專家解讀：LED室內(nèi)照明呼喚怎樣的真實？
LED在室內(nèi)照明的應用與前景究竟如何？面對如火如荼的LED室內(nèi)照明發(fā)展趨勢，我們在深受鼓舞的同時，也要思考，該如何保持LED在室內(nèi)照明領(lǐng)域健康有序的發(fā)展？日前，記者就業(yè)內(nèi)普遍關(guān)心的問題，采訪了中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院研究員任元會教授和中國建筑科學研究院建筑光學研究室主任李鐵楠教授。
發(fā)展LED室內(nèi)照明，要發(fā)揮好LED優(yōu)勢
照明光源發(fā)展至今，眾多光源在室內(nèi)照明中進行了成功的應用。隨著新一代光源——LED的發(fā)展，其從光效、色溫到壽命等方面的獨特優(yōu)勢，使其成為LED室內(nèi)照明的新星，業(yè)內(nèi)對其青睞有加。（表1）
那么，在室內(nèi)照明方面，LED與傳統(tǒng)燈具相比，其應用前景如何？
李鐵楠教授認為，照明燈具的應用目的是為了獲得一個好的光環(huán)境，能否應用LED還是要靠他的適用性，看最終的效果。我們選擇不同的光源和燈具來對這些照明場所進行匹配，使產(chǎn)品能夠滿足照明需求，就要對各種光源進行性能、壽命等方面的比較。LED有很多特點和優(yōu)勢，但也有某些性能與場所的需求不相適應，并且LED還沒有到最穩(wěn)定、最成熟的階段。LED有其適用的場合，但不是所有的照明場所都用LED光源來替代。也許有一天，LED能夠把其他光源取代，但前提是LED必須表現(xiàn)出比其他所有光源都優(yōu)越的特性、良好的性價比、以及突出的光環(huán)境效果和氛圍的塑造能力。
任元會教授認為，目前LED室內(nèi)照明發(fā)展有很多的優(yōu)勢，發(fā)展的前景較好。半導體發(fā)光二極管(LED)已有四十多年的歷史，到上世紀九十年代上半期研究出現(xiàn)藍光LED后，很快就成功解決了白光LED。白光LED的問世及其快速發(fā)展，受到了世界各照明企業(yè)的關(guān)注，投入了很大的資金，進行了卓有成效的研究，十多年中，使白光LED的光效提高了近十倍，作為一種新型的固體光源(SSL)進入照明領(lǐng)域，成為第二代(氣體放電燈)光源以后的第三代新型光源。
在任元會教授看來，白光LED出現(xiàn)近15年，其發(fā)展速度之快，超過人們的預計，好像一個超常發(fā)展的少年“神童”，受到家庭和社會的特別關(guān)注和培育。其主要優(yōu)勢和特點有：
(1)光效迅速提高：到現(xiàn)在，產(chǎn)品的實用光效可達70～90lm/W，據(jù)報導，美國實驗室數(shù)據(jù)達160lm/W，而用還有增加的趨勢，預期在未來3～5年，實用光效達到150～200lm/W是可能的，到那時有可能成為最高效的光源。
(2)起動性能好，快捷可靠，只有毫秒級的響應時間，能達到全光通輸出。
(3)調(diào)光方便，可控性強。
(4)耐震動，耐氣候性良好，壽命長。
(5)不含汞，環(huán)保性能優(yōu)。
(6)LED在一定光束角內(nèi)定向輻射，用于射燈、筒燈等燈具時，有利于提高下射光通比。
(7)用于景觀、裝飾、廣告、信號等場合，有多種彩色光LED，加上良好的啟動和調(diào)光性能，容易實現(xiàn)數(shù)字化控制，以達到多彩、動態(tài)變化，在商業(yè)性、娛樂性場所極具渲染性。
在任元會教授看來，LED仍在不斷發(fā)展之中，室內(nèi)照明空間廣闊，未來應用前景是光明的。但是要有更大前進和相應的研究、探索工作，為應用創(chuàng)造條件。要進一步提高光效和顯色性，研究多種更適應的色溫；把半導體學科和照明學科更有機結(jié)合，深入研究適合LED特點的燈具形式和燈具配光系統(tǒng)；進一步降低成本?！?/P>
摒棄唯“節(jié)能論”，發(fā)展不要搞“大躍進”
在LED眾所周知的諸多優(yōu)勢中，“節(jié)能”無疑是業(yè)內(nèi)最受吹捧的熱詞，業(yè)內(nèi)蔓延著“LED就是節(jié)能”的認知和炒作，對公眾認知和產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生誤導。專家認為，應客觀、理性面對LED，全方位考量LED在室內(nèi)的應用效果。
李鐵楠教授表示，現(xiàn)在提到LED就講到“節(jié)能”，這當然是很重要的。這是全世界都在倡導的一個理念，也是我們的國策。但是節(jié)能有一個前提，就是必須要滿足場所的照明需要，在不滿足照明效果的前提下，單談節(jié)能是沒有任何意義的。
在照明需求中，一方面是功能性需求，一方面是舒適性需求。如在辦公室里，照明不但要達到照度，還要達到照明維持性。另外，作為一個場所的照明，辦公室照明不只是看工作面的照度，還要考慮環(huán)境的照度，地面、墻面、天花板都要達到照明需求，才能滿足人生理和心理上對于照明的需要。
他同時強調(diào)，結(jié)合此次專題報道的案例來看，業(yè)內(nèi)對于LED室內(nèi)照明的認知發(fā)生了以下變化。
第一，LED照明從原來的僅僅關(guān)注光源性能，向更為關(guān)注被照明場所的照明效果方面擴展。以前，業(yè)內(nèi)重點關(guān)注LED光源的散熱、驅(qū)動、壽命等性能，這些當然很必要，但是，要想知道LED是否適合應用到一個特定場所，既需要LED光源具有良好的的性能，還需要做出合適的燈具，更需要進行針對性的照明設(shè)計，否則是不可能獲得理想的場所照明效果的。
第二，LED是新一代光源，得到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。政府的重視和推動，企業(yè)加緊生產(chǎn)和研發(fā)，大量地推出所謂的通用性產(chǎn)品，整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展轟轟烈烈，呈現(xiàn)出大踏步跨越式的發(fā)展。產(chǎn)品的通用性和標準化是有一定的限定條件的，不考慮作業(yè)需求、不考慮場所特點、不考慮環(huán)境氛圍，只是主觀地推出大量的定型產(chǎn)品，然后滿世界地去推廣，到處去安裝改造，不僅無法滿足場所的特定需要，還有可能造成新的能源浪費和資源浪費。但是從此次的案例中可以感受到，LED開始考慮特定場所的類型化照明應用，并且，能夠針對性地設(shè)計燈具和設(shè)計照明，是在向著科學性的方向邁進。[!--empirenews.page--]
第三，照明的最終目的是為了一個好的光環(huán)境，要塑造一個好的光環(huán)境，是需要各個領(lǐng)域的人來參與，包括光源制造商、燈具制造商、照明設(shè)計者、照明用戶等，以前多是光源領(lǐng)域的人有熱情，現(xiàn)在看，更多領(lǐng)域的人也參與進來，這對于LED照明的良性發(fā)展是有好處的。
任元會教授也表示，在對待LED室內(nèi)照明發(fā)展的問題上，不能只強調(diào)“節(jié)能論”，更不能搞“大躍進”。任元會教授對記者強調(diào)，發(fā)展LED室內(nèi)照明，一定是要有序的，循序漸進、由小而大、由易而難的逐步發(fā)展，而不要搞大躍進式的發(fā)展?，F(xiàn)在各方面都在吹噓，政府在推動、企業(yè)在起勁、媒體在推波助瀾，這樣很容易閃腰子。所以一定要穩(wěn)步發(fā)展。
在任元會教授看來，白光LED在照明領(lǐng)域探索前進，在實際應用中不斷提高，已經(jīng)取得了不少成績，推動了LED照明的發(fā)展。LED應用于夜景照明，已經(jīng)顯示出很大的優(yōu)越性，但是作為功能性照明，無論在產(chǎn)品或技術(shù)上，還遠沒有達到成熟的階段，存在著不少有待進一步解決的問題，當然這也是符合發(fā)展規(guī)律的，主要問題有：
(1)LED芯片主要依賴進口，應用國產(chǎn)芯片很少，大功率(1W及以上)芯片還沒有，芯片缺少自己的技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán);我國已擁有很大規(guī)模的LED封裝產(chǎn)業(yè)，具有較優(yōu)良的裝備，但封裝技術(shù)、材料和工藝，還存在一定差距。
(2)缺乏統(tǒng)一的標準，包括LED燈具系統(tǒng)、驅(qū)動電路等，一部分企業(yè)發(fā)揮自己的優(yōu)勢，研究開發(fā)了自己的產(chǎn)品，有些則借鑒或仿制，產(chǎn)品水平良莠不齊，各家產(chǎn)品規(guī)模各異，互換性差，維修困難。
(3)LED照明燈的測試方法沒有統(tǒng)一，有些參數(shù)的測試還待研究，如顯色性的測量和氣體放電燈也不一定相同。
(4)LED燈具產(chǎn)品還處于初級階段，技術(shù)上不成熟，還存在不少問題，如：
①散熱問題：如何把結(jié)溫有效降低到允許水平，仍在探索和實踐中，溫度控制不好，將影響光效，加光光通衰減，甚至色溫、顯色性的穩(wěn)定。
②目前多數(shù)LED的色溫偏高，過多的藍色光譜，對于多數(shù)室內(nèi)場所，會使人感覺不舒服，產(chǎn)生刺激感，與環(huán)境不夠協(xié)調(diào)，光線不夠柔和，不利于眼睛保護。
③LED用作室內(nèi)功能性照明，如何設(shè)計燈具的配光和控光系統(tǒng)，也是一個新課題，定向發(fā)光的LED不同于現(xiàn)有光源，燈具的反射、漫射、配光，都有自己的特點。
④LED照明的驅(qū)動電路：也需要進一步優(yōu)化和標準化，還需要時日，其性能包括使用壽命、功耗、諧波、功率因數(shù)等，都需要探索。
(5)價格過高，是推廣應用的又一障礙，單靠政府補貼，并非發(fā)展之良策，用LED代替白熾燈等低效光源，有顯著節(jié)能效果，可享受補貼;而相對三基色直管熒光燈這類更高效光源，并沒有節(jié)能效果(至少今日是如此)，過高的初建費用，絕沒有經(jīng)濟上的合理性。
(6)LED照明的另一個問題，是缺乏平穩(wěn)有序的發(fā)展態(tài)勢。短短幾年，幾千家企業(yè)擠入LED照明，有一哄而起的架勢，使人想起“大躍進”的年代。有一些企業(yè)在模仿中制作，低水平重復，靠夸大入市，有的企業(yè)和一些媒體融合，過分炒作，夸大節(jié)能效果，甚至個別政府官員也取到推波助瀾作用，誤導了使用單位。必須建立一套完整的技術(shù)標準和客觀的評價機制，實事求是的輿論導向，引導其健康發(fā)展。
有的放矢進行LED優(yōu)勢應用領(lǐng)域突破
任元會教授強調(diào)，LED的優(yōu)點很多，但是社會上普遍認為“LED就是節(jié)能，節(jié)能就是LED”，這不夠全面。盡管LED是一種高效的光源，但并不是目前最高效的。LED最大的優(yōu)勢是調(diào)光方便，體現(xiàn)在動感、多變，是其他光源所不能比的。所以LED室內(nèi)照明發(fā)展就要從LED的最大優(yōu)勢在著手。
任元會教授在采訪中對于目前LED在不同場所應用成熟度進行了分析。在景觀照明方面，因為LED顏色的多樣、調(diào)光的方便，所以應用起來動感十足。如奧運會、亞運會、世博會、大運會，LED在其中應用的很成功。在交通信號燈中，LED的黃燈、綠燈、紅燈應用也很成熟。在LED室內(nèi)照明領(lǐng)域，要有一個逐步完善的過程，比如辦公室、超市、商場和廠房等應用場所，假設(shè)我們用熒光燈，目前最好的熒光燈的光效可以做的很高。所以LED在這里場所光效可能還比不上熒光燈。而且LED的價格還高很多。當然，現(xiàn)在LED在某些室內(nèi)場所應用還不夠理想，但是過三五年，也許就可以了?！?/P>
任元會教授表示，LED室內(nèi)在照明可以先從輔助場所用起，從LED自身的優(yōu)勢的地方用起。比如四星級五星級的酒店，很多照明還在用白熾燈，改用LED就可以改善效率。在走廊樓梯間，需要長時間開燈，LED的調(diào)光性優(yōu)勢就顯現(xiàn)了，在沒有人的時候，可以調(diào)暗一些。
李鐵楠教授也認為，做照明應選擇最適合的光源。比如辦公室照明，要求的光源性能是高光通量、較低的光源或燈具表面亮度，良好的光源顯色性、合適的色溫，燈具除了能提供作業(yè)面照明之外，還應該為空間環(huán)境提供合適的照明，在這樣的要求之下去選擇，看誰的性價比高、耗電低、壽命長、維護性好等。目前，在目前的這個階段，LED在某些場所應用還是比較合適的，比如電梯間、走廊等比較狹小的空間。
一個新產(chǎn)品要進入到一個類型的場所作為固定產(chǎn)品使用，需要經(jīng)過特定的流程，并且流程中包含了很多環(huán)節(jié)。首先，要將新產(chǎn)品與現(xiàn)在使用的產(chǎn)品進行全面的性能價格比較，如果它具有優(yōu)勢，或者預計它在未來具有優(yōu)勢，那么才可以進入到流程的下一個環(huán)節(jié)，進行適用產(chǎn)品（燈具）的設(shè)計，燈具研究出來了之后，要選擇一個場所進行試驗，這個試驗可能要往復多次，因為一開始設(shè)計出來的燈具未必就是最合適的，需要經(jīng)過不斷的改進，才能充分發(fā)揮出光源的特點，并且適合場所的需要。經(jīng)過了這一環(huán)節(jié)之后，還應在一定范圍內(nèi)進行實驗性使用，并且進行跟蹤考察，觀察產(chǎn)品的穩(wěn)定性，考察人的適應性等等，同時根據(jù)反饋回來的信息進行相應的改進，進行這樣的工作當然需要一定的時間，所以，急于求成是不可取的。經(jīng)過了這樣的一系列試驗使用的過程之后，如果通過科學的評估認為其可行，方可進行規(guī)模性的引進。[!--empirenews.page--]
那么LED室內(nèi)照明應該從哪些領(lǐng)域突破呢？任元會教授建議考慮以下原則和方向。
(1)首先應符合《建筑照明設(shè)計標準》的規(guī)定，包括照度、均勻度、眩光、顯色指數(shù)要求和相宜的色溫，以達到良好的視覺條件和LPD限值規(guī)定。
(2)應選擇場所，試點應用，逐步擴展，循序漸進，總結(jié)經(jīng)驗，不斷改進，切忌不顧對象，不分析條件，大面積推廣。應尋找更能發(fā)揮自身優(yōu)勢的場所作為切入點。
(3)突出節(jié)能：當前首先目標是去取代低效的白熾燈，更能發(fā)揮優(yōu)勢;第二個目標是取代鹵素燈;第三是力求逐步代替緊湊型熒光燈。特別注意：并非LED都節(jié)能，應該是在達到相同照度水平、接近的照明質(zhì)量條件下進行比較;從這點分析，目前不應以LED去代替高效的三基色直管熒光燈。
(4)發(fā)揮LED彩色光的優(yōu)勢，在室內(nèi)用于需要更高裝飾要求，或作為景觀、標志燈等用途。
(5)發(fā)揮LED快速起動、方便調(diào)光的優(yōu)勢，優(yōu)先用在要求聲、光自控和需要調(diào)光或頻繁開關(guān)燈等場所。
(6)利用LED定向發(fā)光的特點，應用于需要定向照明的部位，如射燈、筒燈等。
LED在室內(nèi)照明中的應用現(xiàn)狀和未來
李鐵楠教授認為，LED下一步發(fā)展，趨勢很好，但要對存在的問題進行改進。比如在超市和商店照明中，就要考慮顯色性，滿足商品照明需要。LED室內(nèi)照明還涉及到安全性和感受性，這一點不像室外照明，在室外人接觸光照的時間較短。在室內(nèi)照明中，人要長時間的和光源接觸。能否滿足人的感受性，還需要進行長時間的檢驗。
任元會教授認為，室內(nèi)照明不同于夜景照明，更強調(diào)照明的功能；相對道路照明說，則是一個更為廣闊的空間，不同的使用場所，不同的功能，不同的大小場所，不同的裝飾美觀要求，決定了室內(nèi)照明燈具品種繁多，配光類型各異，當前成百上千企業(yè)擁向路燈的局面，應該開闊視野，更換思維，走進室內(nèi)這個更寬廣的天地。
目前，以下場所適宜應用或試用LED燈具：
(1)住宅或類似場所的樓梯間、走道裝設(shè)節(jié)能自熄開關(guān)的燈，幾乎都用白熾燈，最適宜用LED代替，節(jié)能效果好，雖只是一個“小燈”，但數(shù)量大，全國估計過億支，其節(jié)能效益可觀，企業(yè)經(jīng)濟效益顯著。
(2)疏散照明燈、疏散標志燈，以及其他標志燈，還有部分備用照明燈(當正常照明采用HID燈時)，適宜用LED。
(3)用LED代替PAR38(采用反射型白熾燈)這5類燈，是十分合適的;進一步研究代替MR16、MR25(采用鹵素燈)一類射燈;這些應要求LED有更高顯色指數(shù)(Ra)和具有暖色表(<3300K)。
(4)應用于商場作重點照明的射燈，博展館類建筑的射燈，以及公共建筑的筒、射燈等。
(5)賓館使用白熾燈和鹵素燈較多，是應用LED燈的適宜場所，可以應用來取代白熾燈、鹵素燈的有：客房需調(diào)光的床頭燈、床頭頂上閱讀燈、夜燈、衣柜燈、吧臺燈、開門燈、進門過道燈，以及衛(wèi)生間洗浴燈等。
(6)局部照明燈，采用安全特低電壓(SELV)的檢修燈。
(7)視覺條件要求不太高的一般建筑的輔助場所，如走道、衛(wèi)生間，一般用途的庫房，風機、水泵房等。
當然，還有一些場所需要進行應用研究:
(1)裝飾要求高的場所(賓館等)的水晶玻璃吊燈，現(xiàn)在都使用燭形白熾燈，應該研究能達到類似效果的LED取代，從色溫、光譜和顯色性等效果進行研究。
(2)需要調(diào)光的廳堂、多功能廳及其他類似場所，現(xiàn)在用白熾燈的，應研究用LED代替。
同時，任元會教授認為，目前有些場所不具備應用LED的成熟條件：
(1)這類場所主要有辦公室、教室，商場的一般照明，控制室、各類工業(yè)場所(如儀表、電子、紡織、成衣、卷煙等)。
(2)這類場所照明主要是功能性照明，要求顯色性較高，色溫相宜、眩光控制較好，均勻性好，以保證良好的視覺環(huán)境，同時要求有很高的照明能效;現(xiàn)在使用三基色直管熒光燈(不小于4英尺長)，其光效高，視覺效果好，目前的LED還難以達到這些要求，所以不宜使用，可以研究準備條件，用怎樣配光形式的燈具來適應。
對于LED的大范圍推廣應用，任元會教授期望在5～10年左右時間，LED在室內(nèi)功能照明領(lǐng)域能更大范圍推廣應用。
任元會教授認為，在關(guān)注LED發(fā)展、應用的同時，還應該注意到另一種固體光源——有機半導體發(fā)光二極管(OLED)也在悄然崛起，已開始顯示更多的優(yōu)勢，或許在未來若干年成為現(xiàn)有光源以及LED的強有力競爭者，需要我們更多的關(guān)注。
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