LED商业照明在商业环境推广问题探讨

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：全球性的节能减排给LED照明带来了前所未有的发展机遇，本文简要介绍了LED照明，并就商业照明的特性需求，阐述了目前技术条件下LED商业照明的优缺点。
　　
　　一、商业照明的特性和对照明光源的品质要求
　　1、商业照明的特性
　　商业照明不同于其他普通场所照明。首先对于用在特定商业环境的光源的照度、色温、光源显色有科学的界定及根据要求而进行较准确的测算；其次，商业照明的目标针对性明确，为了达到突出某一功用往往需要进行特定的设计，以烘托环境，反映特定的商业性质及特点；第三，商业照明的性质由照明的目的决定，往往在渲染气氛的手段上使用区域多点光源、光色空间组合；第四，随着高科技电脑可控技术的运用，能够以动态的、可变幻的、有特定程序的方式与受众达到交互的状态；第五，随着紧凑型光源的发展，镇流器等超小、超薄、各种新技术、新工艺的灯用电器配件的不断采用，商照灯具正在向小型、实用和多功能化方面发展；第六，由单一的照明功能向照明与装饰并重方向转化。
　　2、商业照明对光源品质的要求
　　由于商业场所自身的复杂性，商业空间照明除了要考虑基本照度外，尚需考虑与实际的环境需求相配合的各种重点照明，两者和谐统一，方可营造出一个优秀的整体照明效果。因而对照明光源有相应的要求。
　　1）色温
　　随着照明光源不断发展和出新，照明中常用光源可以按照它们的色温或相关色温分类。第一类是色温或相关色温在3300°Ｋ以下的光源，光源的色表为暖色；第二类色温或显光色温为3300-5300°Ｋ，光源的色表为中间色；第三类则在5300°Ｋ以上的光源，光源色表为冷色,表1。
　　2）显色性
　　按照我国现行规范，照明用灯的显色组别分为4组，即显色指数Ra≥80,60≤Ra<80，40≤Ra<60，Ra<40，在商业照明中对光源显色指数要求是比较高的场所之一，按照国际照明委员会的规定，商业照明光源的显色指数是Ra≥80。一般是忠实于商品的颜色，自然而真实地表现。在设计时可采用显色指数较高的光源，当光源的显色指数越接近100（Ra≈100）时，则商品颜色越真实。
　　二、目前LED作为商业照明光源的优势与不足
　　1、LED的优势
　　1）体积小
　　LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。空间占居小可以满足商业照明中狭窄空间照明的需求。无论空间大小、空间是否规则，都可以安装照明光源，从此商业空间将没有暗区。
　　2）光效高、耗电量低
　　LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近100%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能80%以上。LED设计之初的功率小于50毫瓦，目前LED的功率已经上升为150lm/Watt。
　　将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm／W，螺旋节能灯的光效为60lm／W， T5荧光灯则为96lm／W，而直径为5毫米的白光LED光效可以超过150lm／W。 由此可见，LED的节能性是非常可观的。实际研究表明，使用LED光源照明比常规白炽灯能够节约大约80%的能源，就是与当今最流行的T5荧光灯相比，节电率也能达到60%。
　　3）使用寿命长
　　有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。
　　4）高亮度、低热量
　　LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。
　　5）环保
　　LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源
　　6）坚固耐用
　　LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。
　　7）多变幻
　　LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
　　8）技术先进
　　与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。
　　LED作为新产品，有大量的优点让全世界的人都在关注它。同样，它仍然存在着技术和市场推广的难点。尤其是商业照明的环境特点使得LED照明灯具不足更是制约着它的发展速度。
　　1、无国家标准、市场混乱
　　技术处于起步阶段，国家尚未有相应的标准和规范出台。不能对产品进行全面的规范，导致LED产品市场混乱，良莠不齐。生产者没有参照系设计生产产品，使用者没有参照系判断产品。虽然国家已经在着手开展相应工作，但要出成果尚待时日，规范出台之前，LED照明市场仍将是一片混乱。
　　2、散热
　　LED的耐热很差是人所共知的，必然会带来灯芯寿命的问题。现有的LED灯的设计往往散热难以达到要求，在一个散热要求非常苛刻的领域，却使用十分低劣的被动散热方式，而且多是风冷，甚至是封闭式的风冷。像一些灯具在驱动板和铝散热片之间要加塑料套管以增加绝缘的可靠性，还需要灌散热硅胶以提高散热能力。而T8的灯管灯管还是封闭的，灯芯只能依靠空气对流传热到灯管背面的铝管上进行散热。一般这类灯的内部温度都会有七八十度。并且要是兼顾散热，重量又是问题;兼顾重量，散热难以保证，这在现有设计中是两难的选择，尚没有可行的标准。
　　3、LED照明系统寿命
　　假如不考虑电源和驱动的故障，LED的寿命表现为它的光衰，也就是时间长了，亮度就越来越暗，直到最后熄灭。通常定义衰减30%的时间作为其寿命。
　　LED灯芯寿命随温度的升高而呈指数降低;电解电容温度每升高十度寿命降低一半;MOS温度升高，内阻增加，损耗增加，温度又会升高(恒流模式)，最终烧毁。当然，国内的厂商没有给出具体LED灯具的寿命，宣传的时候只是提到LED灯芯寿命十万小时，但是LED的寿命瓶颈在系统驱动板，往往LED灯芯没有损坏，系统驱动已经寿终正寝了。
　　我们这里要讨论的就是结合LED本身和电源、驱动的寿命的照明系统寿命。它是上述两者中最短的时间。
　　4、价格
　　一般的LED驱动板在70度的温度下可能寿命仅5年(家用)，远没有达到LED灯芯 10年的“概念”。所以相对比同等亮度的荧光灯来说，虽然LED照度成本与荧光灯的差距已在5倍，即便荧光灯只有1年的寿命，1W1元的荧光灯要远远比1W10元的LED划算得多。尤其是LED灯具损坏往往灯芯没坏，却要整个灯更换。算一算因为十分之一的驱动板却要丢弃剩下十分之九的灯(灯芯和散热片占了整个灯具绝大部分的成本)，如果每一个厂商都没有做好回收再利用的话，客户是不会喜欢这样的产品的。
　　5、 光感
　　光感就是人眼对LED发光的视感――视觉感受。因为LED灯作为一个照明的产品，其视感是非常重要的。LED一个优势是光谱纯净，但是这在视觉上面却是一个非常严重的劣势。人的眼睛是不能长时间观测一个单色谱的光源。当然，LED可以调制，但是比较麻烦，比较专业，需要理论和大量的调研数据支持，是很多均光材料厂商或者LED光源厂商抑或是方案供应商难以实现的。
　　LED是点光源，所以一般LED的灯具颗粒感都比较明显，并且其发光位置比较集中，目视灯具的时候会有刺痛感，这种感觉在其他光源中一般只有大功率的才会出现。所以LED需要在均光上面做更好的设计，以实现在保证亮度的情况下，将点光源尽量扩展成面光源，提高眼睛的舒适度。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-364674.htm