led燈及在住宅照明中的應用(存儲版)

　　

【正文】 P——電功率（w）（4）房間照明設計舉例例31：，頂部及墻面均刷白灰，地面貼白色瓷磚，縱向開窗戶．按表36臥室一般活動區的高值，要求平均照度為50lx，擬安裝40W直管熒光燈照明。解：客廳面積：A=64=24 室空間高度：H==查圖32 的概算曲線，按題意，查H=3的那條虛線，用內插法計算得燈的盞數N=由式(310):其中：概算曲線上的維護系數= 客廳實際的維護系數為M= 平均照度E=80因此，使用4盞40W的熒光燈均勻布置可以滿足要求。客廳裝飾，如客廳中的壁畫、雕塑、花草，可選用天花燈進行重點照明，天花燈是一種高檔次的照明及現代裝飾燈具，非常適用于高檔家居，壓鑄天花燈規格有：12V、MR135W，12V、MR16，50W等。圖34 為臥室照明效果圖。（5）其他衛生間的空間一般不會很大，如果選擇偏冷色調的燈具，可以增加衛生間的空間感。一般來說：空調，因其負荷大，選擇單相三孔15A插痤；衛生間熱水器，選擇防水型單相三孔15A插痤；洗衣機，選擇單相三孔帶開關10A插座。2）照明配電網絡的接線方式照明配電網絡主要有放射式、樹干式、混合式接線方式。照明配電箱分為低壓懸掛式照明配電箱和低壓嵌入式照明配電箱。（3）室內照明燈具控制方式室內照明燈具控制方式主要有集中控制和局部控制兩種形式，照明配電干線應設置低壓斷路器作為帶保護的總開關，當住宅樓不超過3層，即低層住宅時，可由一臺配電箱向各層供電；對高層住宅，則要設置干線配電箱，如圖38 中的圖（c）所示。如果室內裝飾色調以紅、黃等暖色調為主，則應選擇色溫較低的光源，配以一定形式的天花燈，產生迷離的散射光線，增強房間溫暖的氣氛。住宅室內光源選擇如表310 所示。（1）LED燈杯LED燈杯是由LED光源、恒流驅動器、光學透鏡和金屬或其他具有高熱導系數的散熱器外殼組合而成的新型照明燈具。射燈用于對裝飾物的加強照明上，一般是嵌入到吊頂或墻體中。現在越來越多的家庭都使用上了LED筒燈照明。與白熾燈相比，節電85%，壽命高出50倍；與節能燈相比，節電50%，壽命高出5倍。（5）LED格柵燈LED格柵燈是適合安裝在有吊頂房間的一種照明燈具。上海盛企光電生產24W吸頂式LED格柵燈，光通量為1700lm1900lm；32W嵌入式LED格柵燈，光通量為2200lm2400lm。在家庭中使用高效節能電光源、高效節能燈具和照明控制設備等照明節能新技術產品，可以降低照明負荷，節能照明用電，減少環境污染，保護生態平衡。試驗結果如表315 所示。作業臺面與空間真實視覺感，明顯地比T836W熒光燈明亮、清晰、色彩逼真、舒適。T8CZ1649W的LED日光燈與60cmT820W熒光燈在設定距離和角度上照度對比如表317所示。（1） 選擇高效光源和節能燈具選擇高效光源和節能燈具，能使光通量集中。（1）定期清掃燈和燈具在燈上以及在燈具的反射表面與透射表面上沉積的灰塵吸收光。（3）換燈 為了減少照明裝置由于燈老化和失效而引起的光輸出下降，就要換燈。加強對電光源和照明器具的維護管理，定期擦拭照明器具，可以提高維護系數。 從式（38）可知，在房間面積和光源不變的情況下，提高利用系數和維護系數，可以提高照度。細管熒光燈替代粗管熒光燈的效果見表316。作業臺面與空間真實視覺感法蘭克T528C光量子轉換效率,可見光比例高。節能燈替代白熾燈的效果見表314。住宅照明節電照明節電投入少、見效快，是所有終端用電設備節電技術中節電率和發電污染物減排率最高、成本效益最好的一種，也是電網削峰減壓的有效手段。底盤采用優質冷軋板，表面采用磷化噴塑工藝處理，防腐性能好，不易磨損、褪色。某公司LEDT5及LEDT8型熒光燈的技術數據如表31312所示。Cree公司推出的LR4嵌入式LED 筒燈，功率11W，光通量540lm，顯色指數94，暖白色的色溫為2700K，白色的色溫為3000K。LED筒燈是一種嵌入到天花板內光線下射式的照明燈具。LED PAR燈有LED PAR1PARPARPAR3PAR4PAR5PAR64多種規格。每套住宅最好設置電源總斷路器，選用可同時斷開相線和中性線的開關電器。 住宅的功能照明電光源宜選用節能燈和環形熒光燈，也可以選用直管熒光燈。燈具的選擇要滿足使用功能和照明質量的要求，同時要便于安裝與維護，運行費用低廉，燈具外形最好能與住宅建筑相協調。圖38 某高層住宅照明配電系統圖圖38 中的三種照明配電方式均為混合式接線方式，方案先將這棟住宅樓按區域和層分為幾個供電區，設置電氣豎井，劃分每個供電區的層數為26層，每條干線向一個供電區供電，也可稱為分區樹干式配電系統。照明配電箱中有小型斷路器、漏電開關，匯流排、中性線（N）、保護線（PE），有的還有電能表。 圖35 一梯二戶住宅某層照明平面圖 圖36 照明平面圖圖例圖37 一戶住宅配電箱系統圖注：一梯二戶住宅樓照明設計來源于謝秀穎主編《電氣照明技術》，2004年3．照明配電 照明電氣設計一般是在光照設計的基礎上進行的，其主要任務是保證電光源和燈具能正常可靠地工作。某高層住宅一梯兩戶，樓高11層，設置有電梯，樓梯間內設置強電、弱電上線通道，其標準層照明設計為：（1） 照明燈具選擇客廳、臥室、起居室、餐廳均選用相應規格的節能燈，吸頂安裝，并配以LED燈，突出重點部位照明；廚房內選用防潮燈，并與餐廳的照明光源顯色性盡可能一致；衛生間內安裝防潮座燈，采用防水型面板；樓梯燈采用聲光控延時開關控制。如果家中的餐廳有吧臺或可折疊的小餐桌，那么，可以在它們上方安裝一盞方便自由伸縮的吊燈。衣柜、壁畫選用天花射燈進行重點照明。會客以看清客人面部表情為宜，基礎照明可選用吸頂燈。由式（39）得； 顯然，選用一支40W的普通細管直管熒光燈就可以滿足該臥室一般照度的要求了。單位容量法計算結果不精確，一般用于初步設計時估算照明用電量。2）概算曲線法由利用系數計算公式（38）導出的燈的個數為： （39）燈具概算曲線是經式（39）進行計算，而繪出的被照房間面積A與所用燈的個數n之間關系的曲線。 表38 YG11型40W熒光燈具的利用系數表有效項目反射系數%70503010墻壁反射系數%70503010705030107050301070503010RCR12345678910圖31 YG11型40W熒光燈具的配光曲線２）維護系數Ｍ　　燈具在使用期間，光源本身的光效率會逐漸降低，燈具會逐漸陳舊臟污，被照場所的墻壁、頂棚和地板也有污損的可能，從而使工作面上的光通量有所減少。④ 墻壁、頂棚及地面顏色的反射系數墻壁、頂棚及地面的顏色越淺，反射光通量越多，利用系數也越高。燈具的配光特性是重要的光學特性之一，一般由制造廠家測試后提供給用戶，作為照明計算及選擇燈具的依據。1．根據照度要求，確定燈的盞數及功率在房間的照明設計要素、燈具的型式、燈具的懸掛高度、燈具的布置方案確定之后，根據照度要求，計算出燈的總光通量，再確定燈的盞數，最后從光源的技術數據表中查出對應的燈的功率。2） 任務照明任務照明為工作區域提供比較高的亮度，以完成精細作業，如書桌、電腦桌上的照明。嚴重的眩光甚至使人眩暈、惡心，必須加以限制。考慮到相同用途的不同房間在不同條件下所需的照度可能有顯著差別，標準中通常用高、中、低三個照度等級組成的照度范圍來代替單一的照度值，方便設計人員靈活運用照明設計標準。一般采用一個掛于餐桌上方的燈具來照明，要注重燈光的藝術性，燈具采用玻璃燈罩或塑料燈罩，要高出桌面800mm。宜采用暖光色光源。住宅的各個房間以及房間的各個部分具有不同的使用功能，對照明的要求也各不相同。一般來說，為了得到高效率的照明，主要表面應該采用淡顏色，頂棚采用白色或近似白色。天然光源與熒光燈的色溫如表32所示。試驗結果的分析表明，引起眩光的因素有：燈具亮度；房間長度和燈具安裝高度；由平均水平照度表示的視適應水平；燈具種類，例如燈具側面是否發光。頂棚亮度是室內照明設計的一個因數。因此，人視野內的各種物體，如燈具、墻壁、頂棚的亮度必須設置在亮度界限之內。在住宅照明設計中，需要的照明水平一方面要考慮人對視環境的滿意不滿意問題，另一方面則取決于視覺工作的難易程度和視功能水平。電氣照明燈光穩定、色彩豐富，容易實現控制和調節，能夠滿足人們對照明的需要，因此成為現代人工照明中應用最廣泛的照明方式。住宅照明質量的優劣，直接影響人的情緒、視力健康、活動范圍和舒適感。由于OLED 為平面發光，而且可在輕薄、可撓式的基材上形成陣列結構,，所以也非常適合應用于照明光源，2010年，OLED 的發光效率為80lm/W，目前最好的OLED器件的發光效率為102 lm/W。（3）LED 驅動電路的效率和輸出特性LED 對驅動電路的要求是能保證恒流輸出的特性, 因為LED 正向工作時結電壓相對變化區域很小, 所以保證了LED 驅動電流的恒定，也就基本保證了LED 輸出功率的恒定。解決這個相互矛盾的問題是燈具設計時應關注的一個重要方面。據LED廠商資料分析，LED故障原因有70%是由于溫度過高引起。在實際的照明燈具的設計中, 可采用在基本設定每一個LED燈投射方向的前提下, 把每一個LED燈用球形萬向節固定在燈具上, 當燈具使用于不同的高度和照射寬度時, 可通過調整球形萬向節使每一個LED燈的照射方向都達到滿意的結果。在燈具內, 能按照路燈燈具高度及路面寬度設計各個LED燈的安裝位置和發射光的方向就能實現良好的二次配光功能。光線入射角等于反射角。測試的所有樣品色溫范圍為2500K~6000K，大部分樣品在27003000K范圍內。（3）近階段適合城市景觀照明LED啟動時間只有幾十納秒，可反復頻繁亮滅；LED光源色彩純正、豐富，可演變任意色彩，其裝飾性優秀；LED光源體積小，可以作成點光源，并可以進行多種組合，從而形成點、線、面、體多種形狀；LED光源通過微機智能化控制技術，對點狀LED光源組合進行動態控制、閃變控制，適合形成“點、線”；進行漸變控制，適合形成“面”。2）內置型是指LED模塊作為燈具中一個可替換的部件，但不能離開燈具單獨使用。目前實現LED照明有三種技術路線：利用紅、綠、藍三基色LED合成白光；利用紫外LED激發三基色熒光粉，由熒光粉發出合成白光；采用藍光LED激發黃光熒光粉實現二元混色白光。白色LED燈幾乎不含紅外線與紫外成分，顯色指數可達85，光輸出隨輸入電壓的變化基本上呈線性，因此調光方法簡單，效果可靠。在 2000 年，前者做成的 LED 在紅、橙區（ λ p =615nm ）的光效達到 100 lm / W，而后者制成的 LED 在綠色區域（ λ p =530nm ）的光效可以達到 50 lm / W。國家發改委統計數據顯示，我國LED照明芯片、封裝和應用產值之比為1∶9∶22，從產業布局來看，LED產業發展不平衡。2010年，LED開始進入普通照明領域，我國半導體照明產業規模已達1200億元，其中，上游外延心片產值為50億元，中游封裝產值為250億元，下游應用產值為900億元，主要產品為LED球泡、MR1PAR燈等。20世紀90 年代初，發紅光、黃光的 GaAlInP 和發綠、藍光的 GaInN 兩種新材料的開發成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。到2001年，美國的holy grail光效已達40 lm/W 50lm/W。1）集成型是指LED模塊作為燈具中一個不可替換的部件，與燈具集成在一起，形成了一個不可分割的整體。特別是LED燈不含汞、鈉元素等可能危害人體健康的物質，其廢棄物可回收，無污染，這是綠色光源的重要指標。 MR16和PAR20LED樣品的測試結果較好，被測試的8個PAR30樣品光效在節能燈的上下浮動，光效為50~55 lm/W。 表225 燈具常用反射材料的反射特性反射材料反射率（%）吸收率（%）特性鏡面反射銀9092810亮面或鏡面材料。而帶反射器并且具有合理的光束輸出角度的LED燈本身就具有良好的一次配光功能。目前加拿大政府已經按道路照明功率密度(LPD) 的要求, 推行其道路照明節能工作, 估計在不遠的將來會有更多的國家按LED燈的要求推行其道路照明節能工作。實驗證明，LED心片界面溫度升高會造成亮度下降，加快LED組件的損壞。LED燈應具有一定等級的防塵防水功能(IP) , 良好的IP 防護往往會妨礙LED 的散熱。（2）燈具的外殼設計成散熱器狀目前大部分的道路燈具外殼是鋁材的, 直接利用燈具外殼表面作為散熱