高效燈具反射器實(shí)現(xiàn)照明用電大節(jié)能

畢海蛟 史文學(xué)

眾所周知，電燈、路燈、霓虹燈、探照燈、搜索燈在我們的生活中無處不在，看似極為普通，與高新技術(shù)毫不相干，但實(shí)際上卻與之有著千絲萬縷的聯(lián)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空間照明用電約占我國發(fā)電總量13%以上，隨著城市化和城市現(xiàn)代化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，其年增容量將相當(dāng)巨大。以目前我國路面空間照明為例，路燈配置量已超過1億盞，按每盞路燈400瓦計(jì)算，年均耗電量約為1460億千瓦時(shí)，約占我國全年發(fā)電總量近0.5%。國內(nèi)外電氣照明領(lǐng)域以節(jié)能為目標(biāo)的技術(shù)創(chuàng)新多集中在電光源上，十幾年來在金鹵光源、無極光源、緊湊型熒光光源及LED光源技術(shù)上相繼獲突破。而我國正在使用的照明燈具，其光效卻多為60%以下，通俗地講燈具反射器大多屬于粗放級技術(shù)產(chǎn)品。也就是說有40%光通量被燈具浪費(fèi)掉了，也可以說光源節(jié)約的電能被燈具消耗掉了。因此，如何通過技術(shù)集約化創(chuàng)新大幅提高燈具光效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，已成為光學(xué)照明燈具設(shè)計(jì)專家們迫切想要攻克的技術(shù)難題。

節(jié)能—科技先行

上世紀(jì)90年代中期，我國著名光學(xué)照明燈具設(shè)計(jì)專家、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授趙恒謙教授就敏銳地認(rèn)識到要實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)電，提高燈具光效是一條可行之路。

公司自創(chuàng)辦之初，趙恒謙教授就將其定位為實(shí)現(xiàn)集約化技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的高新技術(shù)企業(yè)，一直與哈爾濱工業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)研究所以產(chǎn)學(xué)研充分合作模式，對配置各類高效光源（金鹵燈、鈉燈、無極燈、節(jié)能燈、LED燈）的燈具反射器進(jìn)行了長期系統(tǒng)研發(fā)。公司已完成的第一代創(chuàng)新項(xiàng)目，高效節(jié)能照明燈具廣泛應(yīng)用于體育場館、工礦企業(yè)、道路照明、高桿燈等方面；并于2005年完成了第二代高效節(jié)能照明燈具反射器的研制和開發(fā)，獲得國家級科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金項(xiàng)目的重點(diǎn)支持（專利號：ZL03260447.5），該項(xiàng)目于2005年8月29日通過科技部驗(yàn)收。第二代高效節(jié)能燈具的光效較第一代提高10%，是目前國內(nèi)乃至國際領(lǐng)先產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛用于黑龍江省、遼寧省以及全國冶金系統(tǒng)和鐵路系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域。產(chǎn)品已通過GB/T19001-2000-ISO9001：2000質(zhì)量管理體系和3C認(rèn)證。

長期從事科研工作的趙恒謙教授明白科技創(chuàng)新的重要意義，因此，作為公司總經(jīng)理他領(lǐng)銜構(gòu)建了現(xiàn)代燈具技術(shù)及反射器數(shù)據(jù)庫，以大幅提升燈具光效為目標(biāo)，根據(jù)各類光源功能特性及配光要求，依托高端軟件進(jìn)行反射器結(jié)構(gòu)、三維面形優(yōu)化設(shè)計(jì)，研發(fā)出鍍膜新配方、新工藝，生產(chǎn)高性能燈具反射器。其中，主導(dǎo)產(chǎn)品高效節(jié)能燈具反射器光效已達(dá)88.8%和86.7%，居國內(nèi)頂尖和國際領(lǐng)先水平，其中包括各類照明燈具反射器并配套設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，年產(chǎn)高效燈具反射器可達(dá)10～20萬只，燈具2～3萬臺(tái)套。哈爾濱世光光電技術(shù)開發(fā)有限公司董事長劉兆民談到，該產(chǎn)品的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是以反射器為核心部件通過光學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)和新材料、新膜系、新工藝的集成創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)大幅提升燈具光效。反射器采用的新結(jié)構(gòu)（鉆石面特殊角度設(shè)計(jì)）可大幅提高光效，使光的利用率達(dá)到最大化，節(jié)電50%以上；新膜系是指表面保護(hù)膜耐酸、鹽、堿，抗腐蝕性強(qiáng)，并具有防水和防灰塵附著性能，具有自清潔作用，無需經(jīng)常清潔和維護(hù)；新材料耐高溫，具有良好的機(jī)械性能，抗沖擊性能良好；新工藝是指燈具優(yōu)選配光曲線，數(shù)控模壓成形，質(zhì)量優(yōu)秀，通過亮化光學(xué)膜處理，實(shí)現(xiàn)光反射的高效率和高品質(zhì)；光學(xué)膜燈膽是由上千個(gè)凸鉆面組成，實(shí)現(xiàn)光輸出的最大化；專業(yè)凸面設(shè)計(jì)可有效控制眩光量（軸向光弧效應(yīng)）。軸向光弧可有效分解視覺眩光70%，光線柔和、均勻、舒適。

運(yùn)用高效節(jié)能燈具反射器后優(yōu)勢明顯，首先是低瓦數(shù)、高亮度，并已實(shí)施了成功案例。高光效150W燈具可替代普通250W燈具，適用于12米以下，照度均勻度可調(diào)；高光效250W燈具可替代普通400W燈具，適用于12～20米，照度均勻度可調(diào)；高光效400W燈具可替代普通1000W燈具，適用于20～30米，照度均勻度可調(diào)。其次，通過燈具的光距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可提高作業(yè)面亮度，減少高空光損耗，使光的利用率最大化，明顯改善照明環(huán)境。第三，從投資回報(bào)來看，選用“世光”牌高光效廠礦燈具，數(shù)量和工程造價(jià)可比原設(shè)計(jì)方案減少約12%～20%，采購燈具及工程成本差價(jià)綜合對比基本持平，同時(shí)可節(jié)約用電50%以上；公司為燈具配置的國際品牌歐司朗、飛利浦、美國通用所生產(chǎn)的光源、電器，品質(zhì)優(yōu)良，可有效降低使用單位的維護(hù)成本，使用戶真正實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)快、運(yùn)營成本低的目標(biāo)。

目前公司開發(fā)的高效節(jié)能環(huán)保照明系列產(chǎn)品均采用了獨(dú)家納米材料技術(shù)、專利光學(xué)設(shè)計(jì)工藝，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于路燈照明、廠礦車間、體育場館、廣播電視、賓館酒店、圖書館、廣告牌、辦公樓等，具有超高節(jié)能（等能耗超高亮度）、超長使用壽命、低眩光、抗氧化等特點(diǎn)。

經(jīng)營—管理先行

2009 年5月，中國建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所出具了一家科技型小微企業(yè)的一份GT1—J150w金鹵燈燈具有關(guān)燈具光效、配光曲線、光強(qiáng)分布、等照度曲線等的檢測報(bào)告，其檢測的核心數(shù)據(jù)是燈具反射器的光效即燈具反射光源能量的效率，最后得出了一份高達(dá)86.7%的數(shù)據(jù)。這一光效數(shù)據(jù)即便是國際名家燈具也不多見，這家科技型小微企業(yè)就是哈爾濱世光光電技術(shù)開發(fā)有限公司。

這家只有13人的小微企業(yè)歷經(jīng)多年的努力，已完成了技術(shù)創(chuàng)新的集約化轉(zhuǎn)型。曾經(jīng)作為清華大學(xué)高級訪問學(xué)者的劉兆民先生還告訴記者，2011年公司銷售收入雖然僅200余萬元，但人均實(shí)現(xiàn)稅負(fù)卻超過了1萬元。同大多數(shù)科技型小微企業(yè)一樣，實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)創(chuàng)新集約化轉(zhuǎn)變，是相當(dāng)不容易的。

為對發(fā)達(dá)國家先進(jìn)燈具的新知識、新技術(shù)、新方法、新材料及新功能系統(tǒng)及時(shí)了解和深入研討，公司還專門構(gòu)建了國內(nèi)外先進(jìn)燈具數(shù)據(jù)庫。因充分認(rèn)識到電腦軟件設(shè)計(jì)已處于相當(dāng)高層位的發(fā)達(dá)階段，甚至可以說任何成功的產(chǎn)品都離不開設(shè)計(jì)軟件，公司組織工程技術(shù)人員系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握了國際高級光學(xué)設(shè)計(jì)軟件包，并在系列反射器研發(fā)、產(chǎn)品及工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中形成了企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的精英團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了新技術(shù)工程和新產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

由于堅(jiān)持誠信經(jīng)營與自主創(chuàng)新，公司獲得了國家中小企業(yè)創(chuàng)新基金和高新開發(fā)區(qū)創(chuàng)業(yè)中心的支持，同時(shí)結(jié)合自身可支撐的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)操作的可行性，按研發(fā)規(guī)劃堅(jiān)持開展了系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)性研發(fā)工作，積累了大量科學(xué)數(shù)據(jù)，建立了相關(guān)數(shù)據(jù)的分析模式，相繼取得技術(shù)創(chuàng)新成果，為實(shí)現(xiàn)集約化轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。2011年完成了納米級反射材料噴涂技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究；對中國北京天文臺(tái)地區(qū)光污染進(jìn)行了檢測并提出了治理工程項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)；在完成了關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，企業(yè)申報(bào)了發(fā)明專利—“一種光反射裝置及路燈反射器”，并已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段。

目前，公司研發(fā)的主要項(xiàng)目還有：構(gòu)建光電反射技術(shù)實(shí)驗(yàn)室及開發(fā)光源反射器檢測及分析系統(tǒng)；高壓及低壓鈉燈（路燈）燈具高效反射器研發(fā)及系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)；LED光源曲面組合式反射器研發(fā)與系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)；金鹵光源高效反射器研發(fā)與系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)；無極光源高效反射器研發(fā)與系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)；緊湊型節(jié)能光源反射器研發(fā)與系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)；反射器反射面真空鍍膜新技術(shù)新工藝；反射器納米級反射材料噴涂技術(shù)；大城市光污染檢測及減緩光污染技術(shù)研究；反射器防爆、阻燃復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)；構(gòu)建擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的燈具反射器設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、軟件及相關(guān)數(shù)據(jù)庫等。