熒光燈照明在工業(yè)照明領(lǐng)域大有可為

葛葆珪

上海師范大學(xué)

上海海龍光電科技有限公司

上海傲統(tǒng)光電科技有限公司

在當(dāng)前照明領(lǐng)域里力薦“熒光燈照明”，有人可能認(rèn)為太不識時務(wù)。但是，筆者認(rèn)為不應(yīng)該把“熒光燈照明”邊緣化，“熒光燈照明”具有舒適性好、穩(wěn)定性佳、節(jié)電率高和性價比優(yōu)四大優(yōu)勢，在當(dāng)前照明領(lǐng)域里仍然有著強(qiáng)大的生命力、競爭力和上升潛力！

在對性能要求更高的工業(yè)照明領(lǐng)域，“熒光燈照明”正在通過不斷創(chuàng)新，更充分地發(fā)揮其優(yōu)勢，在與其它節(jié)能光源的競爭中完全有得一拼、大有可為！

1 “熒光燈照明”的傳統(tǒng)優(yōu)勢

“熒光燈照明”誕生至今己經(jīng)有七、八十年歷史，作為最為接近自然光的光源，熒光燈在當(dāng)前所有人造光源中仍然保持著70%～80%的份額，主要是因為其具有被公認(rèn)的四大優(yōu)勢：

（1）“熒光燈照明”舒適度好、照明質(zhì)量高、有益人眼健康

熒光燈照明幾項主要照明性能指標(biāo)均屬上佳：

光源色溫可選擇范圍寬（2000K～7000K）；

光源顯色指數(shù)高，色還原性能好（Ra： 82～95）；

光源發(fā)光均勻、柔和，無頻閃、眩光和藍(lán)光等光污染；

光源屬于低溫光源，對環(huán)境溫度影響小，安全可靠。

（2）“熒光燈照明”穩(wěn)定性好、維護(hù)成本低、技術(shù)成熟度高

光源色溫穩(wěn)定、色漂移小，使用壽命長，使用期運行可靠；

熒光燈照明已有半個多世紀(jì)的穩(wěn)定、可靠、廣泛使用的業(yè)績；

“熒光燈照明”是在極其成熟的技術(shù)基礎(chǔ)上實施的應(yīng)用創(chuàng)新。

（3）“熒光燈照明”是一種既綠色、又高效節(jié)能的照明方式

工作面照度達(dá)到200LUX時，功率密度僅3.5～4.0 W/㎡；（遠(yuǎn)低于國家現(xiàn)行節(jié)能規(guī)定：200 LUX允許功率密度為7～8 W/㎡）；

固汞技術(shù)在“熒光燈照明”中廣泛應(yīng)用，使汞污染大幅降低；

熒光燈配套電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)已普遍在0.95以上；

光源、電器和燈具間匹配好，照明器系統(tǒng)效率高、損耗少。

（4）“熒光燈照明”性價比出眾，節(jié)能投資回收期短、回報率高

高品質(zhì)熒光燈照明器（光源＋電器＋燈具）工程價僅3.5～4.0元/W；

“熒光燈照明”節(jié)能效率高、投資少，投資回收期8～12個月；

“熒光燈照明”特別適合采用合同能源管理模式實施照明節(jié)能改造（節(jié)電率高、節(jié)能效果便于客觀計量、投資回收期短、見效快）。

2 近十年來“熒光燈照明”的技術(shù)進(jìn)步

在“熒光燈照明”的長期實際應(yīng)用中，人們也發(fā)現(xiàn)了它所存在的性能短板和應(yīng)用局限性，特別是在工業(yè)照明等領(lǐng)域里更加明顯地放大了它的缺陷，主要表現(xiàn)在以下三方面：

光源功率小、聚光性差，無法滿足高棚照明的應(yīng)用要求；

光源壽命一般（6 000～8 000 h），與長壽命光源相比差距大；

光源在生產(chǎn)和使用中的汞污染，影響了它進(jìn)一步的應(yīng)用推廣。

近年來，面對HID（高強(qiáng)度氣體放電燈）光源的發(fā)展和LED等新興光源的迅速崛起，給“熒光燈照明”傳統(tǒng)的統(tǒng)治地位帶來較大的威脅。為了生存和發(fā)展，近十年來“熒光燈照明”針對自身的短板和局限，在不斷提高其性能和應(yīng)用中的適應(yīng)能力等方面已取得了一些新的突破。

“熒光燈照明”所取得新的突破主要表現(xiàn)在以下五個方面：

（1）光源的單燈功率大幅提高

當(dāng)前“熒光燈照明”的主打產(chǎn)品——緊湊型熒光燈的單燈功率已從十年前60W左右提高到200W左右，而無極熒光燈的功率已經(jīng)能做到400W以上。

“熒光燈照明”的光源不僅單燈功率大幅提高，還出現(xiàn)了組合式光源，進(jìn)一步提升光源總功率，例如：高透光球形熒光燈的單燈功率已形成95 W、110 W、130 W、150 W、180 W和220 W完整系列；而新推出的超大功率高透光球形熒光燈組合式燈已有3×95 W（285 W）、2×150 W（300 W）和3×180 W（540 W）等產(chǎn)品，可以直接替代大功率HID燈，使用效果很好。

（2）光源的使用壽命成倍提高

“熒光燈照明”的光源壽命近年來已有大幅提高，從原來只有6 000～8 000 h，現(xiàn)已提高到12 000～ 15 000 h。

高透光球形熒光燈管的平均使用壽命已高達(dá)2萬h左右，與熒光燈配套的電子鎮(zhèn)流器的平均使用壽命則高達(dá)5萬h。

無極熒光燈的壽命更長，可以達(dá)到3萬h～5萬h。

特別需要指出的是：我們采用了專利技術(shù)的超長壽命高透光球形熒光燈專利產(chǎn)品，在實驗室其開關(guān)沖擊壽命已經(jīng)超60萬次，該項技術(shù)發(fā)明預(yù)示了熒光燈的平均使用壽命也能達(dá)到5～6萬h，這應(yīng)該是一個能夠?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo)。

（3）光源的結(jié)構(gòu)變化帶來了性能上的重大突破

我國自主研發(fā)成功的高透光球形熒光燈實現(xiàn)了傳統(tǒng)緊湊型熒光燈結(jié)構(gòu)的重大突破，它采用三維結(jié)構(gòu)的單元燈管，按球面形狀組合成為高透光的球形熒光燈，如圖1所示。

對于初創(chuàng)企業(yè)的績效，不能單一使用編碼的條目數(shù)來確定（呂興群，2016［26］），因此，在訪談過程中，由企業(yè)創(chuàng)始人或高管團(tuán)隊根據(jù)企業(yè)實際，結(jié)合行業(yè)發(fā)展水平，判定企業(yè)的績效水平，其典型例證如表8所示。

圖1 高透光的球形熒光燈

燈管沿球面均勻排列的高透光球形熒光燈，通過大幅增加燈管間距、改善燈管散熱條件，克服了傳統(tǒng)的緊湊型熒光燈（U型、H型和螺旋型節(jié)能燈）的三大技術(shù)瓶頸：

燈管的內(nèi)側(cè)光受對面燈管阻擋，光利用率減少（約30%）；

燈管密集排列，燈管散熱效果差，光輸出降低（約30%）；

大功率U型和螺旋型等節(jié)能燈，與通用燈具匹配性差。

高透光球形熒光燈結(jié)構(gòu)上的突破，使光源的工作面照度和壽命比相同功率普通節(jié)能燈提高近一倍，因此，有用戶評價說：“高透光球形熒光燈是一種比普通節(jié)能燈更節(jié)能的超級節(jié)能燈！”

（4）光源采用固汞替代液汞，使汞的用量和污染得到有效控制

以大功率高透光球形熒光燈為代表的中、高端品牌熒光燈，已逐步采用固汞替代液汞的新技術(shù)，使得熒光燈的汞用量和汞污染得到有效控制，符合既節(jié)能又環(huán)保的新一代綠色產(chǎn)品要求。

（5）“熒光燈照明”應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，全面進(jìn)入工業(yè)照明等領(lǐng)域

過去，“熒光燈照明”由于光源功率小，所配廣照型燈具聚光性差，照明區(qū)域的燈具吊高一般僅限于5 m以下，應(yīng)用范圍受到很大限制。

大功率熒光燈的誕生和組合熒光燈具的投入使用，已使“熒光燈照明”允許所在工作區(qū)域的層高擴(kuò)展到8～20 m，“熒光燈照明”的產(chǎn)品已經(jīng)基本能夠覆蓋大部分工業(yè)照明領(lǐng)域。

由于熒光燈是低溫光源，配合可靠的特種電子鎮(zhèn)流器，高透光球形熒光燈已可以在各種密封和防爆的特種燈具中使用，與投光、道路燈具匹配使用，則可成為優(yōu)秀的戶外照明產(chǎn)品。

采用E40標(biāo)準(zhǔn)燈頭和球狀外形的大功率高透光球形熒光燈，還能方便地與各種常規(guī)通用燈具匹配使用。

“熒光燈照明”技術(shù)和應(yīng)用的新突破，大大提升了“熒光燈照明”的性能指標(biāo)，大幅拓展了在工業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，從而真正提高了“熒光燈照明”在工業(yè)照明領(lǐng)域的競爭力，使具有悠久而輝煌歷史的“熒光燈照明”煥發(fā)出新的強(qiáng)大活力！

3 “熒光燈照明”在工業(yè)照明領(lǐng)域大有可為

工業(yè)照明的使用場所多為高大空間，“熒光燈照明”要在這種使用環(huán)境中獲得廣泛應(yīng)用，必須具備更大功率、高光通量、較長壽命和高效節(jié)能四大技術(shù)指標(biāo)的有力支持，因為這是工業(yè)照明的基本要求。

現(xiàn)在“熒光燈照明”已經(jīng)突破了這道門檻。熒光燈照明經(jīng)過十五年不斷發(fā)展和提高，以高透球形熒光燈為代表的新一代工業(yè)照明熒光燈，其技術(shù)逐步成熟，實現(xiàn)了適應(yīng)工業(yè)照明要求的技術(shù)提升，大功率、高光通量、長壽命高效節(jié)能的熒光燈照明技術(shù)瓶頸已被突破。不僅如此，高透球形熒光燈還在以下三個方面，為配合深化工業(yè)照明節(jié)能做好了準(zhǔn)備工作：

通過對光源、電器和燈具專業(yè)化設(shè)計，提高產(chǎn)品對工業(yè)照明領(lǐng)域的適應(yīng)能力和建立了一批能復(fù)制的實施樣板；

高透光球形燈及其配套電器已經(jīng)具備大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)能力；

通過集成化、專業(yè)化模式管理，使生產(chǎn)成本大幅下降，全面提升了產(chǎn)品的性價比。

“熒光燈照明”實現(xiàn)的技術(shù)突破和規(guī)模應(yīng)用準(zhǔn)備，為深化工業(yè)照明節(jié)能改造創(chuàng)造了良好的條件，為“熒光燈照明”進(jìn)入工業(yè)照明領(lǐng)域開創(chuàng)了一個新局面！

十年來，大功率高透光球形熒光燈已經(jīng)在工業(yè)照明領(lǐng)域積累了豐富和成功的經(jīng)驗，建立了如上海寶鋼集團(tuán)、上汽集團(tuán)、上海三菱電梯、3M中國公司、題橋紡織、寶灣物流、上港運輸和西郊國際農(nóng)產(chǎn)品市場等多行業(yè)領(lǐng)域的近百個應(yīng)用樣板。

（1）推薦樣板1

在“協(xié)作共贏”的節(jié)能減排理念下，寶鋼大手牽海龍小手，上海寶鋼與上海海龍光電科技有限公司密切配合，分別于2006年、2008年、2010年和2013年圓滿完成寶鋼四項工業(yè)照明節(jié)電改造項目，并取得了滿意的效果，成為綠色照明樣板。

上海寶鋼四項照明節(jié)電改造項目，實施范圍和節(jié)電效果統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

表1 寶鋼四項工業(yè)照明節(jié)電改造項目節(jié)電效果

（2）推薦樣板2

上海三菱電梯公司從2003年～2013年進(jìn)行的照明節(jié)電改造，成為《實施綠色照明》重點示范樣板。

上海三菱電梯公司從2003年至2008年，完成了采用高透光球形熒光燈替代高能耗HID光源（石英金鹵燈、高壓鈉燈、汞燈），為重點的第一輪照明節(jié)電改造，2009年至今又在開展提高照明質(zhì)量（增加工作面照度和舒適性）為主的第二輪工業(yè)照明節(jié)電改造，都取得了出色的經(jīng)濟(jì)和社會效益，為節(jié)能減排做出了重大貢獻(xiàn)，評為2008年上海市十大重點節(jié)能樣板工程。

上海三菱電梯公司工業(yè)照明節(jié)能改造中用熒光燈照明替代HID照明，十年（2003～2013年）取得的節(jié)能效果和熒光燈照明產(chǎn)品的質(zhì)量分析統(tǒng)計如下。

1）改造后節(jié)省照明功率：約620 kW。

2）改造后節(jié)省照明用電量：約200萬kWh/a。

3）每年節(jié)省照明電費：約160萬元/a（十年節(jié)省電費1 600萬元）。

4）每年節(jié)省標(biāo)煤：約650 t/a（十年節(jié)省標(biāo)煤6 500 t）。

5）十年投入的燈具改造費用約人民幣300萬元，投資回報率高。

高透光球形熒光燈產(chǎn)品十年內(nèi)損壞數(shù)量、更換率統(tǒng)計情況見表2。十年內(nèi)更換燈具總數(shù)3 246套，總節(jié)省照明功率620 kW。

4 “熒光燈照明”在工業(yè)照明領(lǐng)域最近又推出的新舉措

為了讓“熒光燈照明”在工業(yè)照明領(lǐng)域更好服務(wù)于廣大用戶，加快推進(jìn)深化工業(yè)照明節(jié)能改造，高透光球形熒光燈又推出四項新舉措：

（1）采用大功率高透光球形熒光，一對一替代石英金鹵燈。

采用130 W或150 W高透光球形熒光替代250 W石英金鹵燈；

表2 高透光球形熒光燈產(chǎn)品十年內(nèi)損壞數(shù)量、更換率統(tǒng)計

采用180 W或2×130 W高透光球形熒光替代400 W石英金鹵燈；

采用3×180 W高透光球形熒光燈替代1000 W石英金鹵燈。

（2）向廣大照明設(shè)計人員和專業(yè)用戶提供專用的設(shè)計、應(yīng)用資料——高透光球形熒光工作面水平照度《快速查表設(shè)計手冊》。本設(shè)計方案采用國際上通用的DIALUX照明設(shè)計計算軟件平臺，計算高透光球形熒光工作面水平照度。

（需要的單位或?qū)ＴO(shè)計人員，可向上海海龍光電科技有限公司免費領(lǐng)?。?/p>

（3）應(yīng)用科學(xué)的集成化、規(guī)模生產(chǎn)管理模式，大幅降低高透光球形熒光的生產(chǎn)成本，用戶拿到的工程價（包括光源、電器和燈具）基本上做到3.5～4.0元/W。

（4）我們愿意與大家共享”熒光燈照明”十年磨一劍的技術(shù)成果，加強(qiáng)共同合作，做到雙贏或者多贏。

我們更愿意與LED、無極熒光燈、陶瓷金鹵燈等各種新光源，相互取長補(bǔ)短，攜手共同為工業(yè)照明節(jié)電改造服務(wù)，共同為照明節(jié)能減排工作做出新的貢獻(xiàn)！