LED灯在室内照明中的应用

李彩娟兰州工业学院电气工程学院，甘肃兰州　730050



LED灯在室内照明中的应用

李彩娟
兰州工业学院电气工程学院，甘肃兰州730050

摘要随着“节能减排”、“低碳环保”观念的提出，以及LED照明产品性能的持续提升、制造成本的不断下降、LED标准、认证和检测行业的完善，LED灯具在室内照明中的应用会越来越广泛。在设计使用时要关注LED的特点，扬长避短的使用，以达到预期的良好效果。

关键词LED灯具；室内照明；节能

LED照明始于20世纪60年代，随着科技的进步，新材料的不断出现，2000年后，LED的照明效率已超过荧光灯。白光LED因效率高、功耗小、寿命长、响应快、可控制性高、绿色环保等显著优点，被称为第四代照明光源，目前LED光源被广泛的应用于城市夜景照明、装饰照明、室内展示照明和家庭照明中。作为照明设计者需对LED灯具有正确的理解和认识，充分发挥LED的优势，在应用中要扬长补短。

1　室内照明使用LED灯具的优势

1.1节能

目前主流的LED灯具的光效已经达到100-120lm/W，LED在相同的照度水平、接近的照明质量下可以取代白炽灯、卤素灯、紧凑型的荧光灯，但目前还不应以LED替代高效的三基色直管荧光灯。LED价格在快速下降，预计到2020年价格将是2011年价格的4%～6%。LED冷白光、暖白光颗粒的价格和性能预测如图1和图2所示。

图1　LED冷白光颗粒价格和性能的预测

图2　LED冷白光颗粒价格和性能的预测

1.1.1寿命长，维修成本低

LED灯具为固体发光光源，使用寿命可达10000h，是传统灯具寿命的10倍，LED光衰可减少到70%的标称寿命，大大减少了灯具的更换频率，且其寿命受开关的影响更小。

1.1.2色彩丰富

LED灯具利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机控制下可产生16777216种颜色，可实现丰富多彩的动态变化效果。同时LED灯的色温、演色性可变，可按被照体选择不同光源，提升美学效果。

1.1.3启动快、调光方便

LED发光管响应时间很短。采用专用电源给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10ms。LED灯具可实现0-100%的连续调光，在特低电压下工作，可连续工作与开关、闪断的工作状态。

1.1.4环保

LED灯具生产的过程及产品本身没有金属汞的危害，制造LED芯片的环氧树脂固化后有良好的物理化学性能，损坏后可回收再利用；LED颗粒产生的光不会辐射大量的红外线和紫外线，避免被照体被破坏。

2　室内照明使用LED灯具应考虑的问题

2.1散热

LED光源为半导体发光光源，对温度很敏感。当LED的工作温度达到85℃时，光通量将下降一半，波长变长发生红移，超过90℃时有烧毁的危险。而LED灯具的重要组成部分是芯片和驱动电源，LED芯片在将电能转换为光能的过程中一部分转换成了热量，加之LED是点光源，产生的热量集中在极小的区域，驱动电源中的变压器、开关管、电解电容、储能电感都是发热量大的元器件，所以要将LED的工作温度要控制在65℃以下，就要求LED照明灯具一定要有很好的散热。散热直接影响灯具发光的稳定性和产品的使用寿命。而目前散热器以金属材质为主，会使得LED灯具的质量是传统灯具的几倍。

2.2价格较高

LED灯具要替换传统灯具时需加驱动电路、灯壳、等头等，使得在同等亮度下，节能灯的成本一般为0.5～1.5元/W，而LED灯具的成本却为5～10元/W，但考虑LED灯具的寿命为节能灯的10倍，两者的价格相差不多。随着晶片生产技术的改良及各种专利技术的解禁，LED灯具正朝着高效率、低成本的方向发展。

2.3光生物安全

蓝光危害会导致视网膜损伤，照明产品的蓝光损害受照明产品的光谱成分、亮度等的影响。而光源的光谱成分的影响仅与色温有关，与光源的种类无关。由于LED光束的方向性强，发光亮度高当光源色温超过4000K会存在较大的生物安全。LED照明灯具的光生物安全是一个需要考虑的问题。

3　LED灯在室内的应用

LED室内灯包括LED灯管、LED射灯、LED筒灯、LED格栅灯、LED灯泡等。LED灯管与传统的荧光灯在外形、尺寸、口径上都是一样的，有T5、T8、T10之分，长度有0.6m，0.9m、1.2m、1.5m、1.8m、2.4m等。目前的LED灯以PC加散热铝的组成为主流，具有散热性能好、光线分布均匀等特点。LED灯管采用直流电驱动，根据电源使用的位置不同分为内置式和外置式，电源位于灯管的内部为内置式，电源位于灯管外部的为外置式。LED灯管替换普通荧光灯时采用内置式电源，安装时只需去掉普通荧光灯的镇流器和启辉器，LED灯管两端加交流220V。新安装的LED灯管可采用外置式。LED射灯主要用于替代传统的卤钨灯用于制造效果，点缀气氛用，多为内置式电源。LED筒灯在局部照明时使用。

4　LED灯具在室内的应用场所

1）长期工作或停留的房间或场所中推荐使用色温在4000K以下的LED灯管；2）疏散照明、疏散标志灯及其他的标志灯；正常照明采用HID灯的备用照明可采用LED灯；3）楼梯间、走廊以前采用节能自熄开关控制的白炽灯可用LED灯替换；4）商场、展馆局部照明的可采用LED灯；5）宾馆需调光的床头灯、阅读灯、夜灯、衣柜灯、进门过道灯、卫生间洗浴灯等可采用LED灯；6）作为局部照明或安全特低电压供电的检修灯可采用LED灯；7）建筑里是决条件要求不太高的辅助场所，如走道、卫生间、一般用途的库房、风机、水泵房等，可采用LED灯。

5　结论

LED作为新光源处于快速动态发展中，相对于传统光源具有很好的节能潜能。照明设计中降低LPD限值为LED提供了广阔的发展空间。作为照明设计人员，在设计使用时要关注LED的特点，扬长避短的使用，以达到预期的良好效果。

参考文献

［1］李炳华，宋镇江.建筑电气节能技术及设计指南［M］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［2］刘祖明，黎小桃.LED照明设计与应用［M］.北京：电子工业出版社，2011.

中图分类号TM5

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）165-0195-02

作者简介：李彩娟，兰州工业学院电气工程学院。