LED燈在室內(nèi)照明中的應(yīng)用

李彩娟蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，甘肅蘭州　730050

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LED燈在室內(nèi)照明中的應(yīng)用

李彩娟
蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，甘肅蘭州730050

摘要隨著“節(jié)能減排”、“低碳環(huán)?！庇^念的提出，以及LED照明產(chǎn)品性能的持續(xù)提升、制造成本的不斷下降、LED標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證和檢測(cè)行業(yè)的完善，LED燈具在室內(nèi)照明中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。在設(shè)計(jì)使用時(shí)要關(guān)注LED的特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短的使用，以達(dá)到預(yù)期的良好效果。

關(guān)鍵詞LED燈具；室內(nèi)照明；節(jié)能

LED照明始于20世紀(jì)60年代，隨著科技的進(jìn)步，新材料的不斷出現(xiàn)，2000年后，LED的照明效率已超過(guò)熒光燈。白光LED因效率高、功耗小、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、可控制性高、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為第四代照明光源，目前LED光源被廣泛的應(yīng)用于城市夜景照明、裝飾照明、室內(nèi)展示照明和家庭照明中。作為照明設(shè)計(jì)者需對(duì)LED燈具有正確的理解和認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮LED的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用中要揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短。

1　室內(nèi)照明使用LED燈具的優(yōu)勢(shì)

1.1節(jié)能

目前主流的LED燈具的光效已經(jīng)達(dá)到100-120lm/W，LED在相同的照度水平、接近的照明質(zhì)量下可以取代白熾燈、鹵素?zé)簟⒕o湊型的熒光燈，但目前還不應(yīng)以LED替代高效的三基色直管熒光燈。LED價(jià)格在快速下降，預(yù)計(jì)到2020年價(jià)格將是2011年價(jià)格的4%～6%。LED冷白光、暖白光顆粒的價(jià)格和性能預(yù)測(cè)如圖1和圖2所示。

圖1　LED冷白光顆粒價(jià)格和性能的預(yù)測(cè)

圖2　LED冷白光顆粒價(jià)格和性能的預(yù)測(cè)

1.1.1壽命長(zhǎng)，維修成本低

LED燈具為固體發(fā)光光源，使用壽命可達(dá)10000h，是傳統(tǒng)燈具壽命的10倍，LED光衰可減少到70%的標(biāo)稱(chēng)壽命，大大減少了燈具的更換頻率，且其壽命受開(kāi)關(guān)的影響更小。

1.1.2色彩豐富

LED燈具利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)控制下可產(chǎn)生16777216種顏色，可實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果。同時(shí)LED燈的色溫、演色性可變，可按被照體選擇不同光源，提升美學(xué)效果。

1.1.3啟動(dòng)快、調(diào)光方便

LED發(fā)光管響應(yīng)時(shí)間很短。采用專(zhuān)用電源給LED光源供電時(shí)，達(dá)到最大照度的時(shí)間小于10ms。LED燈具可實(shí)現(xiàn)0-100%的連續(xù)調(diào)光，在特低電壓下工作，可連續(xù)工作與開(kāi)關(guān)、閃斷的工作狀態(tài)。

1.1.4環(huán)保

LED燈具生產(chǎn)的過(guò)程及產(chǎn)品本身沒(méi)有金屬汞的危害，制造LED芯片的環(huán)氧樹(shù)脂固化后有良好的物理化學(xué)性能，損壞后可回收再利用；LED顆粒產(chǎn)生的光不會(huì)輻射大量的紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)，避免被照體被破壞。

2　室內(nèi)照明使用LED燈具應(yīng)考慮的問(wèn)題

2.1散熱

LED光源為半導(dǎo)體發(fā)光光源，對(duì)溫度很敏感。當(dāng)LED的工作溫度達(dá)到85℃時(shí)，光通量將下降一半，波長(zhǎng)變長(zhǎng)發(fā)生紅移，超過(guò)90℃時(shí)有燒毀的危險(xiǎn)。而LED燈具的重要組成部分是芯片和驅(qū)動(dòng)電源，LED芯片在將電能轉(zhuǎn)換為光能的過(guò)程中一部分轉(zhuǎn)換成了熱量，加之LED是點(diǎn)光源，產(chǎn)生的熱量集中在極小的區(qū)域，驅(qū)動(dòng)電源中的變壓器、開(kāi)關(guān)管、電解電容、儲(chǔ)能電感都是發(fā)熱量大的元器件，所以要將LED的工作溫度要控制在65℃以下，就要求LED照明燈具一定要有很好的散熱。散熱直接影響燈具發(fā)光的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的使用壽命。而目前散熱器以金屬材質(zhì)為主，會(huì)使得LED燈具的質(zhì)量是傳統(tǒng)燈具的幾倍。

2.2價(jià)格較高

LED燈具要替換傳統(tǒng)燈具時(shí)需加驅(qū)動(dòng)電路、燈殼、等頭等，使得在同等亮度下，節(jié)能燈的成本一般為0.5～1.5元/W，而LED燈具的成本卻為5～10元/W，但考慮LED燈具的壽命為節(jié)能燈的10倍，兩者的價(jià)格相差不多。隨著晶片生產(chǎn)技術(shù)的改良及各種專(zhuān)利技術(shù)的解禁，LED燈具正朝著高效率、低成本的方向發(fā)展。

2.3光生物安全

藍(lán)光危害會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜損傷，照明產(chǎn)品的藍(lán)光損害受照明產(chǎn)品的光譜成分、亮度等的影響。而光源的光譜成分的影響僅與色溫有關(guān)，與光源的種類(lèi)無(wú)關(guān)。由于LED光束的方向性強(qiáng)，發(fā)光亮度高當(dāng)光源色溫超過(guò)4000K會(huì)存在較大的生物安全。LED照明燈具的光生物安全是一個(gè)需要考慮的問(wèn)題。

3　LED燈在室內(nèi)的應(yīng)用

LED室內(nèi)燈包括LED燈管、LED射燈、LED筒燈、LED格柵燈、LED燈泡等。LED燈管與傳統(tǒng)的熒光燈在外形、尺寸、口徑上都是一樣的，有T5、T8、T10之分，長(zhǎng)度有0.6m，0.9m、1.2m、1.5m、1.8m、2.4m等。目前的LED燈以PC加散熱鋁的組成為主流，具有散熱性能好、光線(xiàn)分布均勻等特點(diǎn)。LED燈管采用直流電驅(qū)動(dòng)，根據(jù)電源使用的位置不同分為內(nèi)置式和外置式，電源位于燈管的內(nèi)部為內(nèi)置式，電源位于燈管外部的為外置式。LED燈管替換普通熒光燈時(shí)采用內(nèi)置式電源，安裝時(shí)只需去掉普通熒光燈的鎮(zhèn)流器和啟輝器，LED燈管兩端加交流220V。新安裝的LED燈管可采用外置式。LED射燈主要用于替代傳統(tǒng)的鹵鎢燈用于制造效果，點(diǎn)綴氣氛用，多為內(nèi)置式電源。LED筒燈在局部照明時(shí)使用。

4　LED燈具在室內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)所

1）長(zhǎng)期工作或停留的房間或場(chǎng)所中推薦使用色溫在4000K以下的LED燈管；2）疏散照明、疏散標(biāo)志燈及其他的標(biāo)志燈；正常照明采用HID燈的備用照明可采用LED燈；3）樓梯間、走廊以前采用節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)控制的白熾燈可用LED燈替換；4）商場(chǎng)、展館局部照明的可采用LED燈；5）賓館需調(diào)光的床頭燈、閱讀燈、夜燈、衣柜燈、進(jìn)門(mén)過(guò)道燈、衛(wèi)生間洗浴燈等可采用LED燈；6）作為局部照明或安全特低電壓供電的檢修燈可采用LED燈；7）建筑里是決條件要求不太高的輔助場(chǎng)所，如走道、衛(wèi)生間、一般用途的庫(kù)房、風(fēng)機(jī)、水泵房等，可采用LED燈。

5　結(jié)論

LED作為新光源處于快速動(dòng)態(tài)發(fā)展中，相對(duì)于傳統(tǒng)光源具有很好的節(jié)能潛能。照明設(shè)計(jì)中降低LPD限值為L(zhǎng)ED提供了廣闊的發(fā)展空間。作為照明設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)使用時(shí)要關(guān)注LED的特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短的使用，以達(dá)到預(yù)期的良好效果。

參考文獻(xiàn)

［1］李炳華，宋鎮(zhèn)江.建筑電氣節(jié)能技術(shù)及設(shè)計(jì)指南［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］劉祖明，黎小桃.LED照明設(shè)計(jì)與應(yīng)用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2011.

中圖分類(lèi)號(hào)TM5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0195-02

作者簡(jiǎn)介：李彩娟，蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院。