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从需求角度出发如何做好LED灯具选择?

阿拉丁照明网 2019-01-10 17:23:18

摘要:


随着LED应用技术不断成熟,我国半导体照明产业正在经历深刻变革。自2013年起,由于LED灯具全寿命周期成本优势的显现以及照明行业标准不断完善,整个行业正在经历从技术驱动向应用驱动的转变。基于目前主流市场灯具价格战的愈演愈烈,倡导从使用者需求角度考虑的灯具采购模式,从明确的要求到严格的检测,直至合理的比价模式,通过对各个采购环节的把控,最终挑选到性价比最优的产品的采购方式,变得尤为重要。


关键词:效果、检测、采购模式


近年来,随着我国经济生活水平的提高,城市建设发展加快,节能环保逐渐成为国家倡导的发展模式以及人民向往的生活态度。而LED灯具作为照明行业新兴的技术,巨大的节能发展空间及相对环保的生产工艺使其俨然成为绿色照明的代名词。随着LED应用技术的不断成熟以及人们对生活质量要求的不断提高,人们对出行的安全、舒适程度要求逐步取代了产品本身寿命及光效,成为使用单位在产品选择上所考虑的重要内容。如何通过对LED照明产品现状分析,结合行业标准和检测机构评测,挑选到性价比最优的产品,是本文关注的重点。



一、LED照明现状及需求分析


(一)现状分析


根据2014年我们对市场常规产品的跟踪,产品光效方面,100W左右LED灯具整灯光效平均在93lm/W的水平,对比150W钠灯整灯光效的79lm/W已有不小的优势,与此同时, LED光源光效实验室数据已达到140lm/W,远超150W钠灯光源106lm/W的光效水平,也显示了LED光效在未来的仍有着较大的发展空间;产品价格方面,市场平均由从07年70元/W回落到14年的23元/W, LED照明产品价格竞争力也在逐步展现;产品应用方面,中国市政协会道路专业委员会采集全国22个省、5个自治区、4个直辖市合计977个单位反馈数据显示,LED灯具在道路照明中的应用比例由2011年的4%提高至2014年的8.3%,发展势头迅猛。


当然,在这些快速发展的背后也存在一些问题, 2013年国家发改委、住建部对全国10条主干道,19条支路的半导体照明工程跟踪检测结果显示,灯具安规检测总合格率仅为54%,照明水平也不是很理想。究其原因,LED灯具能效持续提升、价格逐年回落为未来道路照明发展提供了无限可能;同时片面强调节能优势,追求灯具光效,忽略使用需求也造成目前市场良莠不齐的局面。


(二)需求分析


《“十二五”城市绿色照明规划纲要》中明确指出:在满足城市照明基本功能的前提下降低照明的单位能耗,提高城市照明的质量和节能水平,实现城市照明发展方式的转变。我认为这里所说的基本功能就是使用者的基本需求,也就是满足出行人员以及管理单位的使用需求。


通常,我们可以用“辨识度高、视觉感受好”来形容夜间路面的照明水平,也就是夜间出行者对于道路照明质量的基本需求。其中,辨识度高低是对于安全的需求,而视觉感受则是对舒适度的需求;对于管理单位来说,可控的建设投资和运维成本是其衡量产品好坏的核心内容。往往在实际操作过程中,两种需求的关系是不成正比的,如何在采购中得以上下兼顾是我们迫切需要解决的问题。



二、从需求角度出发的产品选择


从对照明质量的需求分析到照明产品的选择,也就是由抽象向具体转变的过程,可以确定的是,解决方案的着眼点还是应落实在灯具具体参数上,也就是对LED灯具光学性能和安全的参数要求,两者缺一不可。


(一)光学


目前道路照明设计普遍执行《城市道路照明设计标准》(CJJ45),该标准对各类道路在照明设计中应符合的规范要求及评价指标都作了明确的规定。想要让道路照明水平指标在灯具参数上得以体现,首先要做的是掌握并灵活应用标准中的相关内容,对道路照明水平各项指标制定合理的取值,形成系统的灯具技术文件要求。


同时,引入第三方检测机构对相关灯具参数通过专业检测的方式加以论证,通过光学仪器的检测可以得出产品的光强、光通及光束角等参数,再通过软件的模拟计算,可以得到预设安装环境下的道路照明水平值,也就是我们熟悉的平均亮度、均匀度及纵向均匀度等。通过计算值与要求值的对比,即可初步判断该灯具是否符合灯具技术文件的要求。


针对LED照明产品相关标准的缺乏,同时在实际工程应用中还存在一些误区,未能充分发挥其优势和特点,造成了不必要的损失,并产生了一定的负面影响。即将颁布实施的《LED城市道路照明应用技术要求》又对LED光源的道路照明灯具参数及道路照明设计做了进一步要求。


该标准不仅对灯具的配光提出具体的建议,更对灯具色温、防护等级、显色性、光通量维持率等指标有了明确的要求。该标准的制定对推动LED照明应用技术发展,促进照明行业健康有序发展具有重要意义。


需要一提的是,由于LED灯具产品配光的特性以及少部分生产厂家对于道路照明理解的片面性,导致以前普通照明灯具(如钠灯)很少关注的指标,在LED灯具运用的道路照明中变得尤为值得我们关注。比如说环境比-SR值,它是反映车行道外5m宽的袋装区域内的平均水平照度与相邻5m宽车道上平均水平照度之比。少数LED灯具生产厂家为追求道路照明水平,提高路面亮度同时控制灯具功率,从而获得较高的节能数据,通过调整灯具配光,使得灯具光通集中于道路方向,而人行道一侧几乎或者没有光通。如图1所示:



图1 灯具照射示意图


前面两种情况无疑都是不可取的,特别是第二种照明方式,行人在人行道一侧通过时,照明水平较低,无法满足基本安全需求;同时车行方向驾驶员无法掌握人行道侧情况,不能及时应对人行道侧突发状况,为夜间驾驶带来安全隐患。“标准”中明确要求:主、次干路车行道外边带状区域内的平均水平照度与相邻的等宽度车行道上平均水平照度之比不小于0.5。


(二)安全


如果说出行人员的需求是光学性能,管理人员的需求则是安全。灯具的安全就是灯具产品认证中对产品安全的要求,包含产品零件的安全的要求、组成成品后的安全要求。


灯具的安全适用GB7000系列灯具国家标准,具体可分为机械、电以及热三类标准。其中,机械包括标记、结构、防尘、防固体异物和防水、螺纹接线端子、无螺纹接线端子和电气连接件等,电包括外部接线和内部接线、接地规定、防触电保护、绝缘电阻和电气强度、爬电距离和电气间隙,热包括耐久性试验和热试验、耐热耐火耐起痕等。


根据各项指标对灯具的实际影响程度不同,在实际运用过程中,对各项指标的重视程度也有所区别。比如,对于结构、防尘、防触电保护等指标,应采用一票否决原则,即只要有一项不符合,即认定不合格,但对于标记、外部接线及内部接线,通常可会给予一次的整改机会,以便给性价比高的产品更多机会参与市场竞争。


在安全的检测方面,一般符合性评审的方式,即委托权威第三方检测机构按灯具标称进行安全各项检测,检测机构会在各项检测内容后给定检测结果(不合格会以F表示),如图2所示:



图2 安全检测报告示例


需要注意的是,实验室检测数据有时也并非是绝对的。在实际应用中有这样一个案例,一款LED灯具经第三方检测,其初始光通量为25882lm,通过加速老化试验,预计3000小时后灯具光通量应为25559lm,光通量维持率为98.7%,优于《LED城市道路照明应用技术要求》中96%的要求;随后,同批次的该型号灯具安装在室外投入运行,排除环境因素影响,测得初始平均亮度及照度灯数据,3000小时后再次实地检测道路照明水平数据,发现道路平均照度与亮度均仅为初始的93%。


这则案例很清楚的说明,无论是温升测量还是加速老化试验,都是在实验室环境中进行的,与长期室外运行数据会有一定偏差,因此,我们认为在强调灯具第三方检测中,不光要关注检测中心的室内检测数据,更要关注工程检测(即工程实地跟踪检测)数据,并将检测结果纳入合同约定内容中,如此才能保障用户利益,将灯具质量的把控做得更好。



三、未来LED产品选择的展望


对于产品的选购,高性价比无疑是永恒的主旋律。LED灯具产品的性价比体现在何处?如图3所示。



图3 LED灯具产品平均亮度与路面辨识度分析


图中表示的是在相同阈值增量(TI)及亮度总均匀度(U。)情况下,随着灯具平均亮度增加,路面辨识度RP的提升水平。由图3不难看出,无论U。为正常(0.4)或偏低(0.2)水平,辨识度RP在10%-75%区间内,随平均亮度提升特别明显,而在达到75%以后,即使平均亮度继续明显提高,辨识度水平提升都会趋于缓慢;


同时对两个不同均匀度水平下的曲线进行对比,在U。=0.2是,RP提升至75%所需要的平均亮度远高于U。=0.4时的水平。因此结论如下:提升平均亮度(Lav)或均匀度(Uo)均能有效改善辨识能力(RP) ;同时过度照明对视觉的增益远小于照明成本的增加 。因此,照明并非越亮越好,均匀度重要性并不亚于平均亮度。


通过上述分析,结合当下LED灯具市场采购大多采用最低价中标的方式,弊端显而易见。即使我们在采购中对各项技术指标作了要求,那是否各项指标均符合要求之后,该款灯具就是性价比最优的产品了呢?答案是否定的


因为对于指标的要求,不但有下限值,更要有上限值,如平均亮度,高了就是浪费,对后期节能各方面都不利;对于指标的侧重点都不一样,比如虽然较差均匀度前提下,高亮度的照明水平仍能满足视觉需求,但是提高均匀度,对于后期节能控制及视觉舒适度更为有利。因此,可以对灯具的各项指标设置区间值,按重要性匹配对应的分值,结合商务部分,采用综合评分方式进行打分,如图4所示:



图4 综合评分比例示意


通过权衡各项指标的重要性及最优值区间,结合产品价格的高低,最终选出性价比最高的灯具。


随着LED技术及市场的不断成熟,LED灯具产品的在未来的竞争优势必将越来越明显。希望通过强调对需求的解读,能使LED照明行业向着更理性,更健康的方向发展。




来源 | 常州市城市照明管理处

作者 | 姚 悦


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