，可使灯管基本处于水平状态，提高灯具的倾斜系数，提高了灯具的利用效率，减少灯具的使用数量，有效节约了电能。同时，采用形光源后，结合灯具的设计，部分本来投射到空中的外溢光通过反射器的反射被重新投射到场地中，从而提高了灯具的效率，使场地内可供利用的光能提高了左右，并且减少了对周边环境的外溢光污染和场地内眩光。在没有配置外置眩光控制器的情况下，可减少外溢光达左右选用外置眩光控制器后，外溢光可减少。二灯具控光器件的设计原理灯具光学设计与照明节能的关系灯具是光源灯罩和相应附件组成的总体。灯具的光照主要特性，是配光性能二是灯具效率三是防止眩光特性。灯具的主要作用是让光依人们需要按定的规律分配。光源在灯具内发光后总会损失部分光，灯具发出的光通量与光源光通量之比称为灯具效率，灯具效率高意味着光在灯具内的损失少，发出光多，意味着节能。各种灯具的效率差异很大，大致在之间，如窄光束的投光灯般在左右，为了提高灯具效率，灯具光学系统设计就显得非常重要。不同分类的灯具，照明要求不同，光学系统设计所要关注的内容不同，灯具的分类方法很多，若从光分布图看，可分为三种形式。双向非对称式，单向对称式，双向对称式，轴对称式。按照照明设计要求对灯具分类，可分为室内照明灯具，泛光及投光照明灯具，道路及庭园照明灯具。按照使用场合分类就更多。就灯具使用而言，泛光照明用投光灯功率大，亮度高，又布置在建筑物附近，极易对路人造成眩光，对周围建筑物内的居民造成光干扰。因此，在进行照明设计时，对灯具的选型及灯具安装位置的选择都要充分考虑，应尽量减少溢散光，灯具的位置和投射角度要合理，要提高泛光照明利用系数被照表面所得到的光通量与光源发出的光通量之比值。国际照明协会规定了种最基本的灯具配光曲线图，也有部分灯具提供更多类型配光曲线，以满足市场的不同需求。道路照明的范围十分广阔，覆盖了城市乡村的大小街道。其最重要的功能是为驾驶员提供安全的照明，尤其是高峰期间在市中心交通混乱的区域，对照明的要求是非常高的,表是常见道路照明功率密度限值。道路照明能源消耗占整个照明能源消耗的比重很高，依照年数据，全国道路照明灯光盏总数将超过万只，以市场用量最大的高压钠灯做计算基础，每只钠灯的年耗电量为电感镇流器的电耗天度。所以灯具光学性能对节能至关重要。当前的灯具相关标准已经对灯具光强分布灯具效率和眩光限制提出要求。对于灯具效率，常规道路照明灯具效率由提高到，泛光灯效率由提高到，分别提高了。因此灯具性能要高于标准要求实现配光分布，效率及眩光控制，必须进行科学合理的灯具光学系统设计，传统道路照明的配光特征曲线如图所示。室内照明灯具光学设计对节能减排也起到重要作用，比如办公室照明多采用格栅灯，如果格栅和反射器能够科学设计，提高格栅灯的效率，那么节能效果就相当明显。当前格栅灯满足眩光控要求的效率大多，而且光分布也不是很好，要保证办公室照明的基本要求，就需要更多数量的灯具，会造成能源浪费。现在些著名企业都推出灯具效率在以上的优良眩光控制格栅灯，照明质量得以改善，而且立刻节能以上。还有就是厂房和仓库的照明，目前大多使用光源的工矿灯，工矿灯的效率大概在之间，如果采用荧光灯管的高挂灯，科学设计其光学系统，则眩光控制要求比工矿灯好，灯具效率可达以上。比如采用高效荧光灯管的高挂灯照明效果与采用金卤灯的工矿灯相当,但可节能以上。图是些室内照明用典型灯具的配光特征曲线。灯具光学系统设计原理灯具光学系统就是灯具使用光源，遮光罩灯罩和反射器灯杯组成的具有相互位置关系的整体，是灯具结构个子系统，是实现灯具照明功能最直接的也是最终的执行系统。灯具光学设计就是利用几何光学原理设计由复杂非自由曲面组成的反射器和遮光罩，使光线射向所要求照明方向的种办法。在灯具光学设计中，评价灯具光学性能的主要因素是被照平面的照度及照度均匀度灯具输出的光通量灯具眩光等。有许多因素影响灯具光学功能的评价，诸如使用场合照明的要求，照明空间的布局与结构，被照面的表面特性背景种配光曲线。在新开发照明灯具时只需按照配光要求组合反射器模块，就可以实现特殊要求的配光设计，从而在应用中选择合适的配光，做到合理投射和利用光线，以达到最佳的照明效果。这样做则减少灯具开发进度，二则便于通过改变局部反射器模块形成新的配光，灯具结构不需要太大改动。采用模块化设计全方位组合不同反射功能的反光罩和遮光罩，减少内部反射次数，控制投射方向和光束形状，原本投射到非照明区域的散射眩光溢出及偏射光和人工照明形成的天空杂散光得以减少。可以提供个舒适清晰自然的照明环境，同时节省成本，降低能源消耗。照明灯具控光器件材料的选用灯具的反射面应尽量选用高反射比的材料，灯具上的透光罩应尽量选用透射比高的材料，以提高灯具的效率。目前多数投光灯的反射器材料大多采用铝型材厂提供的用于照明的铝板，如安铝，美铝意铝法铝等品牌的铝板，国产铝主要是甘铝贵铝等。在设计反射器时为了保证工作平面上照度的均匀性，般多采用锤纹或是雾面材料图，但缺点是光线漫射会造成灯具出光率降低，而且不易形成窄光束配光，造成照明眩光，与绿色照明的宗旨相背离，根据笔者灯具设计的经验，可以考虑反射器多采用高反射率的镜面铝板图，整个反射器采用多自由反射曲面的组合，而不是当前大块曲面的反射形式，便于实现灯具光束的控制。虽然反射器加工成型成本会增加，但从长远考虑，考虑节能的费用，加工成本增加的费用完全可以补偿，利用镜面反射材料代替般的雾面材料，灯具出光率提高以上，利用镜面材料代替锤纹铝材，提高出光率以上。另个方面是有关折射罩材料的选用，由于光线以大入射角入射透镜，则在入射表面形成较强的反射，真正进入透镜的光线就会减少，降低灯具出光率。比如非对称配光的投光灯具为了在工作平面形成均匀照度，希望在垂直平面内灯具的最大光强角度较大，比如，般的设计也在以上，但是出现的问题是当光线以较大入射角照射到玻璃表面时，玻璃表面反射率将增加，穿透玻璃射出的光线将减少，从而影响灯具的出光率，所以在选择泛光灯具折射器时，考虑在玻璃内表面涂镀增透膜或采用防反射玻璃，以提高灯具的出光率。只有根据要求合理选择灯具的反射器材料和折射器材料，再结合多曲面反射的配光设计，全面提高灯具的出光率，降低照明能耗，减少眩光，真正实现绿色照明。三典型灯具光学设计示例在灯具新产品研发过程中，特别注意灯具的光学系统设计，考虑如何提高灯具的光输出效率灯具溢出光控制和良好的灯具配光分布，以期实现最佳的照明功能。这里就不同类型的灯具光学设计作个简要的概述。图是款新型隧道灯的光学系统和反射器的制作模型，为了节省成本,该反射器使用隧道灯常用反射器材料,只是在反射器形状上设计采用自由曲面,利用该反射器获得的灯具配光分布特征曲线如图所示，该灯具相对传统的隧道灯具不但光输出效率高达以上，而且是全截光灯具，灯具照射面积大，可使用相对较少数量的灯具实现隧道照明所要求的均匀度和平均照度。目前市场上隧道灯具的平均效率大概之间,可以节能,由于照射面积大,可以采用较少灯具,参照高压钠灯能耗,也可节省左右。图是款新型格栅灯的光学系统以及配光曲线特征，反射器形状设计采用自由曲面,利用该反射器获得的灯具配光分布特征曲线如图所示，该灯具光输出效率实测高达以上，眩光控制等级满足的要求，灯具配光曲线为典型的∆配光,灯具照射面积大，可使用相对较少数量的灯具实现隧道照明所要求的均匀度和平均照度。相比传统灯具，由于照射面积大,光输出率高,可以采用较少灯具满足办公室照明要求，参照荧光灯能耗,也可节省左右。图是款新型荧光灯光源高挂灯及其光学系统，这款灯具主要替代光源高挂灯，反射器形状设计采用自由曲面，利用该反射器获得的灯具配光分布特征曲线如图所示，该灯具光输出效率实测高达以上，灯具在角方向最大亮度不超过,所以眩光控制很好，而且灯具照射面积大，可使用较少数量灯具实现工厂仓库所要求的均匀度和平均照度。相比传统灯具金卤灯高挂灯,考虑能源消耗和灯泡更换成本，年可节省费用，具有显著的经济效益。图是款传统道路灯反射器，采用高纯铝深拉延成型，表面进行氧化处理，由于反射器形状不规则，表面抛光困难，所以反射器镜面反射率很难提高，灯具光效和配光形状很难改善，反射器成型废品率高，目前使用传统反射器结构的全截光路灯出光效率大概在之间灯具配光分布特征曲线如图所示。依据光学原理设计新型的道路灯反射器，该反射器采用传统成型技术，也可以提高灯具效率到左右，即可节能，而且道路侧光输出高，灯具有效效率高，节能就更加显著,如图所示。投光灯光学系统设计也相当重要，良好的设计不但可以控制灯具的光束形状，而且完全能够按照明场合所要求的光束角及配光形状设计反射器，不但可以提高灯具的有效效率，而且可以控制灯具的溢出光和溅射光，造成不必要的光污染和眩光。图是款投光灯的光学系统模型，设计光束角是度，灯具效率可达。般窄光束大型投光灯光输出效率大概左右,较好的设计也在之间，所以灯具光学系统设计在泛光照明中的节能更加显著这种窄光束的投光灯在因其在反映面上亮度致，在垂直面上光分布过渡自然，与夜特空成明显的对比，显示了光的力度灯具向上仰角大，光强峰值与地面的夹角在抑制眩光的范围内，并且尽可能扩大了被照面和周围环境的亮度，所以不会出现失能眩光。图自由曲面拼接投光灯反射器样品总之，对于照明灯具，特别是泛光照明道路照明室内照明灯具，今后的发展方向是进步改善灯具使用的光源，比如新型光源，同时要结合新型光源科学设计灯具控光器件，提高灯具的光输出率，实现照明节能的最终目的。基于上面的分析，我们可以看到，灯具光学系统在照明节能减排中占据相当重要的位置，所以我们的设计人员要不断学习，不断创新，设计出更多更好的照明灯具，为环境照明服务。灯具光学系统设计在照明节能减排中的作用摘要本文主要根据照明应用场合的具体情况分析，在灯具光学设计时充分考虑关于绿色照明的理念和要求，首先选择短弧，高光通或高显色性和高流明维持率的光源，其次采用模块化设计全方位组合不同反射功能的反光罩和遮光罩，控制光的投射方向和光束形状，同时改善照明灯具控光材料的光学性能，提高灯具的光输出效率，降低灯具溢出光及偏射光，减小人工照明形成的天空杂散光，提高照明场合的照明水平和视觉舒适