羅 杰

中機(jī)中聯(lián)工程有限公司

LED燈具與傳統(tǒng)燈具的比較分析

羅 杰

中機(jī)中聯(lián)工程有限公司

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷上升、國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入水平持續(xù)提高，燈具消費(fèi)已經(jīng)成為衡量社會(huì)現(xiàn)代化的重要標(biāo)準(zhǔn)。尤其在“十三五”期間我國(guó)不斷推進(jìn)城市化進(jìn)程，LED燈具由于具有節(jié)能和環(huán)保的雙重優(yōu)勢(shì)倍受青睞。然而，相對(duì)傳統(tǒng)燈具雖然存在較為明顯的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一些發(fā)展瓶頸。本文中筆者通過LED和傳統(tǒng)燈具的比較分析，對(duì)其綜合效能進(jìn)行簡(jiǎn)單的歸納，以供廣大讀者參考。

LED；日光燈；高壓鈉燈；功能燈具；綜合效能

1 引言

LED燈具相對(duì)傳統(tǒng)燈具產(chǎn)品而言具有高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)“十三五”大力提倡節(jié)能減排和生態(tài)文明建設(shè)的背景下，LED燈具存在著廣泛的市場(chǎng)空間。目前，我國(guó)正在不斷增加對(duì)LED產(chǎn)業(yè)的投資，同時(shí)具有龐大國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)該加快核心技術(shù)研發(fā)，并擴(kuò)大LED產(chǎn)業(yè)外延和相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域，并以產(chǎn)品功能細(xì)分來(lái)持續(xù)開拓市場(chǎng)。

2 LED燈具的優(yōu)勢(shì)概述

LED即“發(fā)光二極管”，以該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的燈具通常為“LED燈具”，它在設(shè)計(jì)和工作原理上與傳統(tǒng)燈具有很大的差異，從自身結(jié)構(gòu)角度分析，LED燈具的關(guān)鍵部分是電致發(fā)光類半導(dǎo)體材料芯片，將其固定在燈具造型支架的內(nèi)部后，使用環(huán)氧樹脂膠密封，最后安裝燈具的外殼裝置。相對(duì)于傳統(tǒng)燈具的獨(dú)立照明工作系統(tǒng)而言，LED燈具內(nèi)部的光源部分很小，容易固定和查處，且具有很好的穩(wěn)定性。

基于“十三五”全面建設(shè)小康社會(huì)的要求，我國(guó)已經(jīng)成為世界上LED燈具最大潛力的市場(chǎng)，照明在城市化建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。選擇LED燈具代替?zhèn)鹘y(tǒng)燈具最主要的原因在于它的性能優(yōu)勢(shì)，概括地說(shuō)主要包括一下幾個(gè)方面。

第一，節(jié)能環(huán)?！，F(xiàn)代化社會(huì)離不開電力資源的支撐，其中照明是最基本、最普遍但又最重要的一種用途。盡管照明用電相對(duì)工業(yè)生產(chǎn)用電相比份額較低，但從全社會(huì)節(jié)能環(huán)保角度來(lái)說(shuō)，依然是一筆較大的電力資源消耗，數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)照明用電約占全國(guó)電量的13%左右，而我國(guó)超過60%的電力來(lái)源于火力發(fā)電廠，每降低1個(gè)百分點(diǎn)的電力消耗，就意味著節(jié)約上萬(wàn)噸的煤炭，不僅有利于資源節(jié)約，還可以有效地控制環(huán)境污染。LED燈具特殊的發(fā)光原理在保持照明水平的情況下，對(duì)電力資源的消耗極低。同時(shí)，LED燈具在制造工藝中不含鉛、水銀燈元素，是典型的“綠色照明”用具。

第二，高效轉(zhuǎn)換。以常見的白熾燈為例，其發(fā)光率僅僅在15%左右，大量的寶貴電能轉(zhuǎn)化為熱量被浪費(fèi)掉，而LED燈具的發(fā)光率高達(dá)90%以上，同等亮度下的單位耗能更低。

第三，清靜舒適。傳統(tǒng)白熾燈、日光燈等在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的電流噪音，LED直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，能夠?yàn)樘峁┮粋€(gè)更清凈的照明環(huán)境。同時(shí)，傳統(tǒng)燈具采用的是交流電作用，由此會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)烈的頻閃（100-120T/S），容易造成視覺上的不適，而LED燈具則實(shí)現(xiàn)了交流電向直流電的轉(zhuǎn)化，不會(huì)出現(xiàn)閃爍、光差等現(xiàn)象，尤其適合在精密儀器空間、科研場(chǎng)所、圖書館、辦公環(huán)境中使用。

第四，照明優(yōu)良。傳統(tǒng)燈具會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的紫外線，在室外空間中會(huì)吸引大量的蚊蟲，LED則是發(fā)光二極管的作用機(jī)制，不會(huì)產(chǎn)生紫外線，從而提供更加優(yōu)良的照明效果。

第五，壽命延長(zhǎng)。傳統(tǒng)燈具對(duì)于電壓、電流較為敏感，任何的異常都會(huì)在照明功能上反應(yīng)出來(lái)，如白熾燈電壓低的情況下燈絲發(fā)紅、燈光變黃，日光燈忽明忽暗、接觸不良等，影響照明體驗(yàn)。這是由于傳統(tǒng)燈具對(duì)于電壓有最小工作值的要求，而LED燈具在一定范圍內(nèi)均可以持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)光，并且靈活地調(diào)整燈光亮度，這也是LED燈光壽命較長(zhǎng)的原因之一；相對(duì)于傳統(tǒng)日光燈而言，LED燈的理論工作壽命可以達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)，是日光燈的10倍，有效地保障了無(wú)故障運(yùn)行周期。

第六，堅(jiān)固耐用。相對(duì)于傳統(tǒng)燈具來(lái)說(shuō)，LED燈具在設(shè)計(jì)上不存在孤立的發(fā)光環(huán)境，如燈管、燈罩等，晶片及電路都通過環(huán)氧樹脂進(jìn)行密封，即便在沒有燈具外部保護(hù)的情況下依然相對(duì)穩(wěn)定，碰撞之后也不會(huì)輕易的損壞。

3 LED燈具與傳統(tǒng)燈具的應(yīng)用對(duì)比

3.1 LED燈具與日光燈對(duì)比

日光燈即傳統(tǒng)型熒光燈，俗稱“電棒”，根據(jù)其材料來(lái)說(shuō)又可以稱之為“低壓汞燈”，其燈具設(shè)計(jì)過程中在燈管內(nèi)部加入了未來(lái)能夠的水銀蒸汽、氬氣，在兩端個(gè)存在一個(gè)燈絲，燈管內(nèi)部均勻地加入了熒光粉。在使用的過程中需要?dú)怏w導(dǎo)電產(chǎn)生紫外線，并在熒光粉的作用下發(fā)出白藍(lán)的光源；結(jié)合以上描述可以清晰的發(fā)現(xiàn)，日光燈不僅在制作工藝上復(fù)雜，并且它所用的材料也并不環(huán)保，氬氣、水銀蒸氣均有毒性，一旦泄露在空氣中會(huì)造成中毒反應(yīng)，并且燈管外殼采取的是玻璃材質(zhì)，較容易破碎難以保障使用中的安全，此外，最大的問題在于日光燈的照明系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)并不是一體化的，其啟動(dòng)過程中需要整流器、啟輝器，這就增加了制造成本，且降低了照明的穩(wěn)定性。

對(duì)比而言，LED燈具的外殼是PC材質(zhì)或高壓鋁壓鑄型管材，或者樹脂材質(zhì)乳白色燈罩，其堅(jiān)固性具有較大的保障。在光源上選擇發(fā)光二極管，內(nèi)部沒有任何的填充物，也不需要任何的啟動(dòng)裝置，材料節(jié)約、工作機(jī)理簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、高效無(wú)毒。

3.2 LED燈具與高壓鈉燈對(duì)比

相對(duì)室內(nèi)照明而言，室外照明在城市化發(fā)展中的比例越來(lái)越高，并且在光源強(qiáng)度要求上也不屬于一個(gè)等級(jí)。傳統(tǒng)燈具在戶外應(yīng)用中為了滿足照明需求，通常會(huì)選擇大功率、多數(shù)量的方式，這無(wú)疑會(huì)造成巨大的電力浪費(fèi)。以傳統(tǒng)路燈使用的高壓鈉燈為例，其工作原理也相對(duì)復(fù)雜，通電之后電弧關(guān)的兩端會(huì)產(chǎn)生高壓電弧，隨著溫度的升高，燈具內(nèi)的水銀、鈉會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，陰極所產(chǎn)生的電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，通過撞擊放電物質(zhì)使其獲得能量并產(chǎn)生電離效應(yīng)，隨后由“激發(fā)態(tài)”回歸到“基態(tài)”，如此反復(fù)循環(huán)作用以維持光源的持續(xù)作用。

高壓鈉燈在照明效果上并不弱于LED燈具，但這需要付出極大的電力消耗代價(jià)，并且使用的過程中極容易損壞，壽命一般為12000小時(shí)，持續(xù)照明能力較差，特別是在灰塵、潮濕環(huán)境中容易損壞，并不適合大規(guī)模的應(yīng)用。同等規(guī)模照明效應(yīng)的LED燈具耗能僅為高壓鈉燈的十分之一，并且通過固態(tài)封裝的模式便于安裝、運(yùn)輸和維護(hù)，不用擔(dān)心汞蒸氣、鈉蒸汽泄漏的問題。

3.3 LED燈具與功能性燈具對(duì)比

燈具除了室內(nèi)、室外的照明作用之外，還有一類較為特殊的“功能性燈具”，其主要用途是達(dá)到各種視覺效果，如舞臺(tái)燈光、演播室燈光、娛樂場(chǎng)所燈光等，光源本質(zhì)上并沒有區(qū)別，但通過燈具的材料和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)符合環(huán)境需求的燈光效果，或溫馨淡雅、或五光十色，以此來(lái)烘托不同的氛圍。

隨著我國(guó)人民群眾精神文化消費(fèi)需求的增加，舞臺(tái)、演播室、娛樂室等逐漸增加，LED燈具與傳統(tǒng)的功能性燈具相比，也表現(xiàn)出自身較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。例如，傳統(tǒng)的室內(nèi)功能性燈具包括聚光燈、三基色柔光燈、反射柔光燈、搖頭燈等，不能否認(rèn)傳統(tǒng)燈具的優(yōu)勢(shì)，但從技術(shù)和性能優(yōu)勢(shì)上判斷，LED完全具有取代價(jià)值。

例如，早期的金屬鹵化物燈雖然具有較好的立體感、色性好，但長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)轉(zhuǎn)化較多的熱量，影響使用者的體驗(yàn)，并且對(duì)演員或主持人等舞臺(tái)主體產(chǎn)生刺眼的感受，并且使用中會(huì)出現(xiàn)較明顯的交流電噪音；三基色柔光燈的光線柔和、熱量轉(zhuǎn)化低，但在任務(wù)輪廓顯示上很不清楚，舞臺(tái)效果不理想。

LED燈具在功能性要求上是很明顯的，它不存在噪音的問題，也不需要專門設(shè)置調(diào)光系統(tǒng)，其色溫變化相對(duì)穩(wěn)定，即便大幅度調(diào)節(jié)也不會(huì)影響色調(diào)；此外，LED燈是典型的冷光源，所產(chǎn)生的熱量很低，對(duì)電壓的要求也不高，必要的時(shí)候可通過儲(chǔ)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)照明。

3.4 LED燈具存在的應(yīng)用瓶頸

前文中雖然大量的闡明了LED燈具的優(yōu)勢(shì)，但這不意味著它完全完美，任何一種產(chǎn)品都存在瑕疵和不足。其實(shí)，不難發(fā)現(xiàn)LED燈具所具有的主要是技術(shù)，它通過對(duì)發(fā)光二極管技術(shù)的有效開發(fā)和利用，從而開發(fā)出與傳統(tǒng)燈具工作原理完全不同的“光源”，本質(zhì)上，LED燈具在設(shè)計(jì)構(gòu)造上已經(jīng)不僅僅是需要“電”的產(chǎn)品，而是一種“電子燈具”產(chǎn)品，這保障了它節(jié)能、環(huán)保、低耗能、高轉(zhuǎn)化、堅(jiān)固耐用、壽命較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

但LED燈具的缺陷也恰恰來(lái)源于此，這些優(yōu)勢(shì)意味著它的制造成本很高，并且有70%的成本來(lái)源于材料，目前LED燈具在國(guó)內(nèi)存在較大的優(yōu)惠補(bǔ)貼政策，這是它得以開拓市場(chǎng)的主要原因；此外，從功能上說(shuō)，LED的出光角度的不可以調(diào)整的，也就是說(shuō)它不能實(shí)現(xiàn)聚焦、散焦，顏色方面識(shí)別RGB，對(duì)CMYK的混合色應(yīng)用有限，這導(dǎo)致LED大多數(shù)情況下只能用來(lái)發(fā)揮照明效果，而在功能性燈具領(lǐng)域的應(yīng)用存在很大限制，只能通過多變的造型來(lái)彌補(bǔ)；此外，安裝和更換也相對(duì)麻煩，往往要專業(yè)人士操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

時(shí)代的發(fā)展不斷推動(dòng)科技產(chǎn)品的商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，最終實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，造福于人類。LED燈具是一個(gè)未來(lái)的發(fā)展方向，尤其從節(jié)能環(huán)保層面上說(shuō)，它就有取代傳統(tǒng)燈具的重大價(jià)值。我國(guó)作為世界上LED燈具的最大消費(fèi)國(guó)，在深化挖掘市場(chǎng)的同時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)建設(shè)。

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