LED燈具在綠色照明中的運(yùn)用與發(fā)展

顏成榮

（廈門通士達(dá)照明有限公司，福建 廈門 361000）

LED燈具在綠色照明中的運(yùn)用與發(fā)展

顏成榮

（廈門通士達(dá)照明有限公司，福建 廈門 361000）

照明工程必須實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把節(jié)約放在首位，提高資源利用效率。因?yàn)榫G色照明能節(jié)約電能，節(jié)約電能對(duì)保護(hù)環(huán)境具有重要意義。文中對(duì)LED綠色照明的性能特點(diǎn)和發(fā)展進(jìn)行探討、并結(jié)合某實(shí)例工程施工節(jié)能改造設(shè)計(jì)，對(duì)照LED照明燈具作經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。以期能給同行參考借鑒。

綠色照明；節(jié)能環(huán)保；關(guān)鍵技術(shù)

概述

“生態(tài)文明”、“綠色發(fā)展”、“美麗中國”……這些嶄新的提法迅速引發(fā)人們的熱議。在“綠色經(jīng)濟(jì)”滌蕩全球的今天，縱觀中國，目前較為緊迫的環(huán)保問題是大氣污染中的氮氧化超標(biāo)排放，而此問題也成為今后首要解決問題之一。故此我們需從節(jié)能、循環(huán)、低碳等來說作為耗電大戶之一的照明光源如何降低污染和能耗，做到真正的綠色照明成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、LED照明燈具的特性

LED照明被公認(rèn)為21世紀(jì)“綠色照明”，具有高節(jié)能、壽命長、多變幻、利環(huán)保、高新尖等特點(diǎn)，是人類自從懂得電光源照明技術(shù)以來首次出現(xiàn)的集多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)辨于一身的固體電光源。

1 LED節(jié)能照明燈具不受到溫度的控制,低壓110V下都可以正常使用.

2 LED節(jié)能照明燈具的壽命很長,一般LED的壽命會(huì)超過五萬個(gè)小時(shí),而且是一般光源的幾倍,甚至有些達(dá)到了幾十倍.

3 LED節(jié)能照明燈具具有高純度而且色彩鮮艷的特點(diǎn),現(xiàn)在LED幾乎覆蓋了所有可見光譜的范圍,而且色彩的純度也比較的高.

4 LED光源中不含有水銀,而且不會(huì)含有紫外線,是固體的發(fā)光光源,不僅綠色環(huán)保,而且還適合各種場所,可以滿足商品對(duì)照明的需求.

5 LED節(jié)能照明燈具不僅節(jié)能而且環(huán)保,也不需要太多的維護(hù),動(dòng)態(tài)的色彩也可以控制好,光通量利用率也比較高,而且體積也很小

二、LED光源與傳統(tǒng)常用建筑照明光源優(yōu)勢分析

LED是真正意義上的綠色照明，LED綠色照明在建筑物場的使用與傳統(tǒng)燈具相比，在照明數(shù)量、照明質(zhì)量、節(jié)能與安全性能方面都有較大優(yōu)勢：

1 光效高：LED光效目前即可達(dá)到100～120流明/瓦，超過大部分傳統(tǒng)的光源的光效。對(duì)于高光效的熒光燈及高壓鈉燈，因LED定向性強(qiáng)，且可以通過二次配光控制，整燈光效高于于傳統(tǒng)燈具，這是LED目前相對(duì)于傳統(tǒng)照明光源最大的優(yōu)勢之一。

2 節(jié)能：LED耗電量低，比同等亮度及照明亮化效果的的普通

節(jié)能燈耗電減少約50%～80%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全國718個(gè)城市中已經(jīng)存在著的13723萬盞照明燈具，如將這些照明燈具都規(guī)劃改造成LED燈具，可想而知節(jié)能空間有多么巨大。

3 環(huán)保：無有害金屬汞，是綠色環(huán)保光源。有效減少SO2、CO2等污染氣體排放，根據(jù)國家發(fā)改委給出的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出： 每節(jié)約1度電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳（CO2）、0.03千克二氧化硫（SO2）、0.015千克氮氧化物（NOX），節(jié)約1度電=減排0.997千克二氧化碳=減排0.272千克“碳”。

4 壽命長：LED是固態(tài)半導(dǎo)體光源，依靠半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)光，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)，是普通燈泡的5～10倍，LED燈具具備更長的質(zhì)保期。

5 安全可靠：低電壓直流驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)單顆LED的電壓僅為2.5～3V,不易造成觸電事故，即使損壞也不會(huì)產(chǎn)生電弧，防止火災(zāi)隱患。同時(shí)在相同截面積導(dǎo)線情況下所需電流更少，更有效減少因?qū)Ь€電流過大導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。

6 免維護(hù)：LED燈具在壽命期內(nèi)不需要任何維護(hù)，可以節(jié)省大量維護(hù)費(fèi)用。在某些建筑照明中需要24小時(shí)點(diǎn)亮和維護(hù)更換不方便的場合具有很大優(yōu)勢?？蓪?shí)現(xiàn)與原有產(chǎn)品的直接更換，簡單方便。

7 顯色性高：LED顯色指數(shù)高于Ra≥80，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光源的顯色指數(shù)Ra≤70。一般情況下，照明燈光的顯色指數(shù)應(yīng)在80以上，才能使人較易分辨其顏色的真實(shí)。

8 眩光抑制比高：LED眩光抑制可以通過二次配光有效控制在《GB 50043-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求之內(nèi)。

三、我國LED綠色照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展

1 1991 年1 月美國環(huán)保局（EPA）首先提出實(shí)施”綠色照明（Green Lights）”和推進(jìn)”綠色照明工程（Green Lights Program）”的概念，很快得到聯(lián)合國的支持和許多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的重視，并積極采取相應(yīng)的政策和技術(shù)措施，推進(jìn)綠色照明工程的實(shí)施和發(fā)展。1993年11月中國國家經(jīng)貿(mào)委開始啟動(dòng)中國綠色照明工程，并于1996年正式列入國家計(jì)劃。

四、LED 照明燈節(jié)能應(yīng)用實(shí)例分析

現(xiàn)筆者結(jié)合某院校照明節(jié)能改造為例進(jìn)行分析。

1 原照明用能情況分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該院?，F(xiàn)在日常正常使用大概 10000盞左右各類照明燈具，在這些燈具之中功率大于20瓦的燈具數(shù)量是8691盞，這類照明總功率達(dá)到318.68千瓦，年總的耗電量為79.57 萬千瓦時(shí)。這里面?zhèn)鹘y(tǒng)T8日光燈6092支，T6日光燈504支，26瓦三基色熒光燈1545 盞，45瓦三基色熒光燈550盞，院校內(nèi)安裝的這批燈具可供院校內(nèi)日常正常照明，院校每年為此要支付高達(dá)50多萬元的電費(fèi)。具體的用電情況詳見表1。

五、LED綠色照明在建筑照明應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

綜合以上項(xiàng)目實(shí)例分析，筆者認(rèn)為在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著大家的目光，LED作為一類新型的綠色光源產(chǎn)品，今后必定是照明應(yīng)用未來發(fā)展的趨勢。正確選用 LED產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代已然是能源管理者面前的一個(gè)切實(shí)可行、行之有效的重要話題。

然而從節(jié)能改造而言，照明因改造方便、技術(shù)可行、節(jié)能量較大以及對(duì)節(jié)能量易于評(píng)估等原因使其成為最為可行的改造方式之一，成為當(dāng)前節(jié)能改造的重點(diǎn)方向之一。LED綠色照明作為建筑照明的主要發(fā)展方向，如何能在建筑領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用，本人認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面著重考慮：

1 制定有關(guān)LED照明燈具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法、可靠性評(píng)價(jià)方法等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。進(jìn)一步在實(shí)踐中完善LED照明的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2 從LED光源及燈具本身的尋找突破口，解決LED綠色照明的發(fā)展瓶頸及關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 LED封裝技術(shù)：科學(xué)、合理的LED封裝結(jié)構(gòu)，是提高LED光源效率的技術(shù)關(guān)鍵。

2.2 LED散熱技術(shù)：LED的封裝散熱問題已經(jīng)成為制約大功率LED發(fā)展的關(guān)鍵性因素，采用高導(dǎo)熱熱材料和優(yōu)化的散熱結(jié)構(gòu)是解決LED散熱問題關(guān)鍵所在。

2.3 二次配光技術(shù)：照明燈具主要光學(xué)參數(shù)有平均照度、照度均勻度和眩光控制等。應(yīng)通過二次光學(xué)配光設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)符合配光要求的光學(xué)結(jié)構(gòu)滿足照明使用要求。

3 LED智能控制技術(shù)：將LED光源的特性與建筑智能化控制有效結(jié)合起來，研究LED綠色照明數(shù)字智能化控制方式。并通過對(duì)與各種傳感器結(jié)合的控制方式以及適合于照明模式要求的最佳控制方式的研究，從智能控制的角度進(jìn)一步減少照明能耗。當(dāng)前的照明控制方式分為很多種，例如：單燈控制、多燈控制、樓宇自控系統(tǒng)控制和智能控制等等。

4 設(shè)計(jì)規(guī)劃：建立整體建筑照明規(guī)劃與不同功能區(qū)的照明需求相結(jié)合的設(shè)計(jì)規(guī)劃流程與原則，通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)照明節(jié)能設(shè)計(jì)及改造，將照明節(jié)能有效的落實(shí)到位。

結(jié)語

LED在未來照明領(lǐng)域的發(fā)展中占著主要主導(dǎo)方向，綠色照明是從節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的角度提出來的，實(shí)施綠色照明不僅能夠節(jié)省電力，而且能夠降低能源消耗，減少環(huán)境污染、提高能源的利用效率。而在此需特別強(qiáng)調(diào)指出的是，不能簡單地理解為實(shí)施綠色照明就是提供高效節(jié)能的照明器材，正確合理的照明工程設(shè)計(jì)對(duì)能否實(shí)施綠色照明起著決定性的作用。這就需要不斷提高相關(guān)設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平，同時(shí)，還需要修訂完善有關(guān)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，特別是照明節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步強(qiáng)化照明設(shè)計(jì)和照明節(jié)能管理，為“綠色照明”的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。此外，運(yùn)行維護(hù)管理也有不少忽視的作用，沒有這一因素，照明節(jié)能的實(shí)施也不完整。

[1]中商科學(xué)技術(shù)信息研究所.淺析電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用[M].北京：商場現(xiàn)代化編輯部出版社，2013.

[2]劉祖明.LED照明技術(shù)與燈具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]魏學(xué)業(yè).綠色環(huán)保LED應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[4]王國強(qiáng).LED照明燈具應(yīng)用案例[J].上海節(jié)能，2013（06）.

TU73

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.098