當(dāng)前，“節(jié)能減碳”已成為公認(rèn)的重要課題。在我國的城市照明方面，存在能源需求和消耗不斷加大、光污染日益嚴(yán)重等問題，政府、各相關(guān)團(tuán)體與民間機(jī)構(gòu)對此推出各種節(jié)能方案與產(chǎn)品，似乎把焦點都放在了“LED”上，卻忽視了一個重要節(jié)能方案，即以“二次光學(xué)”為出發(fā)點、以節(jié)能為目地的陶瓷金鹵燈一直未被廣范采用。

在綠色照明節(jié)能技術(shù)日新月異的發(fā)展中，企業(yè)進(jìn)入了追新求快的競爭狀態(tài)，普遍關(guān)注新光源技術(shù)和控制技術(shù)的創(chuàng)新，對照明燈具設(shè)計中的節(jié)能潛力卻很少重視。而當(dāng)我們在激烈、匆忙與躁動的競爭環(huán)境中靜下心來，努力把燈具配光技術(shù)的細(xì)節(jié)做好，把光的利用與投射技術(shù)繼續(xù)發(fā)揮到極致時，驚奇地發(fā)現(xiàn)，燈具配光技術(shù)同樣存在著不容低估的巨大節(jié)能潛力。

一、燈具設(shè)計中的缺失

目前燈具制造廠商通常只追求和注重?zé)艟咄庥^與式樣的新穎別致與光源的運用，卻忽視了與光源合理配置的技術(shù)。這使得一些優(yōu)質(zhì)節(jié)能的光源與配套燈具不匹配而無法充分發(fā)揮出光源的節(jié)能特性。一些廠家即使引進(jìn)技術(shù)或模仿，也只注重外形而忽略了最重要的配旋光性能。有專家指出：“與國外相比，我國燈具的科技含量低，性能落后?！痹斐蛇@種狀況的原因主要有：光學(xué)反射技術(shù)的研發(fā)成本高，企業(yè)不肯輕易投入；光學(xué)反射技術(shù)的研發(fā)過程長，難度大，企業(yè)缺乏耐心；采用光學(xué)反射技術(shù)生產(chǎn)的燈具成本高，工藝復(fù)雜；企業(yè)缺乏先進(jìn)光學(xué)反射技術(shù)的專業(yè)人才與技術(shù)開發(fā)手段。

其實燈具的光學(xué)反射技術(shù)是燈具的重要核心技術(shù)，而我國在道路照明燈具方面，因燈具光效低、配光不合理而產(chǎn)生上射光、眩光的光污染，因地面照度不均勻形成過度照明造成浪費的現(xiàn)象到處可見。正因為存在著這些缺失和不足，使得我們在利用提高燈具科技含量來達(dá)到回收、消除光污染成分，充分提高光效方面蘊藏著很大的開發(fā)空間。

二、道路照明燈具節(jié)能的方案

通過道路照明燈具的技術(shù)創(chuàng)新來達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，須根據(jù)各種光源的光學(xué)特性和不同功率、不同燈管式樣來分別制定。配光反射技術(shù)是一項十分精細(xì)縝密的光學(xué)技術(shù)，涉及因素很多。無法簡單做出一個所謂高效節(jié)能的反光罩，來應(yīng)用于各種不同的高壓氣體放電燈，而是必須對于特定光源做特定的分析，做一個系統(tǒng)的考慮。所以，實現(xiàn)道路照明燈具節(jié)能技術(shù)是一項綜合技術(shù)，包括了對光源的選定和反射罩技術(shù)兩個方面，只有選取了光效高、演色性佳的先進(jìn)優(yōu)質(zhì)光源，才能搭配光學(xué)反射技術(shù)的研發(fā)，使燈具發(fā)揮出更佳的節(jié)能效果。

（一）光源的選取

目前城市照明普遍采用的主流光源是高壓鈉燈，它雖然有光效高、使用壽命長、穿透性強(qiáng)、光線柔和的優(yōu)點，可在長期使用中發(fā)現(xiàn)，高壓鈉燈含有較多的紅、黃成分的長波光譜。通過光源對于視覺的生理和心理研究表明，道路照明條件下的視覺水準(zhǔn)屬于中間視覺水準(zhǔn)，而在中間視覺水準(zhǔn)條件下，人眼的邊緣視覺起了更大的作用，視覺向短波光譜方向偏移（浦耳金耶偏移），因為視覺對短波光比長波光更為敏感。所以在高壓鈉燈的黃色光源下，低顯色性的長波光譜會使視覺有效值降低，無法辨清人和物的特征，由此使人變得缺乏安全感，產(chǎn)生緊張情緒。

石英金鹵屬燈泡雖然顯色性好，但光效不高。LED新光源雖然有很大的發(fā)展前景，但光源特性屬“高輝度低照度”光源，所以很多照明專家常笑稱“LED 1米以下是英雄，1米以上是狗雄”，加上因散熱產(chǎn)生光衰的技術(shù)問題尚無法有效解決，所以用于道路照明還不成熟。

而陶瓷復(fù)金屬燈正逐漸成為主流光源。這是因為陶瓷復(fù)金屬燈有3000K暖光和與4200K暖白光的兩種選擇，屬于最理想的中性色表，不會使人產(chǎn)生視覺疲勞。優(yōu)良的演色性可有效地提高能見度和清晰度，帶來舒適、明亮和安全的視覺效果。同時，它的光效也更接近于鈉燈，因此，陶瓷金鹵燈的整體評價高于鈉燈。正如，TYC節(jié)能路燈突破傳統(tǒng)使用“E40”類光源，采用“G12”POWREBALL陶瓷復(fù)金屬燈作為光源，其優(yōu)點有:高光通量15500-14500 lm；最佳光線分布；最佳演色性:90-95；最長的色彩穩(wěn)定性；整個生命周期中，光通量的衰減損失小；在點燈后迅速達(dá)到全輸出；陶瓷有銹蝕問題，點燈失敗率極低。著名照明專家任元會先生指出：陶瓷金鹵燈的Ra均大于80，光效也比熒光燈、石英金鹵燈高，應(yīng)推廣應(yīng)用（四種燈具的綜合指標(biāo)見表1）。

另外，城市的安全要求市區(qū)道路照明必須保證對人面部的確認(rèn)，城市安全閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)也需要演色性好的光源才能清晰記錄監(jiān)視畫面。為減少交通事故和犯罪活動，在道路照明光源的選擇時，要考慮經(jīng)濟(jì)效益和社會公共安全的最大效益。在經(jīng)過了實驗與綜合了各方面的因素之后，陶瓷金鹵燈將是今后一個時期道路照明中的理想光源(高壓鈉燈與陶瓷金鹵燈照明對比效果見圖1)。

（二）配光設(shè)計

在精心選取了光源的基礎(chǔ)上，我們利用光學(xué)特性和二次光學(xué)投射原理，按照道路照明設(shè)計的要求建立起數(shù)學(xué)模型，開發(fā)出專用計算機(jī)模擬軟件來進(jìn)行精密的光學(xué)設(shè)計，再經(jīng)過一系列實驗校正，逐漸形成了一套有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的道路照明燈具配光解決方案。其主要特點是：

（1）把反射面切割成無數(shù)個小方塊反射鏡，每個小反射鏡都有著經(jīng)過精密光學(xué)設(shè)計后所選取的不同曲率與角度，能有效控制光線和收聚上射光與眩光，通過反射和調(diào)整來重新合理分布光線。

（2）利用反射來分散減弱強(qiáng)光、也可以利用堆棧方式來增強(qiáng)光弱區(qū)域的照度，通過多重反射技術(shù)對光源進(jìn)行科學(xué)合理的分配，就能在地面形成均勻理想的整體性光域，獲得最佳的光分布效果。

（3）選用性能穩(wěn)定可靠的優(yōu)質(zhì)純鋁高壓澆鑄成反射鏡殼體，反射面采用真空電鍍鏡面鍍復(fù)技術(shù)，使反射率高達(dá)0.8以上，可提高光能效益約60％，最大限度將光能反射發(fā)散出去。

（三）經(jīng)濟(jì)效益

以臺灣省臺南市為例，在不降低照度、提高照明品質(zhì)的前提下，用道路照明常用的250W鈉燈和150W高效路燈作一個經(jīng)濟(jì)性對比：

臺南市約有40，000盞200-250W路燈，每月電費133元×40，000=5，320，000元。若改成150W高效路燈，每月電費93元×40，000=3，720，000元，每月共可節(jié)省1，600，000元，一年共省19，200，000元（注:一般路燈電費計算:101-200W:93元/月·盞 ； 201-300W:133元/月·盞）。

由此可見，在全球厲行節(jié)能減碳及提升照明品質(zhì)的趨勢下，充分發(fā)揮節(jié)能高效的綠色燈具對環(huán)境的作用，切合“健康城市”的發(fā)展趨勢，值得公共工程的重視與參考。

（責(zé)任編輯：趙靜）