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浅谈LED在室内照明中的应用

摘要:本文简述了LED在室内的应用依据和技术条件,分析了LED灯在室内可应用的场所,并对LED灯所存在的问题进行说明,得出了诸多结论:尽快制定、完善LED灯的相关标准,并紧盯国际LED技术的新动态;努力提高LED灯的性价比;现阶段室内可以采用LED筒灯、射灯等,非人员长期停留、工作场所也可使用LED灯,如车库、走廊、楼梯间等;疏散照明可以采用LED照明技术;鉴于LED光健康问题尚处在研究之中,有人员长期停留、工作场所需慎重使用LED灯。  

1概述  

LED在建筑中首先应用在标志标识方面,例如常见的“安全出口”、“电梯”、“卫生间”等电标志标牌早已采用了LED技术,这方面的应用取得了较好的效果,现在比较普及和成熟。随后,LED在夜景照明中得到广泛的使用,尤其北京奥运会的水立方项目[1][2][8],成功将大功率LED应用在建筑物立面照明上,带动了我国LED在建筑物夜景照明中的应用,现在夜景照明已经普遍地采用了LED技术。同时,LED在应急照明领域得到广泛的应用,尤其在疏散照明中应用更为广泛、普及。近年来,室内照明中的筒灯、射灯、办公灯具等也有可采用LED技术的案例,并取得了一定的运行经验。  

2LED应用在室内照明的条件日趋成熟  

2.1设计依据  

就设计而言,《建筑物照明设计标准》(GB50034-2013)是重要的设计依据之一。而即将修订完成的电气专业母规范——《民用建筑电气设计规范》也有相当多的条款涉及到LED灯的应用。  

2.2技术条件  

我国在吸取国际先进标准的基础上,建立了自己的LED标准体系[9],包括灯具的安全标准、性能标准和方法标准三大类,截至目前,共计完成标准28项,其中安全标准24项,性能标准2项,方法标准2项,较好地规范和推动了LED灯的制造、检测和应用。  

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[6][9]的内容,而3C认证主要对安全、电磁兼容方面进行认证。  

2.3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:  

1)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;  

2)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;  

3)高压钠灯——显色性不满足要求;  

4)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地使用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。  

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。  

3存在的问题  

3.1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。  

3.2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-LLED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。  

3.3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。  

3.4性价比  

目前,LED灯的性价比不占优势。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。  

4结束语  

综上所述,本文主要学术观点如下:  

1)LED灯相关标准需尽快完善,并紧盯国际新动态;  

2)性价比过低是制约LED灯普及的主要原因之一;  

3)现阶段室内可以采用LED筒灯、射灯等,非人员长期停留、工作场所也可使用LED灯,如车库、走廊、楼梯间等;  

4)疏散照明可以采用LED照明技术;  

5)鉴于LED光健康问题尚处在研究之中,有人员长期停留、工作的场所需慎重使用LED灯;  

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技术的不断进步、成熟,价格不断降低,其在室内照明中的应用必将越来越广。以上为作者个人观点,不妥之处敬请读者批评指正。  

来源:本文整理自《智能建筑电气技术》2014年第5期,作者李炳华(悉地北京国际建筑设计顾问有限公司),转载请经杂志及作者许可。  

作者:李炳华 来源:整理自《智能建筑电气技术》 点击数: 发布时间:2015年01月05日
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