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LED一文带你了解十大LED照明质量指标

时间:2017-09-01 来源:

照明品质是指照明光源是否符合视觉功能、视觉舒适度、安全度以及视觉美感等的照明指标。正确应用好照明品质的指标,会给你的照明空间带来全新的感受,特别是在LED照明时代,照明品质表现的极为重要,使用照明品质指标选购LED光源产品,会带来事半功倍的照明效果,下面,我们分别介绍照明品质的主要指标。

1、色温

是表示白光的光色,区别白光光色是偏红色还是偏蓝色,用绝对温度表示,单位是K(开尔文)。通常室内照明的色温范围是2800K-6500K。

照明白光,最典型的是太阳光,众所周知,太阳光是由多种颜色的光混合而成的,其中,最主要的还是红绿蓝三种颜色的光。(右图是太阳光通过棱镜后光的分解图,由此可验证太阳光是由多种颜色的光混合而成。)

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

白光是用色温指标描述光色的,当白光中的蓝光成分多,白光光色就偏蓝色(偏冷,如北方冬季正午阳光),当白光中的红光成分多时,白光光色就偏红色(偏暖,如早晚阳光),色温是表达白光光色的唯一方法。

人造光源的白光也是多种颜色的光混合形成的,对人造光源,我们同样也是用色温描述白光的光色;对于白光的物理分析,我们通常采用光谱分析的方法,白光的光谱分析是需要专门仪器测试制作。下图是各种光谱图。

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

从这个图可以看出,太阳光的光谱成分丰富和饱满,人造光源中的白炽灯与LED灯的光谱分布比高压钠灯和荧光灯要好,荧光灯光谱中包含对人体有害的紫外线成分,由于白炽灯由于耗能大,将被淘汰。LED光源将是照明光源的主导产品。

在描述白光光色时,许多人会用暖白光、自然白光、日光白光、冷白光分类,对于保证照明品质而言,这个分类范围太大,应该使用色温描述白光,通常,LED白光色温与白光光色的对应关系如下面左图所示(初略描述)。国际标准的色温区分应该根据CIE1931色度图进行,如下面的右图所示:

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

精确的色温值是要通过专业仪器测试,在购买照明产品时,描述色温是比较困扰的问题,为了有个直观的认识,我们制作了色温视觉图例,这个视觉图例直观地区别照明产品的色温,如下图所示:

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

2、显色性

是照明光源对被照物体表面颜色的还原程度,用显色指数Ra表示,Ra范围从0-100,Ra数值越接近100,表示显色性越高,被照物体表面的色泽还原越好。光源的显色性需要专业仪器测试。

从太阳的光谱图可以看出,太阳光谱最为丰富,是显色性最好的光源,人造光源的显色性总是低于太阳光,所以,鉴别人造光源显色性最好的方法就是与太阳光对比,最简单的方法是在太阳光与人造光源下对比手掌心或人脸部的颜色,越接近太阳光下的颜色,显色性越好,也可以把手掌对着光源,看手掌的颜色,如果手掌心的颜色发灰或者发黄,则显色性不好,如果手掌心的颜色有血红色,则显色性正常(如下图):

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

对于LED光源,Ra大致可以分3个等级,Ra小于69,Ra在70与79之间,Ra大于80,高品质的室内照明,应该使用Ra大于80的光源。显色指数与色彩的还原程度可以参考下图的视觉对比。

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

我国采用的是CIE的测试标准,对于LED光源,一般显色指数Ra并不能合理反映LED照明光源的显色性能,CIE也未提供新的测试标准,对于追求高显色能力的使用者,可以参考CIE1931色度图中的普朗克曲线(下图黑线),测试的坐标值越靠近普朗克曲线的光源显色能力越好。

3、光源的照度值

照度是光源照射在被照物体单位面积上的光通量。是表示被照物体表面明暗的程度,用勒克斯Lux(Lx)表示,照射面的照度值越高,表示物体被照的越亮。

照度值的大小与光源到被照射物体的距离有很大关系,距离越远,照度值越低,照度值还与灯具的配光曲线有关,灯具光输出角度越小,照度值越高,灯具光输出角度越大,照度值越低;照度值需要专用仪器测试。

从光度学角度来看,光通量是主要指标,作为照明产品,主要是反应被照射物体表面的明暗程度,采用照度值描述照明效果更为确切,室内照明的照度值高低,反应的是室内照明的明与暗,过高的照度与过低的照度对人眼的健康是有影响的,因此,室内照明的照度值需要参考国家标准(表1),按照这个表所推荐的照度值不会出现过高或过低的照度。

表1住宅建筑照明的照度标准值

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

4、灯具的配光曲线

室内的照明效果与灯具的布局、灯具的配光曲线有关。一个好的照明效果体现在合理的灯具布局和正确应用灯具的配光,灯具的布局与灯具的配光决定室内照明的视觉功能、视觉舒适度,体现照明空间的立体感和层次感。其中,灯具的配光应用恰当,可以提升整个照明空间的照明品质。

灯具的作用是固定和保护光源,以及装饰和美化环境。灯具的另一个用途是重新分配光源的光线输出,使得光源的光线按照灯具设计的光输出角度输出光,这个称为灯具的配光。灯具的配光曲线是描述灯具的光输出形态,配光角度越小,会让人感觉越亮,灯具的配光曲线是通过专门的仪器测试。下图是灯具常用的配光曲线。

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

灯具的配光是与灯具的照明功能相关,轨道射灯、天花灯一般采用15度或者30配光,筒灯一般采用30度或者60度配光,球泡、吸顶灯一般是120度配光。灯盘的配光在60度到90度之间。

5、光源的发光效率

光源的明暗程度是用光通量描述的,光通量单位是流明(lm),光通量越大,光源的亮度越高,光源的光通量与光源的耗电功率之比,称为光源的发光效率,单位是lm/w(每瓦流明值)

光源的发光效率是衡量光源品质的重要指标,光源的发光效率越高,光源越节能, LED光源的发光效率大约在90-130 lm/w,节能灯的发光效率是48-80 lm/w,白炽灯的发光效率是9-12 lm/w,品质差的LED光源发光效率也只有60-80 lm/w,发光效率高的产品,光源的品质也相对较好。

6、灯具效率

室内照明很少单独使用光源照明,通常是把光源放到灯具里使用,光源放到灯具后,灯具的光输出比单独光源的光输出低,这两者之比称为灯具效率,灯具效率高,表明灯具的制造品质好,灯具的节能指标高,灯具效率是衡量灯具品质的重要指标,通过比较灯具效率的大小,也可以间接地评估灯具的品质。

光源的发光效率、灯具效率、灯具的照度值之间的关系是,灯具输出的光通量是只与灯具效率成正比,灯具的照度值与光源的发光效率成正比,灯具的照度值与灯具的配光曲线有关,照度值高,并不意味着光通量高,把光源发光效率高的光源放在灯具效率低的灯具里,灯具输出流明会大大的降低,光源的发光效率与灯具效率越高,照明的节能指标也越高,光源的发光效率与灯具效率是衡量高品质照明产品的重要标志。

7、眩光

是表示光源的光线引起人眼视觉不舒适程度,通俗的讲,当感觉到光源很刺眼,说明这个光源有眩光。

 

LED一文带你了解十大LED照明质量指标(图文)

 

夜晚的街道上,开着远光灯的汽车迎面而来时,我们看到的刺眼的光就是眩光,如右图所示,室内照明也有眩光问题,眩光会使人感觉不舒适,甚至会引起暂短的失明现象,室内照明的眩光对儿童和老年人影响最大,眩光影响照明品质,是个值得重视的问题。

眩光问题与室内照度和照明的节能指标相互制约,单个光源足够亮,就会有眩光问题,即所谓的“够光就会眩”,眩光问题,需要权衡利弊,综合考虑;光通量越大,眩光越高;照度值越高,眩光越高;灯具配光角度越小,眩光越高;亮度低的产品,眩光也低,但节能指标也会降低;眩光问题的控制,是以视觉舒适度为原则进行控制;对于有老人与儿童的场合,需要更加注意眩光的控制。

8、频闪

光源频闪是光源的亮度随时间发生明暗的变化的现象,长期在有频闪的光源下工作时,会引起视觉疲劳,最大的光源的频闪时间是0.02秒,而人眼的视觉停留时间是0.04秒。

光源频闪的时间比人眼的视觉停留时间快,所以人的视觉几乎感受不到光源在闪动,但是,人眼的视觉细胞会感应到,这就是引起视觉疲劳的原因,光源闪动的频率越高,频闪引起的视觉疲劳越低,我们称之为低频闪,频闪会在我们不知不觉中影响着人眼健康,影响着照明品质。

光源的频闪是人眼感觉不到的,那么如何检查呢?这里介绍一个简单有效的方法来辨别光源的频闪,用手机的照相功能对准光源,并调整适当距离,当屏幕上出现明暗的条纹时,说明光源有频闪,如果条纹间隔很明显,说明光源的频闪大,光源两边有明显的明暗条纹,说明频闪大,如果屏幕上明暗条纹很少或很细,说明频闪低;如果几乎看不到明暗条纹,说明频闪很低,不过,并非所有的手机都可以看到频闪,有些手机是看不到频闪的,检验时,最好多用几部手机试试看。

9、照明设备的安全性

照明设备的安全性包括触电问题,漏电问题,高温灼伤问题,燃爆问题,安装固定的可靠性,安全标识,应用环境标识等。

照明设备的安全性是由相关的国家标准制约的,一般,我们可以通过观察产品的外观品质,认证标志,驱动电源的工艺品质,以及产品提供的相关资料判别,最为简单的方法是照明产品价格,价格高的产品,相对可靠性会高,价格太低的产品,要引起警觉了,即所谓便宜没好货。

那么,照明产品如何判断价格高低呢,推荐一个简单的判断方法,就是计算每瓦的价格,如果每瓦的价格低于平均值过多,这个产品就需要慎重了;判断光源每瓦价格的高低,前提是实际测量出光源的真实的有功功率,有许多LED光源标称的功率与节能灯一样,都是虚高的。

10、照明设备的节能指标

照明的最高境界是视觉美感,为了享受这种美感,会长时间开灯来欣赏,如果照明光源耗电过高,会让使用者因电费产生心理负担,引起视觉美感下降,从而间接地降低了照明品质,所以,我们把照明设备的节能指标也列入照明品质指标。

与照明设备节能指标相关的是:

1)、光源的发光效率。

2)、灯具效率。

3)、照明空间的效果设计与照明空间照度值的合理性。

4)、驱动电源的电源效率。

5)、LED光源的散热性能。

我们着重讨论光源驱动电源的效率问题与LED光源的散热问题,对于LED光源,驱动电源的效率越高,光源的发光效率也越高,光源越节能;电源效率与电源的功率因素是两个不同的概念,两者指标都高,表示驱动电源的品质好。

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