客观地讲,LED在室内照明中的应用刚刚起步,许多因素制约着其在室内照明中的应用。本文尝试对此问题进行分析,共同关心此问题,科学、合理地推动LED技术的应用。
◆ ◆ ◆ LED应用在室内照明的条件日趋成熟
对设计来说,现在已经具备在室内使用LED灯的基本条件。归纳起来如表1所示,这些参数大多是我国CQC认证的内容,而3C认证主要对安全、电磁兼容方面进行认证。
表1 LED灯的主要参数及要求 注:
1、功率因数的实测值不应低于标称值的0.05。
2、显色指数中R9是某光源对“饱和红色”的显色指数。显色指数有R1、R2、R3、......R14、R15。前8个的颜色是常见颜色,它们的平均值为Ra。后7个是:饱和红色、饱和黄色、饱和绿色、饱和蓝色、白种人皮肤色、树叶绿、亚洲人皮肤色。
3、限于长期工作或停留的房间或场所。
4、在寿命期内LED灯的色品坐标与初始值的偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定的CIE 1976均匀色度标尺图中,不应超过0.007;
5、LED灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》GB/T 7921-2008规定的CIE 1976均匀色度标尺图中,不应超过0.004。
◆ ◆ ◆ 应用场所分析
《建筑照明设计标准》GB50034-2013对不同类型建筑物、不同场所的照明标准给出要求,为了达到标准值的指标可以采用多种途径和方法。
在民用建筑应用方面,下列光源将不予考虑:
普通白炽灯——2011年我国发布了“中国逐步淘汰白炽灯路线图”,正逐步淘汰白炽灯;
卤钨灯、荧光高压汞灯——综合能效指标[7]较低,即光效低、寿命短;
高压钠灯——显色性不满足要求;
普通卤粉直管荧光灯——显色性不符合要求,且光效较三基色荧光灯低很多。
表2为住宅建筑主要场所可使用的光源。
从表2可以看出,住宅建筑的卫生间、厨房、电梯厅、走道、楼梯间、车库等场所可以大胆的使用LED灯,而人长期停留的起居室、卧室、书房等场所需要谨慎对待、慎重选用,因为LED灯对人安全性问题还在研究过程中,尤其对孩子的视力影响还需进一步评估。
表2 住宅建筑主要场所常用光源 注:表中,√——可用;○——谨慎使用;×——不推荐使用。
由表3可知,办公建筑的前台、接待场所,可以使用LED筒灯、射灯,既起到装饰作用,又能节约能源。其他办公场所可根据需要慎重选用,选择符合标准要求的、质量优良的LED办公灯具。
表3 办公建筑主要场所常用光源 注: 1、表中,√——可用;○——谨慎使用;×——不推荐使用; 2、表中照度值的参考平面及其高度除设计室为实际工作面,其他均为0.75m水平面。
表4是酒店主要场所推荐使用的光源。除大堂、多功能厅、游泳池等少数场所外,酒店大多数场所可使用LED灯,现在许多酒店已经使用了LED功能性照明灯具,取得了良好的应用经验,尤其客房的阅读灯、筒灯、射灯等,使用较多,效果较好。
表4 旅馆建筑主要场所常用光源 注: 表中,√——可用;○——谨慎使用;×——不推荐使用。
表5 商业建筑主要场所常用光源 注: 表中,√——可用;○——谨慎使用;×——不推荐使用。
表5为商业建筑主要场所推荐使用的光源。LED灯在商业建筑中可以大显身手,经常在橱窗照明、柜台照明、货架照明等场合使用,尤其适合重点照明场所。
民用建筑中常见的设备机房常用光源见表6,LED灯在这类场所需慎重使用,一方面LED灯性价比不占优势,另一方面设备用房环境不同于其他室内场所,存在潮湿、震动、电磁干扰等情况,使用时需进行评估和分析。
表6 设备用房常用光源 注: 1、表中,√——可用;○——谨慎使用;×——不推荐使用; 2、计算机房、控制室等有显示屏场所需防光幕反射; 3、锅炉水位表处的照度不小于50lx; 4、表中照度值的参考平面及其高度除注明者外均为0.75m水平面。
◆ ◆ ◆ 存在的问题
>>>> 标准问题
我国LED灯与IEC的标准体系相仿,有些标准已经完成,有些标准尚未制定或正在制定过程中,在已颁布执行的标准中重复编制现象比较严重。另一方面,作为应用标准的设计规范尚不完善,对此新技术还需进一步研究。
国际上,以飞利浦、欧司朗等企业联合成立的ZAGA联盟将对LED灯的接口进行规范和要求,也必将对我国2万余家LED企业带来冲击和挑战。同时COB等技术对LED光源的生产也会产生重大影响。
因此,LED标准相对滞后,企业联盟的标准壁垒影响了LED在室内照明中的应用。
>>>>技术发展中的问题
LED技术处于快速发展期。目前LED芯片的光效从十年前的15lm/W呈现约二十倍的增长,已经超过T5三基色直管荧光灯的光效。
以科锐公司今年上半年新推出的XLamp XP-L LED商业化量产单芯片大功率LED封装器件为例,在350mA电流条件下光效高达200lm/W,光通量达1226lm。
而这时期该公司的白光功率型LED实验室光效超过300lm/W。不仅如此,未来几年,LED芯片光效每年将以20-25%的速度提升。
技术进步的同时,也承受着其快速发展的压力。上游外延芯片快速发展,影响了中下游的产品研发、定型。
试想,经过长时间的产品研发、试验、修改、再试验,到最后通过国家相应的检测试验及3C、CQC认证,产品定型之时也就意味着技术的落后。
>>>>光健康问题
LED光所引发的健康问题一直在行业内备受争议,照明界与医疗卫生部门的观点不太一致,此类问题在国际上也是新的课题,目前还在研究过程之中,短时间内很难下定论。
>>>>性价比
目前,LED灯的性价比不占优势。从性能角度看,中国不乏品质优秀的LED产品,同时也存在大量质量低劣的LED灯,2万余家的LED照明企业生产出海量的、质量参差不齐的LED产品,再加上如上所述的诸多问题,增加了选择质量优良产品的难度。
从价格看,LED灯的价格明显高于它所替代的光源价格。
表7为阿里巴巴网站上公布的单只LED球泡灯技术参数和售价,从表中可以看出,LED节能效果非常明显,但其性价比不高,与相近光通量的白炽灯、节能灯相比对,LED球泡灯的价格是白炽灯价格十倍之多,是节能灯的2倍。
而消费者买灯是为了得到光,按单位价格计算,1元钱只能买15lm LED球泡灯的光;同样1元钱,可买170lm白炽灯的光,27lm节能灯的光。
因此,LED应用在室内照明除提高产品性能外,还需降低成本,从而降低售价,努力提高LED灯的性价比。
表7 LED球泡灯性价比比较
结束语
综上所述:
现在还有些亟待解决的问题影响了LED进一步的推广和应用,相信随着LED技术不断进步、成熟,价格不断降低,其在室内照明中的应用必将越来越广。
以上为个人观点,不妥之处敬请读者批评指正!
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