荧光台灯与LED台灯的照度测试对比

赵如雪，孙文良，汪广业，邹念育

(大连工业大学 光子学研究所，大连 116034)

荧光台灯与LED台灯的照度测试对比

赵如雪，孙文良，汪广业，邹念育

(大连工业大学 光子学研究所，大连 116034)

为了对比荧光台灯与LED台灯在视觉作业中照度的实际数值，随机选择了4盏功率均为11 W，色温分别为5 000 K、4 500 K、5 000 K和4 500 K的三基色荧光台灯，2盏功率分别为4.8W和4W，色温分别为5 000 K、4 500 K的LED台灯在寝室正常学习环境下进行测试。结果显示，大部分台灯照度数值偏低，不能达到GB/T 9473—2008《读写作业台灯性能要求》规定的照度值。同等功率的台灯在照度上存在不同等级的差异，功率仅4 W和4.8 W的LED台灯与功率11 W的荧光台灯在照射面积相同、照度值相近时，光效却是荧光台灯的2.5～3倍。

台灯；照度；实验；标准

0 引 言

我国台灯的普及率很高，但由于存在体积大，依赖固定电源而无法断电使用等缺陷，我国的台灯行业还有很大的发展空间。目前，国内市场上的台灯种类样式繁多，按灯泡的类别分为白炽灯、节能灯、LED 灯。LED 台灯是以发光二极管为光源的台灯，具有体积小、耗电低、使用寿命长、无毒环保、安全可靠等诸多优点，使LED 灯具从室外装饰、景观照明，逐渐发展到家用照明。我国台灯产业近几年呈现快速增长的趋势，国内生产LED照明灯具的企业就有5 000余家。自2010年以来，国内的LED 台灯销量平均增幅达35%。而目前仍占据台灯市场的荧光台灯存在电磁辐射及频闪问题，在长时间的视觉作业中易产生眼部酸痛，导致视力下降。LED台灯则是低压直流发光，从根本上避免了电磁辐射及频闪带来的危害。评价台灯是否起到“护眼”功能，还需考虑光源的色度和光度学特性是否满足读写作业要求，因此有必要测试对比荧光台灯与LED台灯在照度及照度均匀性上的效果。文章随机选择4盏功率均为11 W的三基色荧光台灯，2盏功率分别为4 W和4.8 W的LED台灯进行测试对比，以确定其在照度及照度均匀性上的效果。

1 实验光环境与光源的基本情况

为了使实验测试的数据更接近实际生活用灯的效果，选择学校宿舍夜晚混合照明的光环境进行测试。寝室内灯具及家具布置见图1。选用4盏功率均为11 W的三基色荧光台灯及2盏功率分别为4.8 W和4 W的LED台灯进行试验测试，基本参数见表1。测试中台灯出光口距水平桌面垂直距离均为30 cm，为了减小测量误差及无关因素的影响，设置数字式照度计每组数据延迟10 s测量，每隔3 s取一个测量数据，每个测试点测10组数据，再取其平均值，即为该测试点的照度值。

测试以灯具出光口几何中心的垂直投影点为圆心，位于眼睛正前方，在灯具的投射范围内，离圆心的半径距离为500 mm的三分之一扇形内，以30°为间隔，在半径线上进行照度测量，测试间隔为100 mm，包括圆心。半径所在直线编号分别为A，B，C，D，E，每条直线上测试点的序号为0～5。4盏荧光台灯编号分别为T1、T2、T3、T4，2盏LED台灯编号分别为L1、L2。照度测试区域如图2所示。

图1 寝室尺寸及灯具、家具布置示意图

图2 照度测试区域示意图

台灯编号光源类型型号功率/W色温/KT1三基色荧光台灯MT⁃2811B115000T2三基色荧光台灯MT⁃3311114500T3三基色荧光台灯MT⁃2362115000T4三基色荧光台灯MT⁃3218⁃5114500L1LED台灯KM⁃7607A4．85000L2LED台灯HL⁃53024．04500

2 测试项目及依据标准

GB 50034—2004《建筑照明设计标》规定，办公室照明质量指标主要有照度、统一眩光值(UGR)和一般显色指数(Ra)。按照GB 50034—2004《建筑照明设计标准》，居住建筑标准值测量的参考平面为0.75 m高度的水平面，该实验对作业桌面照度进行测量，桌面高度为0.75 m，基本符合标准规定。实验所用照度计为TA8130系列数字式照度计，符合JJG 245—2005《光照度计检定规程》对照度计计量性能的要求。该测试主要对荧光台灯及LED台灯在视觉作业上照度值进行测量。首先根据GB 17743—2007《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限制和测量方法》中对光源稳定时间的要求，将荧光台灯打开15 min待其光源稳定后，根据GB/T 9473—2008《读写作业台灯性能要求》中遮光性实验及照度试验要求严格进行试验测试。

遮光性要求：眼睛距读写桌面的高度400 mm，离光源中心的水平距离600 mm处，朝灯看去，应看不到反射器内壁及光源。遮光性试验如图3所示。

眼睛距读写桌面的高度400 mm是基于成人的高度。孩童的眼睛距读写桌面的高度可能更低一些。

图3 遮光性试验示意图

照度要求：以灯具出光口几何中心的垂直投影点为圆心，位于眼睛的正前方，靠近眼睛一侧的投射范围内，离圆心的半径距离为300 mm的三分之一扇形以内，AA级照度应大于500 lx，A级照度应大于250 lx；离圆心的半径距离为500 mm的三分之一扇形被前面的扇形截下的区域以内，AA级照度应大于300 lx，A级照度应大于 150 lx。每个区域内的照度均匀度(最大值/最小值)不得大于3。照度及其均匀度的要求如表2所示。

表2 GB/T 9473照度及其均匀度的要求

3 测试结果分析及建议

该测试在混合照明的光环境下进行，测试的学生寝室为上铺下桌，由图1可以看出，由于床的遮挡作用，测试区域受荧光灯管照射的区域宽度约11 cm，与图2显示的序号5测试区域较吻合，由此可见，表3中照度分布图序号5区域的照度值是台灯与寝室荧光灯共同照射产生的。

从表3可以看出，随机测试的6盏台灯，照度值差距较大。最大可超过1 000 lx，而最小的却不足100 lx。无论是荧光台灯还是LED台灯，被测视觉作

业面的照度值大部分都低于表2中规定的照度标准值。由此也反映出目前台灯市场产品良莠不齐的现象。此外，对于照度均匀度，由于测试环境中寝室荧光灯管的存在使区域“3～5”的照度均匀度普遍偏大。在区域“0～3”，荧光台灯T1和T4的照度均匀度大于3，不符合表2中对照度均匀度的规定。相比荧光台灯，LED台灯的照度均匀度皆小于3，符合GB/T 9473—2008《读写作业台灯性能要求》中对照度均匀度的规定。从图4中的台灯照度分布图也可直观地看出各区域照度的分布状况。

表3 荧光台灯及LED台灯照度及均匀度

注：区域“0～3”为图2所示各编号线上所有序号为0和3的点及半径围成的区域。区域“3～5”同理。

图4 视觉作业面照度测试结果

从图4的照度分布图可以明显地看出，尽管荧光台灯的功率约是LED台灯的2.3～2.7倍，但荧光台灯T1，T2，T3的照度却不及4.8 W的LED台灯照度，对于相同的照射面积，当照度近似时，LED台灯的光效大约是荧光台灯光效的2.5～3倍。LED台灯的高光效，也体现了其将电能转换为光源光通量的能力较强，节能环保。

尽管LED台灯弥补了传统荧光台灯由于频闪、辐射产生的缺陷，但目前市场上销售的很大一部分LED台灯使用小功率的LED作为光源，存在照度不足的问题。且大多LED台灯采用的白光LED光源是蓝光芯片涂上黄色荧光粉，激发产生白光，缺少波长较长的红光成分，由光子能量公式E=hc/λ可知，波长较短的蓝光所携带的能量较高，所以色温偏高，有的远远超过室内照明适宜的色温范围。所以，LED蓝色光谱在台灯近距离使用时对眼睛的危害有待解决。

面对台灯市场形形色色的台灯，消费者在选购台灯时首先要看台灯是否有产品合格证和国家安全强制认证标志CCC，即“3C”标志。

消费者还可很方便地通过手机来检测台灯是否存在频闪现象。将手机对准光源，手机屏幕上有灰白相间的条纹闪烁为有频闪。目前消费者对台灯的要求不仅仅满足于照明，考虑到视觉舒适性。台灯应有相当数量的上射光线，以上射光线照明四周环境。台灯的侧面应透光，以免造成太亮或太暗的情况。台灯高度应大于40 cm，最好可调节适应读者不同的照明需要。选择好的台灯固然重要，但消费者不能一味地把减缓视觉问题寄托在台灯上，也要注意台灯使用时存在的问题。

作业-背景亮度比取决于正常的作业面与背景工作面之间的亮度差。对于长期的纸面工作并改善视觉疲劳，中等亮色调的亚光工作面能提供柔软、舒适的背景。台灯工作时，对周围和作业照明，在桌子的前面或侧面使用直接照明或间接照明的壁灯或低亮度天花板安装式灯具。

在使用台灯时也不能忽视台灯摆放位置的重要性，应注意不能放在人的正前方，以免在纸上产生反射眩光(台灯位于正前方的摆放位置见图5) 。台灯的摆放位置还应注意避开手的遮影(如右手写字，台灯宜放在左侧，见图6) 。

近视的形成与用眼不当有很大关系，用眼过度是形成近视的重要原因。防治近视的关键还是养成科学用眼的习惯，注意自身的用眼卫生，看书时坐姿一定要正确，最好每45 min休息一次，避免眼睛过于疲劳。此外，要尽量减少使用电子产品的时间，避免辐射对眼睛造成的伤害。

图5

图6

4 小 结

通过对4盏11 W三基色荧光台灯及2盏功率分别为4.8 W和4 W的LED台灯照度的测量，发现LED台灯在照度均匀度及光效上体现了很好的品质，但在读写作业照明上，LED台灯功率小，部分LED台灯照度仍不达标。此外，高色温的LED台灯存在蓝光问题，长时间使用对读者视觉可能造成伤害，因此，将LED应用于视觉作业台灯还需进一步完善。但考虑到光源频闪、光效、寿命、节能环保等方面，在视觉作业台灯上，LED具有明显的优势。

[1] 陈艳玲.国内台灯行业的现状与前景[J].社科论坛.

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[3] 胡英奎，蔡珍红，张青文.LED灯管与直管荧光灯在办公室中的照明效果对比[J].灯与照明，2012，36(1)：38-40.

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Contrast of illuminance measurement of fluorescent and LEDs

Zhao Ruxue， Sun Wenliang，Wang Guangye，Zou Nianyu

(Ddalian Polytechnic University of Research Institute of Photonics，Dalian 116034，P.R.China)

In order to compare the fluorescent lamp and LED lamp illuminance of actual values in the visual task， randomly chose 4 three-band fluorescent lamps with 11 W power， color temperature， respectively for 5000 k， 4500 k， 5000 k and 4500 k .Two power 4.8 W and 4 W， color temperature of 5000 k， 4500 k， respectively LED desk lamp in the bedroom comparison test under the normal learning environment.Results showed that most of the desk lamp illuminance is low， cannot achieve the reading and writing assignment desk lamp performance requirements(GB/T 9473-2008) specified in the illuminance.The desk lamp of the same power of different grade differences in the intensity of illumination， power only 4 W and 4.8 W LED desk lamp and power 11 W fluorescent lamp and the light area is same， illuminance is close， photosynthetic efficiency is 2.5-3 times of the fluorescent lamp.

table lamp； illuminance；experiment； standard

2016- 01-18

2014年辽宁省研究生教育创新计划项目(辽教发[2014]154)；2014年辽宁省普通高等教育本科教学改革立项项目(UPRP20140139)；2013年辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2013213)；2014年大连市科技计划项目(2014A11GX050)；2014年大连市科技计划项目(2014A11GX052)

赵如雪(1993-)，女，主要从事光源与照明研究。