一、光源
光源是灯具的核心,故首先介绍光源。根据发光原理,可分为3类:1)白炽现象发光;2)荧光发光;3)LED发光。
关于光的一些介绍,可参见《光》。
1.1、白炽现象发光
发光原理:通电加热灯丝到白炽状态,利用热辐射发出可见光。
常见的基于白炽发光的灯具有:
- 白炽灯,就是小时候用的那种时间长了会很烫手、经常呼啦一下烧断了钨丝的灯泡
- 卤素灯,可以看做是白炽灯的升级版,会在灯泡内注入碘或溴等卤素气体,高温下,升华的钨丝与卤素进行化学作用,冷却后的钨会重新凝固在钨丝上,形成平衡的循环,避免钨丝过早断裂
该类灯具特点(基于该类常见灯具的定性描述,即可能存在该类不常见灯具违背以下特点):
- 能源利用率:能源利用率低,所消耗的电能只有不到10%可转化为光能,其余部分以热能的形式散失
- 材料寿命:寿命短,1000小时左右
- 光危害:蓝光含量少,紫外线含量少,红外线含量高
- 色温:2500-3000K
- 显色指数:显色指数非常高,在95-100之间
- 照度:跟“灯具瓦数”和“能源利用率”相关
[备注] 我国从2011年起逐步实行淘汰计划,到2016年10月1日起,禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯。
1.2、荧光发光
发光原理:利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线,从而使荧光粉发出可见光。
常见的基于荧光发光的灯具有:
- 普通荧光灯,比如“小时候常见的长条状的日光灯就属于普通荧光灯的一种”
- 节能灯(国外简称为CFL灯),全称为“紧凑型三基色电子荧光灯”,是一种紧凑型、自带镇流器的日光灯
该类灯具特点(基于该类常见灯具的定性描述,即可能存在该类不常见灯具违背以下特点):
- 能源利用率:能源利用率低,所消耗的电能只有不到30%可转化为光能,其余部分以热能的形式散失
- 材料寿命:寿命短,6000小时左右
- 光危害:蓝光含量多,紫外线含量多,红外线含量少
- 色温:2700-6400K
- 显色指数:显色性差异较大,多数不高
- 照度:跟“灯具瓦数”和“能源利用率”相关
1.3、LED发光
发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。英文名为Light Emitting Diode,简称LED。
该类灯具特点(基于该类常见灯具的定性描述,即可能存在该类不常见灯具违背以下特点):
- 能源利用率:能源利用率高,所消耗的电能有80%以上可转化为光能,其余部分以热能的形式散失。故常被称为LED节能灯,须注意与“节能灯(CFL灯)”的区分
- 材料寿命:寿命长,5万-10万小时
- 光危害:蓝光含量多,紫外线含量少,红外线含量少
- 色温:范围广
- 显色指数:范围广
- 照度:跟“灯具瓦数”和“能源利用率”相关
[备注] 各国大力推广发展LED灯。
二、灯具选择
灯具选择的核心指标有:能源利用率,材料寿命,显色指数,色温,光危害,照度,无可视频闪;非核心指标有:智能控制,智能互动,更高安全性等。
首先须选择光源,结合上一章节内容,选择LED灯具,因为:LED灯具在可控制调节获得“高显色指数,合适色温,最小光危害,高照度,无可视频闪”的前提下,具有最高的能源利用率和最优的材料寿命表现。
接下来描述不同场景下的LED灯具选择。
2.1、工作学习场景
对除了“能源利用率”和“材料寿命”之外的核心指标要求如下:
- 色温:4000K左右
- 显色指数:大于80
- 光危害:LED天然没有红外线、紫外线危害,控制减少蓝光危害
- 照度:国AA级[3]
- 无可视频闪
2.2、卧室(不工作学习)场景
对除了“能源利用率”和“材料寿命”之外的核心指标要求如下:
- 色温:2700-3000K
- 显色指数:不必要大于80
- 光危害:LED天然没有红外线、紫外线危害,控制减少蓝光危害
- 照度:没有太高要求
- 无可视频闪
参考文献
[1]《室内建筑照明规范》
[2]http://www.jiankangguang.com/index.php/cms/show-51.html
[3]GB/T 9473-2017《读写作业台灯性能要求》