有明度的差别，没有色调和彩度这两个特性。
对于无彩色的物体只能根据明度的差别来辨认物体。
二、颜色的混合颜色可以通过光混合，也可以通过染料混合，但两种混合的结果是不同的，前者称为相加混合，后者称为相减混合。
因为颜色光的混合是由于不同颜色光引起眼睛的同时兴奋，而染料混合则是不同波长的光在所混合的染料微粒中逐渐被吸收。
对于相加混合，符号以下颜色混合定律。
● 人的视觉只能辨别颜色的3种变化：明度、色调、彩度。
● 在有两种成分的混合色中，如果一个成分连续的变化，混合色外貌也随之连续变化。
补色率：每一种颜色都有一个相应补色。
如果某一颜色和其补色以适当比例混合，便产生白色或灰色；如果按其它比例混合，则产生偏向比重大的颜色成分的非饱和色。
中间色率：任何两个互补色相混合，便产生中间色，其色调取决于两颜色的相对数量，其饱和度取决于两者在色调顺序上的远近。
● 颜色外貌相同的光，不管其光谱组成是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。
颜色代替率：相似颜色混合后仍相似。
颜色混合方法来产生或代替各种所需要的颜色，现代色度学就是在此定律基础上的。
● 由各种颜色光组成的总亮度等于组成混合光的各颜色光的亮度总和，该定律称为亮度相加定律。
相减混合用图例说明1.2.2 色彩是如何表达的各种光源发出的光，由于光谱功率分布的差异，显现出各种不同的颜色。
世间万物的光谱发射率（或投射率）不尽相同，因而大自然在日光下照射下才显得五彩缤纷。