照明品質(zhì)(QUALITY OF LIGHTING)

　　照明品質(zhì)是指照明光源是否符合視覺功能、視覺舒適度、安全度以及視覺美感等的照明指標(biāo)。正確應(yīng)用好照明品質(zhì)的指標(biāo)，會(huì)給你的照明空間帶來(lái)全新的感受，特別是在LED照明時(shí)代，照明品質(zhì)表現(xiàn)的極為重要，使用照明品質(zhì)指標(biāo)選購(gòu)LED光源產(chǎn)品，會(huì)帶來(lái)事半功倍的照明效果;下面，我們分別介紹照明品質(zhì)的主要指標(biāo)。

　　1、色溫，是表示白光的光色，區(qū)別白光光色是偏紅色還是偏藍(lán)色，用絕對(duì)溫度表示，單位是K(開爾文)。通常室內(nèi)照明的色溫范圍是2700K-7000K。

　　照明白光，最典型的是太陽(yáng)光，眾所周知，太陽(yáng)光是由多種顏色的光混合而成的，其中，最主要的還是紅綠藍(lán)三種顏色的光。(下圖是太陽(yáng)光通過棱鏡后光的分解圖，由此可驗(yàn)證太陽(yáng)光是由多種顏色的光混合而成。)

　　白光是用色溫指標(biāo)描述光色的，當(dāng)白光中的藍(lán)光成分多，白光光色就偏藍(lán)色(偏冷，如北方冬季正午陽(yáng)光)，當(dāng)白光中的紅光成分多時(shí)，白光光色就偏紅色(偏暖，如早晚陽(yáng)光)，色溫是表達(dá)白光光色的唯一方法。人造光源的白光也是多種顏色的光混合形成的，對(duì)人造光源，我們同樣也是用色溫描述白光的光色;對(duì)于白光的物理分析，我們通常采用光譜分析的方法，白光的光譜分析是需要專門儀器測(cè)試制作。下圖是各種光譜圖。

　　從這個(gè)圖可以看出，太陽(yáng)光的光譜成分豐富和飽滿，人造光源中的白熾燈與LED燈的光譜分布比高壓鈉燈和熒光燈要好，熒光燈光譜中包含對(duì)人體有害的紫外線成分，由于白熾燈由于耗能大，將被淘汰。LED光源將是照明光源的主導(dǎo)產(chǎn)品。

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　　在描述白光光色時(shí)，許多人會(huì)用暖白光、自然白光、日光白光、冷白光分類，對(duì)于保證照明品質(zhì)而言，這個(gè)分類范圍太大，應(yīng)該使用色溫描述白光，通常，LED白光色溫與白光光色的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下面左圖所示(初略描述)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的色溫區(qū)分應(yīng)該根據(jù)CIE1931色度圖進(jìn)行，如下面的右圖所示。

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　　精確的色溫值是要通過專業(yè)儀器測(cè)試，在購(gòu)買照明產(chǎn)品時(shí)，描述色溫是比較困擾的問題，為了有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，我們制作了色溫參考圖例，這個(gè)圖例可以很好區(qū)別照明產(chǎn)品的色溫，如下圖所示。

　　室內(nèi)照明使用什么色溫，是要與室內(nèi)裝潢基本色調(diào)相匹配，正確使用白光色溫，可以大大提升室內(nèi)裝潢效果，使用適合裝潢色調(diào)的色溫照明，是保證照明品質(zhì)的一個(gè)重要方法， 選用光源的色溫，要與室內(nèi)的墻體，地面、家私、裝飾品、房間的用途等綜合考慮，此外，還要考慮人的因素，如暖色光比較適合老年人與兒童。不同的色溫對(duì)人的情緒還有一定的影響，暖色會(huì)讓人安逸，冷色會(huì)讓人思維清晰;患孤獨(dú)癥、精神憂郁癥的患者則不宜在4000K以上環(huán)境中久住;6500K以上的色溫有可能造成藍(lán)光對(duì)人眼視網(wǎng)膜的損傷。在選用光源色溫的時(shí)候，需要綜合考慮。

　　2、顯色性，是照明光源對(duì)被照物體表面顏色的還原程度，用顯色指數(shù)Ra表示，Ra范圍從0-100，Ra數(shù)值越接近100，表示顯色性越高，被照物體表面的色澤還原越好。光源的顯色性需要專業(yè)儀器測(cè)試。

　　從太陽(yáng)的光譜圖可以看出，太陽(yáng)光譜最為豐富，是顯色性最好的光源，人造光源的顯色性總是低于太陽(yáng)光，所以，鑒別人造光源顯色性最好的方法就是與太陽(yáng)光對(duì)比，最簡(jiǎn)單的方法是在太陽(yáng)光與人造光源下對(duì)比手掌心或人臉部的顏色，越接近太陽(yáng)光下的顏色，顯色性越好，也可以把手掌對(duì)著光源，看手掌的顏色，如果手掌心的顏色發(fā)灰或者發(fā)黃，則顯色性不好，如果手掌心得顏色有血色(發(fā)紅色)，則顯色性正常。

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　　對(duì)于LED光源，Ra大致可以分3個(gè)等級(jí)，Ra小于69，Ra在70與79之間，Ra大于80，高品質(zhì)的室內(nèi)照明，應(yīng)該使用Ra大于80的光源。顯色指數(shù)與色彩的還原程度可以參考下圖所示。

　　要想購(gòu)買到高顯色性的LED產(chǎn)品，建議購(gòu)買者做一個(gè)色盲測(cè)試，有色盲的人是無(wú)法買到高顯色性的照明光源。

　　色盲，又稱“道爾頓癥”，色盲是人眼對(duì)某些顏色無(wú)法分辨，看到的彩色物體會(huì)缺色，色盲以紅綠色盲較為多見，藍(lán)色盲及全色盲較少見。在選購(gòu)照明光源時(shí)，首先要自己測(cè)試一下是否有色盲，否則就無(wú)法選購(gòu)到高品質(zhì)的照明光源了;下圖是色盲的分類。

　　可以通過下圖可以測(cè)試一下是否色盲。

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　　在選購(gòu)照明光源時(shí)，我們希望顯色性越高越好，但是，顯色性高的光源發(fā)光效率會(huì)降低，光源耗電會(huì)增加，對(duì)于不太重要的場(chǎng)合，可以考慮降低顯色性要求，如樓梯過道等。對(duì)LED光源，顯色性高的LED成本也高，顯色性高的光源品質(zhì)相對(duì)好，通過選擇高顯色性的LED光源，也是一種鑒別高品質(zhì)照明產(chǎn)品的簡(jiǎn)單方法之一。

　　顯色性是照明品質(zhì)的重要指標(biāo)，高顯色性的照明空間，會(huì)讓人感覺層次清晰，物品顏色絢麗，達(dá)到視覺美感，下面是高顯色性的照明圖片。

　　3、光源的照度值，照度是光源照射在被照物體單位面積上的光通量。是表示被照物體表面明暗的程度，用勒克斯Lux(Lx)表示，照度值越高，表示物體被照的越亮。照度值的大小與光源到被照射物體的距離有很大關(guān)系，距離越遠(yuǎn)，照度值越低，照度值還與燈具的配光曲線有關(guān)，燈具光輸出角度越小，照度值越高，燈具光輸出角度越大，照度值越低;照度值需要專用儀器測(cè)試;從光度學(xué)角度來(lái)看，光通量是主要指標(biāo)，作為照明產(chǎn)品，主要是反應(yīng)被照射物體表面的明暗程度，采用照度值描述照明效果更為確切，室內(nèi)照明的照度值高低，反應(yīng)的是室內(nèi)照明的明與暗，過高的照度與過低的照度對(duì)人眼的健康是有影響的，因此，室內(nèi)照明的照度值需要參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(表1)，按照這個(gè)表所推薦的照度值不會(huì)出現(xiàn)過高或過低的照度。

表1住宅建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值

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　　4、燈具的配光曲線，室內(nèi)的照明效果與燈具的布局、燈具的配光曲線有關(guān)。一個(gè)好的照明效果體現(xiàn)在合理的燈具布局和正確應(yīng)用燈具的配光，燈具的布局與燈具的配光決定室內(nèi)照明的視覺功能、視覺舒適度，體現(xiàn)照明空間的立體感和層次感。其中，燈具的配光應(yīng)用恰當(dāng)，可以提升整個(gè)照明空間的照明品質(zhì)。

　　燈具的作用是固定和保護(hù)光源，以及裝飾和美化環(huán)境。燈具的另一個(gè)用途是重新分配光源的光線輸出，使得光源的光線按照燈具設(shè)計(jì)的光輸出角度輸出光，這個(gè)稱為燈具的配光。燈具的配光曲線是描述燈具的光輸出形態(tài)，配光角度越小，會(huì)讓人感覺越亮，燈具的配光曲線是通過專門的儀器測(cè)試。下圖是燈具常用的配光曲線。

　　燈具的配光是與燈具的照明功能相關(guān)，軌道射燈、天花燈一般采用15度或者30配光，筒燈一般采用30度或者60度配光，球泡、吸頂燈一般是120度配光。燈盤的配光在60度到90度之間。

　　5、光源的發(fā)光效率，光源的明暗程度是用光通量描述的，光通量單位是流明(lm)，光通量越大，光源的亮度越高，光源的光通量與光源的耗電功率之比，稱為光源的發(fā)光效率，單位是lm/w(每瓦流明值)，光源的發(fā)光效率是衡量光源品質(zhì)的重要指標(biāo)，光源的發(fā)光效率越高，光源越節(jié)能， LED光源的發(fā)光效率大約在90-130 lm/w，節(jié)能燈的發(fā)光效率是48-80 lm/w，白熾燈的發(fā)光效率是9-12 lm/w，品質(zhì)差的LED光源發(fā)光效率也只有48-80 lm/w，發(fā)光效率高的產(chǎn)品，光源的品質(zhì)也相對(duì)較好。

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　　6、燈具效率，室內(nèi)照明很少單獨(dú)使用光源照明，通常是把光源放到燈具里使用，光源放到燈具后，燈具的光輸出比單獨(dú)光源的光輸出低，這兩者之比稱為燈具效率，燈具效率高，表明燈具的制造品質(zhì)好，燈具的節(jié)能指標(biāo)高，燈具效率是衡量燈具品質(zhì)的重要指標(biāo)，通過比較燈具效率的大小，也可以間接地評(píng)估燈具的品質(zhì)。

　　光源的發(fā)光效率、燈具效率、燈具的照度值之間的關(guān)系是，燈具輸出的光通量是只與燈具效率成正比，燈具的照度值與光源的發(fā)光效率成正比，燈具的照度值與燈具的配光曲線有關(guān)，照度值高，并不意味著光通量高，把光源發(fā)光效率高的光源放在燈具效率低的燈具里，燈具輸出流明會(huì)大大的降低，光源的發(fā)光效率與燈具效率越高，照明的節(jié)能指標(biāo)也越高，光源的發(fā)光效率與燈具效率是衡量高品質(zhì)照明產(chǎn)品的重要標(biāo)志。

　　7、眩光，是表示光源的光線引起人眼視覺不舒適程度，通俗的講，當(dāng)感覺到光源很刺眼，說明這個(gè)光源有眩光。

　　夜晚的街道上，開著遠(yuǎn)光燈的汽車迎面而來(lái)時(shí)，我們看到的刺眼的光就是眩光，如下圖所示，室內(nèi)照明也有眩光問題，眩光會(huì)使人感覺不舒適，甚至?xí)饡憾痰氖鳜F(xiàn)象，室內(nèi)照明的眩光對(duì)兒童和老年人影響最大，眩光影響照明品質(zhì)，是個(gè)值得重視的問題。

　　眩光問題與室內(nèi)照度和照明的節(jié)能指標(biāo)相互制約，單個(gè)光源足夠亮，就會(huì)有眩光問題，即所謂的“夠光就會(huì)眩”，眩光問題，需要權(quán)衡利弊，綜合考慮;光通量越大，眩光越高;照度值越高，眩光越高;燈具配光角度越小，眩光越高;亮度低的產(chǎn)品，眩光也低，但節(jié)能指標(biāo)也會(huì)降低;眩光問題的控制，是以視覺舒適度為原則進(jìn)行控制;對(duì)于有老人與兒童的場(chǎng)合，需要更加注意眩光的控制。

　　光源的防眩光一般是通過燈具解決，如在光源前面加遮光片或者加擴(kuò)散片，不過，當(dāng)一個(gè)光源或者燈具號(hào)稱沒有眩光，也就意味著這個(gè)光源或者燈具也沒有亮度了，眩光問題也是困擾LED照明產(chǎn)品應(yīng)用的一個(gè)問題。

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　　8、頻閃，光源頻閃是光源的亮度隨時(shí)間發(fā)生明暗的變化的現(xiàn)象，長(zhǎng)期在有頻閃的光源下工作時(shí)，會(huì)引起視覺疲勞，最大的光源的頻閃時(shí)間是0.02秒，而人眼的視覺停留時(shí)間是0.04秒，光源頻閃的時(shí)間比人眼的視覺停留時(shí)間快，所以人的視覺幾乎感受不到光源在閃動(dòng)，但是，人眼的視覺細(xì)胞會(huì)感應(yīng)到，這就是引起視覺疲勞的原因，光源閃動(dòng)的頻率越高，頻閃引起的視覺疲勞越低，我們稱之為低頻閃，頻閃會(huì)在我們不知不覺中影響著人眼健康，影響著照明品質(zhì)。

　　白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈的頻閃是由光源工作原理決定的，無(wú)法克服，只能減小，LED光源的頻閃是由于光源的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的，改進(jìn)驅(qū)動(dòng)方式可以做到無(wú)頻閃，常用的照明光源的頻閃有：白熾燈(高頻閃)，熒光燈(電子鎮(zhèn)流器為低頻閃，電感鎮(zhèn)流器高頻閃)，節(jié)能燈(中等頻閃)，有些熒光燈類的臺(tái)燈標(biāo)稱無(wú)頻閃，其實(shí)只是低頻閃，熒光燈類一定會(huì)有頻閃，通過交流供電的LED燈有可能會(huì)有頻閃，只有電池供電且不是脈沖驅(qū)動(dòng)的LED燈才能做到真正的無(wú)頻閃。高品質(zhì)的LED光源頻閃很低。

　　光源的頻閃是人眼感覺不到的，那么如何檢查呢?這里介紹一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法來(lái)辨別光源的頻閃，用手機(jī)的照相功能對(duì)準(zhǔn)光源，并調(diào)整適當(dāng)距離，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)明暗的條紋時(shí)，說明光源有頻閃，如果條紋間隔很明顯，說明光源的頻閃大，如右圖所示的光源兩邊有明顯的明暗條紋，說明頻閃大，如果屏幕上明暗條紋很少或很細(xì)，說明頻閃低;如果幾乎看不到明暗條紋，說明頻閃很低，不過，并非所有的手機(jī)都可以看到頻閃，有些手機(jī)是看不到頻閃的，檢驗(yàn)時(shí)，最好多用幾部手機(jī)試試看。

　　光源的頻閃控制與產(chǎn)品成本有關(guān)，低頻閃和無(wú)頻閃的光源成本高。光源的頻閃問題的重點(diǎn)是應(yīng)用場(chǎng)合，如過道、廚房、衛(wèi)生間等可以放寬頻閃指標(biāo)，頻閃指標(biāo)在有些照明場(chǎng)所才有嚴(yán)格的要求，如閱讀臺(tái)燈、拍攝場(chǎng)所等;頻閃問題另一個(gè)重點(diǎn)是使用時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間使用有頻閃的燈，會(huì)影響人眼健康;頻閃問題不僅發(fā)生在照明光源上，我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)，液晶顯示器，電視機(jī)都有頻閃，可是我們每天都在使用它們。

　　9、照明設(shè)備的安全性，照明設(shè)備的安全性包括觸電問題，漏電問題，高溫灼傷問題，燃爆問題，安裝固定的可靠性，安全標(biāo)識(shí)，應(yīng)用環(huán)境標(biāo)識(shí)等。

　　照明設(shè)備的安全性是由相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制約的，一般，我們可以通過觀察產(chǎn)品的外觀品質(zhì)，驅(qū)動(dòng)電源的工藝品質(zhì)，以及產(chǎn)品提供的相關(guān)資料判別，最為簡(jiǎn)單的方法是照明產(chǎn)品價(jià)格，價(jià)格高的產(chǎn)品，相對(duì)可靠性會(huì)高，價(jià)格太低的產(chǎn)品，要引起警覺了，即所謂便宜沒好貨，那么，照明產(chǎn)品如何判斷價(jià)格高低呢，推薦一個(gè)簡(jiǎn)單的判斷方法，就是計(jì)算每瓦的價(jià)格，如果每瓦的價(jià)格低于平均值過多，這個(gè)產(chǎn)品就需要慎重了;判斷光源每瓦價(jià)格的高低，前提是實(shí)際測(cè)量出光源的真實(shí)的有功功率，有許多LED光源標(biāo)稱的功率與節(jié)能燈一樣，都是虛高的;有可能他們也注意到每瓦價(jià)格了。

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　　10、照明設(shè)備的節(jié)能指標(biāo)，照明的最高境界是視覺美感，為了享受這種美感，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間開燈來(lái)欣賞，如果照明光源耗電過高，會(huì)讓使用者因電費(fèi)產(chǎn)生心理負(fù)擔(dān)，引起視覺美感下降，從而間接地降低了照明品質(zhì)，所以，我們把照明設(shè)備的節(jié)能指標(biāo)也列入照明品質(zhì)指標(biāo)。

　　與照明設(shè)備節(jié)能指標(biāo)相關(guān)的是：

　　1)、光源的發(fā)光效率。

　　2)、燈具效率。

　　3)、照明空間的效果設(shè)計(jì)與照明空間照度值的合理性。

　　4)、驅(qū)動(dòng)電源的電源效率。

　　5)、LED光源的散熱性能。

　　我們著重討論光源驅(qū)動(dòng)電源的效率問題與LED光源的散熱問題，對(duì)于LED光源，驅(qū)動(dòng)電源的效率越高，光源的發(fā)光效率也越高，光源越節(jié)能;通常，驅(qū)動(dòng)電源效率最好在82%-92%之間，電源效率低的電源，本身的耗電功率大，電源壽命短。

　　驅(qū)動(dòng)電源是把輸入的交流電變換為點(diǎn)亮LED芯片的轉(zhuǎn)換裝置，在這個(gè)轉(zhuǎn)換過程中，轉(zhuǎn)換裝置本身會(huì)有電能損耗，這個(gè)損耗越大，驅(qū)動(dòng)電源的效率越低，光源節(jié)能指標(biāo)低，通常驅(qū)動(dòng)電源的效率在82%-92%之間，也就是說，轉(zhuǎn)換裝置的電能損耗是光源功率的18%-8%之間，許多LED光源標(biāo)注的是驅(qū)動(dòng)電源的功率因數(shù)，這個(gè)標(biāo)注可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)誤區(qū)，以為功率因數(shù)越高，光源越節(jié)能，其實(shí)，驅(qū)動(dòng)電源的功率因數(shù)只影響供電線路的損耗，對(duì)光源本身的節(jié)能沒有影響，對(duì)于小功率LED燈，低功率因數(shù)對(duì)供電線路的電力損耗可以忽略不計(jì)，對(duì)于高品質(zhì)的照明光源來(lái)說，更為重要的是驅(qū)動(dòng)電源的效率，當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)電源效率與功率因數(shù)這兩個(gè)指標(biāo)都高，電源性能也就越好。

　　光源工作時(shí)需要的總電能中，有部分電能沒有被光源消耗，又被送回到供電電網(wǎng)中，這些沒有損耗的電能越多，功率因數(shù)越低，這些電能在供電線路里只增加電線的線路損耗，并不影響光源消耗的電能，記錄用電量的電表對(duì)由于低功率因數(shù)產(chǎn)生的線路損耗不敏感，而供電企業(yè)卻要為這部分損耗買單，所以，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)大功率的照明產(chǎn)品的功率因數(shù)做了規(guī)定，不過，高功率因數(shù)的照明光源，驅(qū)動(dòng)電源的品質(zhì)也是可期待的。驅(qū)動(dòng)電源的效率與驅(qū)動(dòng)電源的功率因數(shù)是完全不同的概念，這個(gè)問題要清晰。

　　與其他照明光源相比，LED光源或燈具的散熱問題對(duì)節(jié)能指標(biāo)的影響尤為突出，散熱不好的LED光源或燈具，會(huì)引起光源的發(fā)光效率的降低并導(dǎo)致光源的光通量降低，產(chǎn)生的照度值下降，間接的降低照明的節(jié)能指標(biāo)，更主要的是降低了光源的壽命。

　　LED光源或燈具的散熱主要取決于LED光源或燈具的熱力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，購(gòu)買者很難判斷，例如散熱器大，并不意味散熱性能好，散熱器散熱性能好壞取決于散熱器效率的高低;例如LED光源或燈具表面溫度高，有可能是散熱好，熱量被散出來(lái)，也有可能是LED芯片熱量無(wú)法散出而導(dǎo)致內(nèi)部溫度進(jìn)一步升高后傳導(dǎo)至表面的結(jié)果;例如LED光源或燈具本身散熱性能好，但安裝后由于安裝位置的環(huán)境因素使得熱量無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)流，導(dǎo)致散熱能力失效;這些因素都是產(chǎn)生散熱性能不好的原因，對(duì)于使用者來(lái)說，首先是不要選用LED光源或燈具表面溫度過高的產(chǎn)品，檢驗(yàn)方法是用手指在LED光源表面最熱的地方停留3秒鐘，如果無(wú)法忍耐這個(gè)表面溫度，就要考慮LED光源的散熱問題了，其次是燈具安裝后散熱器所在的位置留有足夠?qū)α鞯目臻g，再者就是選購(gòu)LED光源光效在100 lm/w以上的產(chǎn)品與LED光源的驅(qū)動(dòng)電源效率在85%以上的產(chǎn)品;這3個(gè)方法基本上可以滿足使用者的要求。

　　結(jié)束語(yǔ)本文沒有采用過多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)描述照明品質(zhì)的指標(biāo)，而是采用通俗易懂的方法描述這些照明知識(shí)，目的是讓購(gòu)買者能夠容易學(xué)習(xí)到如何購(gòu)買符合照明品質(zhì)的產(chǎn)品知識(shí)，通過以上的指標(biāo)評(píng)估，照明光源的采購(gòu)者才能保證采購(gòu)到有品質(zhì)保障的產(chǎn)品;尤其是對(duì)LED照明產(chǎn)品，由于涉及到光度學(xué)、色度學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)、材料科學(xué)等專業(yè)知識(shí)，購(gòu)買者很難全面掌握與判斷，通過了解這些知識(shí)，相信會(huì)給LED光源使用者帶來(lái)一定的益處，共同維護(hù)和發(fā)展健康的LED照明市場(chǎng)。