尹恒

摘 要：近年來(lái)，隨著工業(yè)水平的發(fā)展和提高，企業(yè)對(duì)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)都提出了更高的要求。廠房照明作為工業(yè)廠房的重要組成部分，對(duì)工業(yè)廠房環(huán)境、能耗、制造質(zhì)量、人機(jī)工程等均有較大影響。人口、資源和環(huán)境是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的三個(gè)主要問(wèn)題，因此節(jié)能、環(huán)保也是世界各國(guó)發(fā)展過(guò)程中的重要方向。20世紀(jì)90年代初，“綠色照明”的概念首次在國(guó)際上提出，從節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、健康等方面闡述了其意義及目的，并很快在國(guó)際上得到支持及推廣。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；綠色照明；節(jié)能；環(huán)保；LED

1 照明發(fā)展及“綠色照明”理念

照明發(fā)展從無(wú)到有發(fā)展到如今，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月，中間歷經(jīng)了無(wú)數(shù)變革，見(jiàn)證了人類文明的發(fā)展與變遷。從太陽(yáng)光到鉆木取火的突破，從火把到油燈的進(jìn)步，從蠟燭到電燈的飛躍，無(wú)不給人類的生活生產(chǎn)帶來(lái)翻天覆地的變化，是人類文明不斷進(jìn)步的產(chǎn)物，又是促進(jìn)文明繁榮的巨大助力。

隨著科技文化的進(jìn)步和照明技術(shù)的發(fā)展，簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)“看得見(jiàn)”不再是照明設(shè)計(jì)及技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。1991年，美國(guó)環(huán)保局（EPA）首先提出實(shí)施“綠色照明（Green Lights）”和推進(jìn)“綠色照明工程（Green Lights Program）”的概念，很快得到聯(lián)合國(guó)的支持和許多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的重視。1993年，中國(guó)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委開(kāi)始啟動(dòng)中國(guó)綠色照明工程，并于1996年正式列入國(guó)家計(jì)劃。綠色照明指通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明，從高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、健康等更多方面給予了照明技術(shù)更高的要求及方向的指引。

2 工業(yè)廠房照明設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

工業(yè)廠房照明作為整個(gè)建筑照明系統(tǒng)的一部分，其既具有現(xiàn)代通用照明技術(shù)與應(yīng)用的普遍特性，又因其自身建筑結(jié)構(gòu)及功能的特殊性質(zhì)，具有其他照明系統(tǒng)不具備的應(yīng)用特點(diǎn)。

一般工業(yè)廠房建筑具有層高較高、功能分區(qū)、特殊工作環(huán)境等特點(diǎn)。一般廠房單層層高多超過(guò)6米，有的甚至達(dá)數(shù)十米，超高的空間距離對(duì)廠房照明設(shè)計(jì)提出了更高的要求。由于廠房功能分區(qū)較多，一般可能包含普通生產(chǎn)車間、特殊質(zhì)量檢測(cè)區(qū)域、辦公區(qū)域、庫(kù)房區(qū)域、廠區(qū)道路及停車場(chǎng)區(qū)域、廠區(qū)景觀綠化區(qū)域等，不同功能分區(qū)對(duì)照明設(shè)計(jì)有不同的使用及安全要求。

基于以上特點(diǎn)，工業(yè)廠房設(shè)計(jì)除了需要滿足國(guó)家現(xiàn)行的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以外，其設(shè)計(jì)還具有光源形式多樣、照明質(zhì)量與外觀質(zhì)量需求較多、控制方式多變、安全要求嚴(yán)格、節(jié)能及穩(wěn)定性需求較高等特點(diǎn)。因此，現(xiàn)代工業(yè)廠房往往包含了當(dāng)前主流的節(jié)能燈、金鹵燈、高壓鈉燈、汞燈以及少量的LED燈等各種各樣的光源。其中LED光源作為新技術(shù)，已經(jīng)在多個(gè)照明領(lǐng)域開(kāi)始取代傳統(tǒng)光源，如家用照明、汽車照明、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所照明、路燈等領(lǐng)域，在工業(yè)廠房照明中的運(yùn)用也在逐漸增加。一般工廠照明控制方式仍然以人工手動(dòng)控制為主，部分現(xiàn)代化廠房開(kāi)始逐漸增加智能化控制方式，如聲控、光控、時(shí)控、人體感應(yīng)等，通過(guò)單一或者集成控制的方式實(shí)現(xiàn)照明智能化、系統(tǒng)化管理。

3 工業(yè)廠房的綠色照明設(shè)計(jì)

結(jié)合綠色照明理念、現(xiàn)代化廠房建設(shè)需求、當(dāng)前照明技術(shù)條件，那么如何做好廠房照明的綠色設(shè)計(jì)呢？

3.1 選擇節(jié)能光源與燈具

由于工廠光源多樣，我們主要討論廠房常見(jiàn)金鹵燈、熒光燈與LED燈的對(duì)比。金鹵燈是在高壓汞燈基礎(chǔ)上添加各種金屬鹵化物制成的第三代光源，在LED技術(shù)成熟應(yīng)用及推廣前，因?yàn)槠浒l(fā)光效率高、顯色性好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)廠房中的高凈空、大范圍區(qū)域照明。而熒光燈作為白熾燈的替代產(chǎn)品，則被廣泛應(yīng)用于辦公生活區(qū)域、質(zhì)量檢查區(qū)域、生產(chǎn)線旁區(qū)域等。

那么被稱為第四代光源的LED燈具有什么節(jié)能優(yōu)勢(shì)呢？

LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED光源因?yàn)槠浒l(fā)光原理及材料的不同，相對(duì)金鹵燈及熒光燈，具有高光效、顯色指數(shù)更高、壽命更長(zhǎng)、功率因數(shù)高等特點(diǎn)，由于制造水平不同，其能耗約為金鹵燈及熒光燈的25%至50%，并且隨著LED照明技術(shù)的快速發(fā)展，其節(jié)能優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯。

3.2 安全、環(huán)保、舒適、經(jīng)濟(jì)的照明設(shè)計(jì)

工業(yè)廠房照明設(shè)計(jì)除了重要的節(jié)能設(shè)計(jì)外，還應(yīng)從安全防護(hù)、環(huán)保、健康舒適、運(yùn)行維護(hù)經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮。

安全生產(chǎn)是所有制造工廠的第一任務(wù)，因此工廠照明必須考慮其特殊環(huán)境。例如，在有限空間、可觸摸工作區(qū)域應(yīng)該考慮使用Ⅲ類燈具（防觸電保護(hù)依靠電源電壓為安全特低電壓，并且其中不會(huì)產(chǎn)生高于SELV的電壓的燈具），以免增加觸電風(fēng)險(xiǎn)；在易燃易爆場(chǎng)所應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)使用防爆燈具，以降低火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

大多數(shù)氣體放電燈都采用汞作為發(fā)光物質(zhì)和重要的工作物質(zhì)，如：各種熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、超高壓汞燈等。汞是此類燈具中重要的組成物質(zhì)，但同時(shí)也是一種劇毒物質(zhì)，對(duì)人體與環(huán)境的危害很大。隨著世界范圍的污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，國(guó)際上對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)照明燈具的環(huán)保也提出了更高的要求，因此選擇無(wú)毒無(wú)害的照明新技術(shù)也是工廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮的重要指標(biāo)。LED燈具做為全固體發(fā)光體，具有耐沖擊不易破碎、廢棄物可回收、無(wú)汞無(wú)毒等特點(diǎn)，給工廠照明環(huán)保設(shè)計(jì)提供了新選擇。

隨著現(xiàn)代化工廠的發(fā)展，工業(yè)照明的健康舒適性越來(lái)越被重視，人們對(duì)照明健康舒適的要求也不再局限在辦公室或休閑場(chǎng)所，對(duì)光照質(zhì)量要求也不再停留于“看得清”?，F(xiàn)代化工廠的照明應(yīng)更多的考慮減少或消除長(zhǎng)期存在且直接影響人們身體健康的因素和問(wèn)題，例如光污染、頻閃、炫目、照度不均或不足等。傳統(tǒng)金鹵燈等燈具一般存在頻閃、炫目等問(wèn)題，而LED光源則不存在此類問(wèn)題。

工廠照明綠色設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性不僅僅體現(xiàn)在照明燈具的能耗，還應(yīng)考慮后期運(yùn)行的費(fèi)用。因此，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)燈具的使用壽命、備件更換成本、廢棄物處理成本進(jìn)行綜合考慮，例如通過(guò)使用壽命更長(zhǎng)的LED減少維修更換成本；減少含有汞等有毒害成分的燈具，可以避免對(duì)有毒廢棄處理的大量成本投入。

4 工業(yè)廠房綠色照明發(fā)展方向

當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，人口、資源、環(huán)境仍然是三個(gè)主要問(wèn)題，工廠綠色照明的發(fā)展仍然將圍繞節(jié)能、環(huán)保、安全為主題，同時(shí)兼顧美觀與舒適。這既是大環(huán)境政策的要求，也是工廠提高競(jìng)爭(zhēng)力、降低制造成本、吸引人才的不變追求。

隨著工業(yè)4.0與智能制造概念的提出與推廣，新的工業(yè)制造模式已經(jīng)形成，工業(yè)廠房照明作業(yè)新模式的重要組成部分，除了在LED等新照明技術(shù)方向可以不斷創(chuàng)新與發(fā)展，在智能控制、能源智能化管理、物聯(lián)網(wǎng)融入等方面也需要我們進(jìn)一步去探索。

5 結(jié)論

通過(guò)工業(yè)廠房綠色照明設(shè)計(jì)與應(yīng)用的探討，了解了綠色照明發(fā)展的現(xiàn)狀及方向。作為一名工程師，我們必須努力學(xué)習(xí)新技術(shù)和新方法，設(shè)計(jì)并運(yùn)用于現(xiàn)代化工廠建設(shè)，讓綠色照明理念造福企業(yè)及員工，為解決世界性的資源及環(huán)境問(wèn)題貢獻(xiàn)出一份自己的力量！

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