分析LED在室內(nèi)照明中的應(yīng)用

王 煜（湖北工程學(xué)院，432000）

分析LED在室內(nèi)照明中的應(yīng)用

王 煜
（湖北工程學(xué)院，432000）

本文將簡(jiǎn)述LED的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)LED照明與普通照明進(jìn)行比較，觀察它們壽命周期成本和光源方面數(shù)據(jù)的分析，對(duì)LED照明經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行探討，同時(shí)，根據(jù)LED目前的發(fā)展水平，提出目前LED燈在室內(nèi)應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題，給出LED的選用建議。

LED；室內(nèi)照明；應(yīng)用

0 引言：隨著LED技術(shù)的出現(xiàn)，照明事業(yè)被推動(dòng)出現(xiàn)了一場(chǎng)變革。目前，伴隨LED技術(shù)日益成熟，LED照明燈性價(jià)比在不斷攀升，使得LED照明深受人們青睞，LED在室內(nèi)照明的應(yīng)用變得越來(lái)越普及。如今的LED照明與傳統(tǒng)照明相比具有較大優(yōu)勢(shì)，大功率LED的發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)建筑夜間照明的應(yīng)用和發(fā)展，然而，依然存在著許多因素限制著LED在室內(nèi)照明中的應(yīng)用，因此，對(duì)于LED技術(shù)的選擇和掌握依然需要進(jìn)行科學(xué)合理的研究。

1 LED發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 LED顆粒技術(shù)

目前，伴隨著LED顆粒技術(shù)的飛速發(fā)展，一次封裝顆粒已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。白光顆粒光效的極大提高為L(zhǎng)ED白光照明的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)，當(dāng)前，大功率專用LED光效基本可達(dá)100lm / W 以上，使得LED取得了良好的節(jié)能效益。

1.2 LED燈具

圖1 室內(nèi)照明LED燈具與傳統(tǒng)燈具的對(duì)比圖

LED顆粒一般在整合至燈具內(nèi)部后，由于增加了一些光學(xué)器件，造成光學(xué)效率有所下降，對(duì)于目前室內(nèi)應(yīng)用較多的射燈、燈盤、筒燈、燈帶等形式的燈具，由于它們對(duì)光學(xué)上的要求不同，所以光學(xué)效率的損耗也不同。目前，對(duì)于LED燈一方面綜合能效高，應(yīng)用于室內(nèi)照明的筒燈，其綜合能效一般可達(dá)60 lm / W以上，而普通的節(jié)能筒燈只有30 ～ 40 lm / W，因此，LED燈具有很大的能效優(yōu)勢(shì)，更能節(jié)約能源，且更符合社會(huì)的發(fā)展需要。另一方面，LED燈在顯色指數(shù)、色溫及控制操作性上都控制地很好，LED使用面發(fā)光的燈盤其高水平的性能在某些領(lǐng)域?qū)⒅饾u取代傳統(tǒng)的燈盤，而且針對(duì)不同場(chǎng)合，有不同參數(shù)的LED燈具可供選擇，適用性將更強(qiáng)。

2 LED與傳統(tǒng)照明設(shè)備的比較

2.1 壽命周期成本比較

圖2 LED光源輻射

圖1展示了室內(nèi)照明LED燈具與傳統(tǒng)燈具的對(duì)比圖，基于led燈具的全壽命周期的成本分析，燈具的成本因素包括兩部分，分別是燈具的初始購(gòu)置成本和燈具的使用成本，前者取決于市場(chǎng)價(jià)格，后者取決于燈具壽命、電力費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用?？梢钥吹?，LED照明燈考慮到制造工藝和部件價(jià)格，市場(chǎng)價(jià)格要比普通照明燈高出許多，但是綜合考慮到目前的電力價(jià)格與燈具的使用與維修，LED照明燈全周期成本要明顯低于同等效用的傳統(tǒng)燈具，已經(jīng)具備明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)在今后，隨著科學(xué)技術(shù)的提高，LED的成本優(yōu)勢(shì)將更為明顯，實(shí)現(xiàn)替代傳統(tǒng)照明使用的推廣。

2.2 光源比較

目前，針對(duì)不同的光源技術(shù)，各類照明燈分別展現(xiàn)出了它們的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。其中，傳統(tǒng)節(jié)能燈有一體化節(jié)能燈與分離式節(jié)能燈，它們的區(qū)別在于整流器的放置位置不同。分離式節(jié)能燈將整流器外置，而一體化的節(jié)能燈將整流器設(shè)置在光源內(nèi)部，因而，受光源散熱影響，壽命不高，同時(shí)光源諧波、功率等相比分離式節(jié)能燈要低很多，但他們?cè)诠?jié)能方面相差不明顯。另一種T系列熒光燈，它的效率遠(yuǎn)高于其他節(jié)能燈，并且一般1.2m和1.5m 長(zhǎng)的類型在效率上比14 W或24 W的高出許多，這種熒光燈的光源采用發(fā)散的形式，因此，其燈具效率的提高必須依靠外部的燈具反射器，否則會(huì)影響發(fā)光利用率和使用壽命。大功率LED采用顆粒技術(shù)，在光效和能耗上都達(dá)到了很高的水平，且系統(tǒng)能效伴隨著每個(gè)驅(qū)動(dòng)器所帶顆粒數(shù)的增加而升高。目前，LED的效率已高于大多數(shù)的傳統(tǒng)光源，具有很高的優(yōu)勢(shì)。

3 LED應(yīng)用中存在的問(wèn)題

3.1 發(fā)展不平衡問(wèn)題

隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展，LED芯片光效取得了成倍的增長(zhǎng)速度，并且在今后幾年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)依然不減，然而，單方面技術(shù)的進(jìn)步并不利于LED的全面發(fā)展，上游芯片的快速發(fā)展給下游產(chǎn)品的研發(fā)、定型帶來(lái)了巨大壓力，造成上游技術(shù)突飛猛進(jìn)與下游產(chǎn)品停滯不前的矛盾日益突出，最終導(dǎo)致LED的發(fā)展進(jìn)度參差不齊。另一個(gè)層面上來(lái)講，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)、試驗(yàn)、修改、在試驗(yàn)，到最終通過(guò)檢測(cè)和認(rèn)證，當(dāng)產(chǎn)品定型時(shí)技術(shù)也許不再適用，造成產(chǎn)品與技術(shù)選擇嚴(yán)重脫節(jié)。因此，LED在發(fā)展的過(guò)程中必須注重產(chǎn)品與技術(shù)同步發(fā)展，促使發(fā)展得以全面進(jìn)行。

3.2 光應(yīng)用方面的不足

3.2.1 散熱問(wèn)題

LED光釋放大量熱量，使得散熱成為了必然的考慮因素，考慮到溫度控制不好，將影響光效，造成光通衰減，甚至影響顯色性及色溫的穩(wěn)定性，目前，許多學(xué)者仍在探索、實(shí)踐，尋找降低結(jié)溫的有效辦法。

3.2.2 光健康問(wèn)題

LED光健康問(wèn)題一直以來(lái)備受爭(zhēng)議，事實(shí)上，目前的LED照明燈色溫偏高，長(zhǎng)期在燈光下工作容易影響人體皮膚，造成人體缺水。圖2顯示了LED的藍(lán)光光譜過(guò)多，容易對(duì)人產(chǎn)生刺激感，使人感覺不舒適，同時(shí)，光線過(guò)強(qiáng)刺激人的眼睛，容易對(duì)眼睛造成傷害。

3.2.3 調(diào)光問(wèn)題

LED 用作室內(nèi)功能性照明，如何設(shè)計(jì)燈具的配光和控光系統(tǒng)，也是一個(gè)新課題，定向發(fā)光的LED 不同于現(xiàn)有光源，燈具的反射、漫射、配光，都有自己的特點(diǎn)。

4 LED的適用場(chǎng)所

根據(jù)不同場(chǎng)合對(duì)于光線的要求，選擇合適的照明燈也是一門學(xué)問(wèn)。對(duì)于類似住宅的樓梯間走道、疏散照明燈等，可以選用LED代替普通節(jié)能燈，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于商場(chǎng)、博展館、公共建筑等需要重點(diǎn)照明的場(chǎng)合，可以選用LED射燈或筒燈。同樣，對(duì)于目前白熾燈和鹵素?zé)魬?yīng)用較多的場(chǎng)合也可選用LED燈來(lái)代替。一些要求較高的場(chǎng)所，如需要調(diào)光的廳堂、裝飾要求高的廳堂、多功能廳等場(chǎng)所，仍需要進(jìn)一步從色溫、光譜和顯色性等方面對(duì)LED進(jìn)行研究。而某些場(chǎng)所，如辦公室、教室、各類工業(yè)場(chǎng)所等，由于對(duì)于視覺環(huán)境及光效的要求較高，目前LED還無(wú)法達(dá)到這些要求，因此，不宜使用LED照明。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著，LED照明燈的出現(xiàn)，其光效強(qiáng)、能耗少、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)日益受到廣大人民的青睞，市場(chǎng)上對(duì)于LED燈的需求也越來(lái)越多，將LED用于室內(nèi)照明取代傳統(tǒng)的照明燈將成為必然的發(fā)展趨勢(shì)，因此，對(duì)于LED發(fā)展過(guò)程中依然存在的各類問(wèn)題，需要進(jìn)一步對(duì)LED技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行研究和改進(jìn)，以增強(qiáng)LED照明在室內(nèi)應(yīng)用的廣泛性和適用性為目標(biāo)，期待LED照明擁有更好的發(fā)展前景。

［1］ 劉相前.LED燈具在室內(nèi)照明中的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，12（3）.

［2］ 趙建平.LED在室內(nèi)照明中應(yīng)用問(wèn)題探討［C］.2011四直轄市照明科技論壇（天津）.天津， 2011：45-49.

Analysis of the application of LED in indoor lighting

Wang Yu
（Hubei Institute of Engineering，432000）

This paper will briefly led the development status，through the LED lighting and general lighting were compared observation and analysis of their life cycle cost and source of the data，carries on the discussion to the economic aspects of LED lighting，at the same time，according to the current level of development of the LED，the LED lamp in indoor applications at present some problems，are led to the suggestion on selection.

LED；indoor lighting；application