照明品質(QUALITY OF LIGHTING)

　　照明品質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。正確應用好照明品質的指標，會給你的照明空間帶來全新的感受，特別是在LED照明時代，照明品質表現的極為重要，使用照明品質指標選購LED光源產品，會帶來事半功倍的照明效果;下面，我們分別介紹照明品質的主要指標。

　　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色，用絕對溫度表示，單位是K(開爾文)。通常室內照明的色溫范圍是2700K-7000K。

　　照明白光，最典型的是太陽光，眾所周知，太陽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三種顏色的光。(下圖是太陽光通過棱鏡后光的分解圖，由此可驗證太陽光是由多種顏色的光混合而成。)

　　白光是用色溫指標描述光色的，當白光中的藍光成分多，白光光色就偏藍色(偏冷，如北方冬季正午陽光)，當白光中的紅光成分多時，白光光色就偏紅色(偏暖，如早晚陽光)，色溫是表達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，對人造光源，我們同樣也是用色溫描述白光的光色;對于白光的物理分析，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試制作。下圖是各種光譜圖。

　　從這個圖可以看出，太陽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產品。

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　　在描述白光光色時，許多人會用暖白光、自然白光、日光白光、冷白光分類，對于保證照明品質而言，這個分類范圍太大，應該使用色溫描述白光，通常，LED白光色溫與白光光色的對應關系如下面左圖所示(初略描述)。國際標準的色溫區(qū)分應該根據CIE1931色度圖進行，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)儀器測試，在購買照明產品時，描述色溫是比較困擾的問題，為了有個直觀的認識，我們制作了色溫參考圖例，這個圖例可以很好區(qū)別照明產品的色溫，如下圖所示。

　　室內照明使用什么色溫，是要與室內裝潢基本色調相匹配，正確使用白光色溫，可以大大提升室內裝潢效果，使用適合裝潢色調的色溫照明，是保證照明品質的一個重要方法， 選用光源的色溫，要與室內的墻體，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。不同的色溫對人的情緒還有一定的影響，暖色會讓人安逸，冷色會讓人思維清晰;患孤獨癥、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光對人眼視網膜的損傷。在選用光源色溫的時候，需要綜合考慮。

　　2、顯色性，是照明光源對被照物體表面顏色的還原程度，用顯色指數Ra表示，Ra范圍從0-100，Ra數值越接近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)儀器測試。

　　從太陽的光譜圖可以看出，太陽光譜最為豐富，是顯色性最好的光源，人造光源的顯色性總是低于太陽光，所以，鑒別人造光源顯色性最好的方法就是與太陽光對比，最簡單的方法是在太陽光與人造光源下對比手掌心或人臉部的顏色，越接近太陽光下的顏色，顯色性越好，也可以把手掌對著光源，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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　　對于LED光源，Ra大致可以分3個等級，Ra小于69，Ra在70與79之間，Ra大于80，高品質的室內照明，應該使用Ra大于80的光源。顯色指數與色彩的還原程度可以參考下圖所示。

　　要想購買到高顯色性的LED產品，建議購買者做一個色盲測試，有色盲的人是無法買到高顯色性的照明光源。

　　色盲，又稱“道爾頓癥”，色盲是人眼對某些顏色無法分辨，看到的彩色物體會缺色，色盲以紅綠色盲較為多見，藍色盲及全色盲較少見。在選購照明光源時，首先要自己測試一下是否有色盲，否則就無法選購到高品質的照明光源了;下圖是色盲的分類。

　　可以通過下圖可以測試一下是否色盲。

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

　　顯色性是照明品質的重要指標，高顯色性的照明空間，會讓人感覺層次清晰，物品顏色絢麗，達到視覺美感，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系，距離越遠，照度值越低，照度值還與燈具的配光曲線有關，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試;從光度學角度來看，光通量是主要指標，作為照明產品，主要是反應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，室內照明的照度值高低，反應的是室內照明的明與暗，過高的照度與過低的照度對人眼的健康是有影響的，因此，室內照明的照度值需要參考國家標準(表1)，按照這個表所推薦的照度值不會出現過高或過低的照度。

表1住宅建筑照明的照度標準值

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

　　燈具的作用是固定和保護光源，以及裝飾和美化環(huán)境。燈具的另一個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計的光輸出角度輸出光，這個稱為燈具的配光。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，會讓人感覺越亮，燈具的配光曲線是通過專門的儀器測試。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，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的重要指標，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)光效率高的產品，光源的品質也相對較好。

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　　6、燈具效率，室內照明很少單獨使用光源照明，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好，燈具的節(jié)能指標高，燈具效率是衡量燈具品質的重要指標，通過比較燈具效率的大小，也可以間接地評估燈具的品質。

　　光源的發(fā)光效率、燈具效率、燈具的照度值之間的關系是，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，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)能指標也越高，光源的發(fā)光效率與燈具效率是衡量高品質照明產品的重要標志。

　　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，當感覺到光源很刺眼，說明這個光源有眩光。

　　夜晚的街道上，開著遠光燈的汽車迎面而來時，我們看到的刺眼的光就是眩光，如下圖所示，室內照明也有眩光問題，眩光會使人感覺不舒適，甚至會引起暫短的失明現象，室內照明的眩光對兒童和老年人影響最大，眩光影響照明品質，是個值得重視的問題。

　　眩光問題與室內照度和照明的節(jié)能指標相互制約，單個光源足夠亮，就會有眩光問題，即所謂的“夠光就會眩”，眩光問題，需要權衡利弊，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;亮度低的產品，眩光也低，但節(jié)能指標也會降低;眩光問題的控制，是以視覺舒適度為原則進行控制;對于有老人與兒童的場合，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散片，不過，當一個光源或者燈具號稱沒有眩光，也就意味著這個光源或者燈具也沒有亮度了，眩光問題也是困擾LED照明產品應用的一個問題。

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

　　白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈的頻閃是由光源工作原理決定的，無法克服，只能減小，LED光源的頻閃是由于光源的驅動電路產生的，改進驅動方式可以做到無頻閃，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)，有些熒光燈類的臺燈標稱無頻閃，其實只是低頻閃，熒光燈類一定會有頻閃，通過交流供電的LED燈有可能會有頻閃，只有電池供電且不是脈沖驅動的LED燈才能做到真正的無頻閃。高品質的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?這里介紹一個簡單有效的方法來辨別光源的頻閃，用手機的照相功能對準光源，并調整適當距離，當屏幕上出現明暗的條紋時，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，說明頻閃低;如果幾乎看不到明暗條紋，說明頻閃很低，不過，并非所有的手機都可以看到頻閃，有些手機是看不到頻閃的，檢驗時，最好多用幾部手機試試看。

　　光源的頻閃控制與產品成本有關，低頻閃和無頻閃的光源成本高。光源的頻閃問題的重點是應用場合，如過道、廚房、衛(wèi)生間等可以放寬頻閃指標，頻閃指標在有些照明場所才有嚴格的要求，如閱讀臺燈、拍攝場所等;頻閃問題另一個重點是使用時間，長時間使用有頻閃的燈，會影響人眼健康;頻閃問題不僅發(fā)生在照明光源上，我們日常使用的手機，液晶顯示器，電視機都有頻閃，可是我們每天都在使用它們。

　　9、照明設備的安全性，照明設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，安全標識，應用環(huán)境標識等。

　　照明設備的安全性是由相關的國家標準制約的，一般，我們可以通過觀察產品的外觀品質，驅動電源的工藝品質，以及產品提供的相關資料判別，最為簡單的方法是照明產品價格，價格高的產品，相對可靠性會高，價格太低的產品，要引起警覺了，即所謂便宜沒好貨，那么，照明產品如何判斷價格高低呢，推薦一個簡單的判斷方法，就是計算每瓦的價格，如果每瓦的價格低于平均值過多，這個產品就需要慎重了;判斷光源每瓦價格的高低，前提是實際測量出光源的真實的有功功率，有許多LED光源標稱的功率與節(jié)能燈一樣，都是虛高的;有可能他們也注意到每瓦價格了。

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　　10、照明設備的節(jié)能指標，照明的最高境界是視覺美感，為了享受這種美感，會長時間開燈來欣賞，如果照明光源耗電過高，會讓使用者因電費產生心理負擔，引起視覺美感下降，從而間接地降低了照明品質，所以，我們把照明設備的節(jié)能指標也列入照明品質指標。

　　與照明設備節(jié)能指標相關的是：

　　1)、光源的發(fā)光效率。

　　2)、燈具效率。

　　3)、照明空間的效果設計與照明空間照度值的合理性。

　　4)、驅動電源的電源效率。

　　5)、LED光源的散熱性能。

　　我們著重討論光源驅動電源的效率問題與LED光源的散熱問題，對于LED光源，驅動電源的效率越高，光源的發(fā)光效率也越高，光源越節(jié)能;通常，驅動電源效率最好在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。

　　驅動電源是把輸入的交流電變換為點亮LED芯片的轉換裝置，在這個轉換過程中，轉換裝置本身會有電能損耗，這個損耗越大，驅動電源的效率越低，光源節(jié)能指標低，通常驅動電源的效率在82%-92%之間，也就是說，轉換裝置的電能損耗是光源功率的18%-8%之間，許多LED光源標注的是驅動電源的功率因數，這個標注可能會產生一個誤區(qū)，以為功率因數越高，光源越節(jié)能，其實，驅動電源的功率因數只影響供電線路的損耗，對光源本身的節(jié)能沒有影響，對于小功率LED燈，低功率因數對供電線路的電力損耗可以忽略不計，對于高品質的照明光源來說，更為重要的是驅動電源的效率，當然，驅動電源效率與功率因數這兩個指標都高，電源性能也就越好。

　　光源工作時需要的總電能中，有部分電能沒有被光源消耗，又被送回到供電電網中，這些沒有損耗的電能越多，功率因數越低，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由于低功率因數產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，國家標準也對大功率的照明產品的功率因數做了規(guī)定，不過，高功率因數的照明光源，驅動電源的品質也是可期待的。驅動電源的效率與驅動電源的功率因數是完全不同的概念，這個問題要清晰。

　　與其他照明光源相比，LED光源或燈具的散熱問題對節(jié)能指標的影響尤為突出，散熱不好的LED光源或燈具，會引起光源的發(fā)光效率的降低并導致光源的光通量降低，產生的照度值下降，間接的降低照明的節(jié)能指標，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結構設計，購買者很難判斷，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，也有可能是LED芯片熱量無法散出而導致內部溫度進一步升高后傳導至表面的結果;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)境因素使得熱量無法實現對流，導致散熱能力失效;這些因素都是產生散熱性能不好的原因，對于使用者來說，首先是不要選用LED光源或燈具表面溫度過高的產品，檢驗方法是用手指在LED光源表面最熱的地方停留3秒鐘，如果無法忍耐這個表面溫度，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對流的空間，再者就是選購LED光源光效在100 lm/w以上的產品與LED光源的驅動電源效率在85%以上的產品;這3個方法基本上可以滿足使用者的要求。

　　結束語本文沒有采用過多的專業(yè)術語描述照明品質的指標，而是采用通俗易懂的方法描述這些照明知識，目的是讓購買者能夠容易學習到如何購買符合照明品質的產品知識，通過以上的指標評估，照明光源的采購者才能保證采購到有品質保障的產品;尤其是對LED照明產品，由于涉及到光度學、色度學、電學、熱力學、材料科學等專業(yè)知識，購買者很難全面掌握與判斷，通過了解這些知識，相信會給LED光源使用者帶來一定的益處，共同維護和發(fā)展健康的LED照明市場。