LED灯管与直管荧光灯在办公室中的照明效果对比

胡英奎，蔡珍红，张青文

(1.重庆大学土木工程学院，重庆400045;2.重庆大学建筑城规学院，重庆400045)

0 引言

随着“十城万盏”工程的全面推进和白炽灯淘汰线路图的出台，LED逐渐在照明工程中得到普及应用，但目前LED的应用范围主要还是室外照明，如景观照明、道路照明、隧道照明、广场照明等，LED在室内照明中的应用还比较少。由于目前普通办公室的照明光源主要还是T8或T5直管荧光灯，LED作为办公室照明光源的应用还不多;目前对办公室照明的研究主要集中在照明理论研究上，对LED在办公室照明中应用的研究还不多，对LED应用于办公室照明的节能效果分析也很少见。由于办公室照明时间长，每天的照明时间一般都在8 h以上，且办公室的照明质量对在其中工作的人的生理和心理健康影响较大，因此在办公室照明中用LED灯管取代直管荧光灯之前，有必要对比研究LED灯管与直管荧光灯的照明和节能效果。笔者选择14间布灯方式和家具布置均相似的办公室分别安装这2种光源进行对比测试，以确定它们的照明效果和节能效果。

1 试验场所和光源的基本情况

研究选用了重庆大学某部门的14间办公室，每间办公室原来都安装了3套1 200 mm×600 mm的格栅式荧光灯具，每套灯具内安装3支长1 200 mm、功率为32 W的T8荧光灯。格栅式荧光灯具中安装了LED灯管后的配光曲线见图1，每间办公室的灯具和家具布置见图2所示。作为对比，选择其中4间办公室，不更换其灯具，直接用相同规格的某品牌LED灯管替换已安装的T8荧光灯。所用LED灯管功率为18 W，每支灯管中有240颗功率为0.075 W的LED，电源部分集成在灯管内部。使用时只需将原荧光灯管取下，并取下启辉器，将LED灯管安装在灯具内即可。所用荧光灯和LED灯管的基本参数见表1。

图1 所用格栅灯具的配光曲线

图2 办公室尺寸及灯具、家具布置示意图

表1 T8荧光灯和LED灯管基本参数

2 测试结果及分析

中国办公室照明设计遵循的现行标准《建筑照明设计标准(GB 50034—2004)》规定的办公室照明质量指标主要有照度、统一眩光值(UGR)和一般显色指数(Ra)，该研究主要对采用两种光源的办公室桌面照度值进行了测量。按照《建筑照明设计标准(GB 50034—2004)》的规定，办公室照明照度值测量的参考平面为0.75 m高度的水平面，该研究对办公桌面的照度进行测量，办公桌面高度约为0.75 m，基本符合标准规定，也符合办公室使用的实际情况。照度测量使用经过检定的XY I–Ⅲ型光照度计。安装T8直管荧光灯的10间办公室共有17张办公桌，其中有3张办公桌布置在窗边，与图1所示的办公桌布置位置相差较大，桌面照度受天然光影响较大，其测量结果在分析中不予考虑，其余有效的14张办公桌面照度测量结果见表2;安装LED灯管的4间办公室共有8张办公桌，布置形式均与图1所示位置相近，其桌面照度测量结果见表2。

表2 办公桌面照度测量值

从表2可以看出，研究的14间办公室中，无论采用的光源是T8直管荧光灯还是LED灯管，大部分办公桌面的照度值都低于《建筑照明设计标准(GB 50034—2004)》规定的300～500 lx的标准值，这是由于办公室所在的楼层较高、灯具和办公桌布置不尽合理等原因造成的。该问题可以通过改变办公家具布置、增加局部照明等方式解决，课题组已向办公室使用部门提出解决问题的建议。

虽然测试的14间办公室中的22张办公桌相对于灯具的位置不尽相同，但使用T8直管荧光灯照明的办公桌有14张，使用LED灯管照明的办公桌有8张，各自取它们桌面照度的平均值，该值基本能反映使用这两种光源所提供照度的差别。使用T8直管荧光灯照明的14张办公桌面照度的平均值为197.9 lx;使用LED灯管照明的8张办公桌面照度的平均值为239.8 lx，是使用T8直管荧光灯照明的14张办公桌面照度平均值的1.21倍，这说明用LED灯管取代直管荧光灯不仅更节能，还能提高照明水平。另外，使用T8直管荧光灯照明的14张办公桌桌面照度没有一个达到国家现行标准规定的普通办公室的照度标准值，使用LED灯管照明的8张办公桌中有3张办公桌的桌面照度达到了国家标准对普通办公室照度值的规定，这也能证明使用LED灯管的照明效果优于T8直管荧光灯的照明效果。

3 讨论

从该研究的测试结果可以看出，在办公室中用18 W的LED灯管照明的效果优于用32 W的T8直管荧光灯的照明效果，且LED灯管的能耗也比T8直管荧光灯低。该研究仅仅是用LED灯管简单地直接替换直管荧光灯，如果充分考虑LED照明的特点，用LED照明应该能获得更好的效果。如，对于新建办公室的照明，可以采用建筑化照明等新颖的设计理念进行照明设计，不应延续传统的照明灯具布置方式，以充分发挥LED的特点。对既有办公室的照明改造，考虑尽量减少照明线路的改造成本，如果既有办公室原来采用的是常见的格栅灯具中安装直管荧光灯的形式，则可以直接采用LED灯管取代荧光灯管。用LED灯管取代传统直管荧光灯，目前只需要传统直管荧光灯一般左右的能耗，就能达到甚至超过传统直管荧光灯照明效果，其节能效果比较明显。考虑LED调光快、易于控制的特点，可以在办公室照明中采用智能化照明控制技术，以充分发挥LED的特性，减少照明系统的维护成本并节约能源、减少其运营成本。根据办公室照明的特点，在条件许可的情况下可以考虑将办公室设计成分区一般照明的照明方式，即整个办公室范围内布置一般照明，在办公室桌或办公桌周围增加局部照明以提高作业面的照度。配合智能照明技术，可以根据天然光强度或工作需要自动调整一般照明的水平，利用传感器感知办公桌前是否有工作人员、是否需要打开局部照明，从而控制局部照明的开闭，这样既能满足办公室工作照明的需要，又能合理降低照明能耗。

目前在办公室照明中推广应用LED灯管的最大阻碍之一是其高昂的价格，造成LED价格高昂的原因是多方面的，既有研发生产成本高的原因，也有生产原材料成本高的原因。在目前LED照明产品还未得到大批量生产的情况下，产品的价格一时还难以大幅度下降。在LED照明产品推广应用成败的紧要关头，如果能得到政府相关部门在政策上的支持，使消费者的购买成本适当降低，将会推动LED在室内照明中的应用。同时选择办公室照明光源时也不能仅考虑其初始投资，还应该计算其长期的使用成本。虽然LED灯管的价格比直管荧光灯高得多，但其寿命也比直管荧光灯长得多，且比直管荧光灯的能耗低得多。如果综合考虑光源的寿命、能耗和维护成本等因素，LED灯管的长期使用成本应该低于直管荧光灯。

4 小结

通过对10间安装T8直管荧光灯和4间安装LED灯管的办公室内办公桌面照度的测量，发现18 W的LED灯管比32 W的直管荧光灯在办公室的照明效果好，且能耗更低。在办公室中推广应用LED灯，还需采用新颖的照明设计理念，以充分发挥LED的特点。虽然使用LED照明的初期投资较高，但综合考虑光源的寿命、能耗和维护成本等因素，其长期使用成本应该更低。总之，在办公室推广应用LED更有利于提高照明质量、降低照明能耗。

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