LED室內照明的成長煩惱---LED面板燈之我見
摘要: 近幾年來,無論從戶外廣告照明、城市景觀照明還是室內裝飾照明,LED照明產品越來越多的讓廣大民眾所熟悉。2008年北京奧運會以及今年的上海世博會的精彩LED燈光應用,已經逐步讓廣大民眾了解了LED照明這種新型照明產品。
近幾年來,無論從戶外廣告照明、城市景觀照明還是室內裝飾照明,LED照明產品越來越多的讓廣大民眾所熟悉。2008年北京奧運會以及今年的上海世博會的精彩LED燈光應用,已經逐步讓廣大民眾了解了LED照明這種新型照明產品。哥本哈根會議的廣泛報道以及全球的氣候災難的頻發,更使人們意識到環保及節能的重要性。LED照明產品其以節能、環保、長壽命的特點也越來越被重視,LED照明的廣泛應用也符合政府推廣節能減排行動的要求。目前,各國政府都在積極淘汰低效能照明產品,歐盟已經全面禁止進口或生產傳統白熾燈,我國也已開始大規模的推廣節能產品,淘汰低效能的產品。綜合各種因素,國內外原先專注于傳統照明的企業在新形勢下的開始向LED轉型,中國國內特別是珠三角地區更是涌現出了千萬家專業LED照明廠家,各種資本的進入也助推了LED照明的行業熱潮。
在上述形勢下,LED在替代傳統照明領域方面的應用如火如荼,然而,目前LED路燈遇到發展瓶頸的時候,越來越多的LED照明企業開始轉向LED室內照明領域。目前國內LED的室內照明主要集中在裝飾照明,比如一些娛樂場所、商業照明和公共照明比如地下停車場、星級賓館走廊等,尚未真正進入市場巨大的普通家用照明。主要室內照明產品有日光燈、格柵燈、筒燈、射燈、球泡燈、工礦燈等。在眾多的LED室內照明產品中,LED面板燈(也稱LED平板燈)其目標是替代傳統的格柵燈盤,隨著LED平板電視的熱潮,開始成為行業的熱門產品。在2010年6月的廣州光亞國際照明展上,粗略估計有近百家企業展出了這類產品。然而,LED面板燈同樣遭遇了類似LED日光燈一樣的尷尬局面,品牌紛雜、品質難以辨認、價格高低差距巨大等等因素,讓此行業一開始就陷入產品信任危機。作為最早開發及應用LED面板燈的參與者之一,本文就LED面板燈的成長煩惱一一剖析,希望以此供行業同仁借鑒。
一、 正確選用LED光源,讓產品名副其實。
LED面板燈是專門針對辦公或商業照明,充分考慮人的眼睛對光線感覺,以保護人的眼睛健康為目的,通過光源板LED燈排列、點光源擴散、導光、側光反射方法,改變傳統點光源發光具有刺眼的眩光現象,實現光線均勻、柔和、明亮、無眩光的面光源發光效果。LED面板燈的節約化、節能化、高檔化、設計的多樣化特點符合辦公和商業照明市場需求。LED面板燈可分為直下式LED面板燈及導光板式超薄LED面板燈兩大類,其平面發光的結構,外觀整潔、美觀、高檔,適合于學校、圖書館、醫院、實驗室、專業辦公大樓、會議室等節能照明,主要目標是替代傳統的格柵燈。
圖1,雷格斯光電辦公室,安裝了各類自行研發的LED面板燈[NT:PAGE=.$]
然而,日前看到某行業媒體發文說大功率LED成為LED室內照明的事實上的標準,本人不甚認同。目前替代傳統的格柵燈的眾多實施方案中有幾個LED光源選用的誤區:
1)、用大功率LED置于格柵燈盤中,用于代替現有辦公室天花的格柵燈。殊不知,傳統格柵燈在辦公室廣泛應用,是從最初的熒光燈支架燈組合、改進并逐步專業化的,其產品名稱不但是指其用于格柵式天花板,其結構上也設有多個反射格柵,用以消除熒光燈的眩光。而用大功率LED來做LED格柵燈,根本無法做到消除眩光。
2)、用LED日光燈置于格柵燈盤中,用于代替現有辦公室天花的格柵燈。眾多LED照明行業參與者都應該知道,LED日光燈在其發展進程中本已遭遇了非常尷尬的局面,幾乎家家LED企業都開發生產LED日光燈,卻沒有哪一家企業真正大批量出貨及有持續的訂單。先且不說其光衰大、散熱不好,其主要原因之一就是大多數LED日光燈也只是簡單的把LED排列在類似日光燈的管狀結構中,完全沒有消除LED刺眼的光點,因此即使眾多LED照明企業同時大規模推廣,也得不到市場的認可,不能用于室內特別是辦公室照明。而用LED日光燈置于格柵燈盤中,用于代替現有辦公室天花的格柵燈的簡單做法,不但產品沒有新意,使用效果也同單支LED日光燈一樣,此方案不是長遠之計。
二、 正確設計產品結構,體現LED面板燈的優點
什么是LED面板燈最大、最突出的優點呢?上文提到的LED面板燈最重要的優點是改變點光源發光具有刺眼的眩光現象,實現光線均勻、柔和、明亮、無眩光的面光源發光效果。然而,差不多近一半的LED面板燈生產企業的產品都把這個“面光源”發光效果做了片面的理解,主要有以下幾個現象:
1)、在LED格柵燈盤上增加一塊亞克力面板就叫LED面板燈,當然,這也是受傳統格柵燈的改良產品—潔凈日光燈盤的啟發而來的。本人在LED照明行業各相對集中的區域企業做過調查,有相當多的企業就是如此推廣LED面板燈的,其中不乏知名企業。如浙江某集團照明企業,大約在2007年左右推出了在用了多個5毫米插腳LED排列的格柵燈盤上增加透明亞克力的LED面板燈,甚至為了減少功率消耗,還將LED排列成3~4組,形成模擬格柵燈效果,結果推廣成效可想而知。四川某知名光電企業也是采用了64個1W大功率LED陣列做成600X600毫米LED格柵燈,為消除眩光在其表面上增加了有透明花紋的亞克力板(業界俗稱菱晶板),仍然還在大規模宣傳,這種設計雖然基本解決LED刺眼的問題,但透明菱晶板折射出的光線仍然不能用于辦公室照明。深圳某LED背光板生產企業雖然采用貼片式小功率LED,為降低LED數量也是采用了透明菱晶板作為面板,更為可笑的是為了解決出光效率的問題,居然把菱晶板有棱角的那面朝外,不但不美觀,日后清潔也是個問題。
2)、對超薄LED面板燈的盲目追捧。LED面板燈的另外一個結構類型是從側面導光的廣告用途導光板燈箱演變而來的,因利用了LED相比日光燈管或CCFL燈管更薄、更輕巧的特點,其產品結構可以做到很輕薄。縱觀LED面板燈的發展歷程,大多數企業都是以此為切入點,其中某香港上市公司從2005年起為此投入了相當大的廣告宣傳,顯然LED面板燈從此被越來越多的行業人士所關注。本人認為,LED面板燈行業不應對超薄LED面板燈盲目地追捧。首先,該結構的LED光線是從導光板側面經導光板、反射網點、反射板等反射及折射作用下,在正面出光,雖然解決了眩光的問題,但其出光效率必定會在其光線傳導的每個路徑都會有相應程度地損失,因此,該類LED面板燈出現這么多年來銷量并沒有想象那么多,我看主要原因是好看不好用,價格偏高不說,實際照度也不夠。另外,有些客戶因為盲目追捧超薄LED面板燈,意欲以其各優點替換傳統的辦公室天花格柵燈,卻沒有想到此時天花板有足夠的空間,其超薄的特點不但不能體現,出光效率低下導致其光效也達不到傳統日光燈格柵燈的照度,都會影響最終用戶對LED照明行業的評價。
圖2,作者認為直下式LED面板燈應該是主流[NT:PAGE=.$]
三、 不要過分盲目夸大LED的節能性能
LED面板燈代替傳統的日光燈格柵燈盤是一個很好的選擇,其不受傳統日光燈規格長度的影響,不但可以采用前文描述的直下式結構及側導光結構,還可以根據設計師的設計融入到建筑及家具陳列中。但是,現今很多LED照明企業為迅速打開市場,盲目夸大了LED照明的節能性能。從最近一期的《現代照明》雜志的廣告上看到,差不多大部分的LED路燈企業都宣稱產品節能60%以上,本人卻不敢茍同,某些行內人甚至也參與其中鼓吹LED照明可以節能80%以上的,都是不現實的。即使現今沒有相應的行業標準和評定規范,不要過分夸大其節能性能而因此增加普通民眾對LED照明的不信任。
前幾年的LED照明行業的火爆,LED照明可以節能80%的說法不能作為LED室內照明的參考。以前的節日照明、舞臺照明、城市景觀照明等LED裝飾照明的大規模LED應用主要體現了LED的色彩豐富、可實現各種各樣的設計及效果變化,是因為這些應用對LED產品沒有嚴格的亮度要求,因此可以采用相對小的功率的LED即可達到效果。相比LED裝飾照明,LED室內照明大多數情況下沒有采用其方便可編程控制的色彩變化的特點,而是采用了靜態的LED照明產品,因此對LED照明產品的配光設計、亮度設計、出光角度等都可以參照傳統照明行業的標準來要求,要達到與傳統照明相當的亮度,目前技術下LED照明產品不可能做到節能80%的。所以,盲目的鼓吹及過分地夸大其節能效果,會讓最終用戶特別是燈光設計師對LED照明企業產生不信任,更進一步的對LED照明產品產生不信任。
本人經過近幾年來對LED常規照明產品的開發研究,并且經過無數次的對比試驗,認為LED室內照明產品相比傳統產品節能30-40%是完全可以做到的。對于LED面板燈這類產品來說,設計的標準首先是符合室內照明的照度要求,達到照度要求以后采用了多大功率的LED,燈具的功率一算即明了,光靠盲目宣傳是不行的。LED面板燈一般用于辦公室照明,其要求2米距離下的照度至少要達到250LX,閱讀環境至少要達到350LX,某些場合可能需要500LX,在這種要求下,LED面板燈是否能夠節能取決于LED光源的采用、驅動電源的效率以及良好的光路設計。需要提醒大家的是,我們在推廣LED室內照明產品的時候,目前面對的客戶將是傳統照明行業的專家、照明設計師、照明工程師,而不是普通民眾,雖然價格高是個行業大問題,但是達不到傳統照明相應的照度要求的LED照明產品將是對“中國制造”的考驗,偷工減料終究是行不通的。
四、 不要過分夸大LED的長壽命
目前大多數的LED照明產品企業已經知道LED可使用10萬小時的壽命只是實驗室的數據而已,這幾年都不約而同地將LED照明產品的壽命說成是3-5萬小時了,但絕大多數的企業都沒有任何數據上的支持。本人從3年前就看到過一些LED封裝企業鼓吹零光衰,也只能提供1000小時的測試報告,也許某些企業做了5000小時的測試,但終究都針對單個LED元件的,對LED照明產品成品的壽命測試數據到現在還很少看到見諸報道。LED面板燈的使用壽命同大多數LED照明產品一樣,需要解決LED光衰及LED電源壽命的二個問題。
1)、LED面板燈的光衰是和其結構相關的,主要取決于LED散熱方案。直下式LED面板燈因為采用了分布式排列結構,散熱顯然容易解決。如前文所述的大功率LED用于LED平板燈不合適就多了一條散熱難的理由。導光板式超薄LED面板燈也需要考慮怎樣利用框架來散熱,LED散熱沒有問題了,光衰肯定就很小。現今大量采用的SMT生產工藝在整個生產過程中基本上不會對LED造成傷害,因此整個燈具的壽命還是有保障的。
2)、LED的驅動電源此時成為LED面板燈壽命的最重要的部分。從驅動方式來看,本人認為還是恒流驅動是主流方案,早期開發的恒壓電源不利于減少LED長時間工作的造成的光衰。另外,LED驅動電源本身的壽命受電子元件的壽命影響,因此需要挑選高質量的電子元件及尋求避免采用短壽命的元件的新驅動方案。
五、 廣泛采用調光技術,推進LED照明產品實現真正節能
LED裝飾照明產品在2008年北京奧運會及2010年上海世博會的成功應用在媒體的報道下給廣大民眾提供了很好的感官體驗,也大大鼓舞了中國LED照明企業,加快了LED照明產品的推廣進程。如前文所述,要真正的讓老百姓接受這類節能產品,事實上LED照明企業還應該在利用LED易于實現調光功能上下功夫,結合調光功能才能真正達到LED照明產品節能的目的。需要注意的是,LED裝飾照明常用的是R\G\B的LED及動態調光技術,如DMX512,充分體現了LED可變光、調光及聯網同步控制的優點,體現了LED的豐富色彩和無限的變化,而通用的室內LED照明產品由于使用方式不同大量采用單一白光且只能采用靜態的調光方案,因此LED室內照明產品的調光方案與LED裝飾照明有較大的區別。現時大多數的LED企業都宣稱采用具PWM調光功能的LED驅動電源,但行業內還沒有統一的LED照明產品的調光方案。[NT:PAGE=.$]
廣州市雷格斯光電科技有限公司在LED面板燈及其他LED照明產品上走在了行業的前面,推出了三種可以被國際上普遍接受的、可任意選擇的通用調光方案:紅外線遙控調光器、0/1-10V調光系統、DALI調光系統,所有三種調光方案均為PWM調光。其中,紅外線遙控調光器操作簡單,無需布線;相比市面上的無線電遙控調光器來說沒有無線頻率的限制,也不會對其他電器產生干擾,使用方便、通用性較強,適合單個辦公室或會議室調光。0/1-10V調光系統、DALI調光系統是國際上比較通用的調光系統,原先主要用于日光燈的調光,在國際上比較流行。相對而言,中國普通老百姓只對家用臺燈及酒店床頭燈的調光有較好的認識,而這些是因為使用的光源為白熾燈,是通過調整電壓來調光的,反而對日光燈調光沒有認識,因此辦公室等商業場所大量采用日光燈光源卻因為布線及可調光鎮流器的成本問題,本該需要調光的場所卻沒有好好利用0/1-10V調光系統、DALI調光系統等國際上比較通用的調光系統來達到節能的目的。事實上,國外一些知名調光系統的廠家早已進入國內市場、國內也有一些廠家專注上述調光方案,但主要產品以出口為主。這些廠家隨著國家節能減排的政策出臺而相繼露面,然而,這些廠家提起調光系統動輒就以工程多少多少萬的項目為目標,沒有將調光系統的普及作為市場目標。
廣州市雷格斯光電科技有限公司在大力開發LED室內照明特別是LED面板燈的同時,投入了大量人才及精力開發出了應用于LED照明產品的智能調光系統,其目標是將LED調光功能植入到每個LED照明產品中,實現調光功能的平民化。大多數產品均可選擇帶有與標準的0/1-10V調光系統、DALI調光系統配套的接口,其LED照明產品不改變傳統的電氣布線、調光布線及調光控制面板、不改變傳統的操作習慣即可隨時隨地地接入原有調光系統。并且可以與光亮感應、聲控、移動感應器結合來實現隨時隨地的調光,真正實現節約的目的。比如采用光亮感應與上述調光系統結合,當在白天陰雨天氣、外部亮度不夠時可以開啟辦公室燈具50~80%亮度,當白天有足夠環境亮度時會自動關閉光源,這樣可大大減少人為的能源浪費。
在目前的大好形勢下,LED照明產品在通用室內照明領域將會迎來巨大的商機,作為辦公及商業用途LED照明產品的領航者,廣州市雷格斯光電科技有限公司在精耕細作的同時不斷加強與國內外的聯系與合作,在上游與韓國三星LED、廣州鴻利光電結成戰略合作聯盟,在高校與華南師范大學開展LED照明產學研合作,在行業里被推選為廣東省照明協會LED委員會理事單位。企業如何解決LED照明產品的成長煩惱、如何迅速打開市場,不是靠單個企業盲目的、甚至夸大的宣傳就可以做到,需要整個行業共同開發、共同規范、共同提高。以上是本人對LED面板燈的一些淺陋認識,與大家分享,不當之處敬請各位專家及同行指導。
關于雷格斯光電
LEDs-LUX雷格斯籌備于2008年5月,是隨著LED應用于照明產品的時代潮流而成立的。公司專為針對目前辦公或商用照明LED燈和熒光燈格柵燈盤存在的發光光線不均勻、有刺眼的眩光的問題, 開展了辦公照明系統的研究,本公司產品將照明最前沿的LED光電技術用于辦公或商業照明,同時充分考慮人的眼睛對光線感覺,以保護人的眼睛健康為目的,通過光源板LED燈排列研究 、點光源擴散研究、導光研究、側光反射及節能研究,改變傳統點光源發光具有刺眼的眩光現象,實現本公司系列產品光線均勻、柔和、明亮、無眩光的面光源發光效果,同時相比熒光燈節能70%以上,相比普通LED燈實現節能省電30%以上。
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