2024年4月15日发(作者:朴元忠)
2013年12月
照明工程学报
ZHA0MING G0NGCHENG XUEBA0
Dee. 2013
第24卷第6期
Vo1.24 NO.6
解读标准GB/T 29294m2012((LED筒灯性能要求》
张 璐
(国家电光源质量监督检验中心(上海),国家灯具质量监督检验中心,
上海时代之光照明电器检测有限公司,上海201114)
摘要:本文解读了已颁布的GB/T 29294--2012《LED筒灯性能要求》以及配套的测量方法标准GB/T 29293—
2012《LED筒灯性能测量方法》。作为LED灯具的性能标准,除了要考核LED一些特性外,还要考虑到灯具的性能
要求,比如:距高比,亮度限制,灯具的光输出比等。
关键词:一般照明;直接照明;LED灯具效能;距高比;亮度限制;VDT
中图分类号:TM923 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1004440X.2013.06.018
Explain of the Standand‘GB/T 29294 2012 Performance
Requirements for LED Downlights’
Zhang Lu
(National Center of Supervision&Inspection on Electric Light Source Quality(Shanghai)、National Center of Supervision&Inspecti
on on Luminaires Quality(Shanghai)、Shanghai Alpha Ligting Equipment Testing Ltd.(SALT),Shanghai 201 1 14,China)
Abstract:GB/T 29294--2012“Performance requirements for LED downlights”and GB/T 29293--2012
“Measurement methods of the performance for LED downlights”have been issued.As performance
requirements for LED luminaries,GB/T 29294--20 1 2 should including not only the performance of LEDs,
but also the performance requirements for luminaries,suchas:spacing-to-mounting-height ratio,luminance
limit,light output ratio(of a luminaire)and SO on.
Key words:general lighting;direct lighting;LED luminaire efficacy;spacing—to—mounting—height ratio;
luminance 1imit:VDT
于商场、办公室、工厂、医院等室内照明,安装简
1 引言
LED筒灯是应用新型LED照明光源在传统筒灯
单方便为人们所喜爱。
本文通过LED筒灯的自身的特点来解读GB/T
29294--2012《LED筒灯性能要求》的相关条款
要求。
基础上改良开发的产品,比传统筒灯更加节能、低
碳、长寿,而且可设计成更加美观轻巧,光源不外
露,无眩光,人的视觉效果柔和、均匀。LED筒灯
属于定向式照明灯具,只有它的对立面才能受光,
2 使用范围
本标准规定了以LED为光源、电源电压不超过
光束角属于聚光类,光线较集中,明暗对比强烈。
越来越多的办公室甚至家庭都使用上了LED筒灯照
明。LED筒灯对于室内照明的适应性已越来越被人
们知道,并越来越受到人们的欢迎。筒灯一般应用
250V的一般照明用LED筒灯的性能要求。
一
般照明是指为照亮某个场所而设置的均匀照
明。是充满房间的非定向照明,为房屋空间中所有
96 照明工程学报 2013年12月
活动创造一个通用的基础照明。
需要注意的是,不是所有类型的LED筒灯本标
准都适用。本标准不包括使用一体化白镇流的LED
灯的筒灯。这句话是指LED筒灯中的LED模块与
LED控制装置是一体化的或LED控制装置分离式的
筒灯。对LED驱动电源未安装在灯具内,此类产品
可以更换使用其他类型的一体化自镇流光源的筒灯
不属于本标准的范围。
3 本标准适用的LED简灯类型
(1)按照出光口面的几何形状分类,有圆形或
其他形状。一般筒灯的出光口面以圆形居多,特别
是嵌入式LED筒灯。
(2)标准按照安装方式将LED筒灯分为两类:
嵌入式LED筒灯,灯具的全部或部分嵌入到天花板
内安装;固定式LED筒灯,灯具在天花板表面吸顶
安装或悬挂安装。
(3)本标准适用额定光通量是3001m、400lm、
6001m 8001m 1 1001m 15001m 20001m 25001m
30001m、40001m或50001m的LED筒灯。也就是说,
制造商在铭牌标志上的额定光通量只能是以上中的
一
个。
我们都知道,在节能环保的要求之下,一般的
制造商在制造灯具的时候,都会追求更高的节能特
性,节能特性最普遍最直观的考核标准之一,也就
是灯具的效能。制造商都希望自己的产品功率低,
光通量高。这样的话,势必会出现厂家将功率标低,
表示产品消耗的功率小,但是实际上不然,消耗的
功率很有可能比标称的高,因此,本标准要求LED
筒灯的输入功率不应超过额定值的1.1倍。采用了
单边上限值的方法,这样对厂商进行限制,杜绝乱
标功率的行为。额定光通量存在的问题是往往被标
高,因此要求初始光通量允许比标称值高,但是不
能太低,标准要求初始光通量不应低于90%额定光
通量,采用了单边下限值。
LED筒灯的效能要求是初始效能不低于90%
额定值,而且其初始效能不应低于35lm/W。LED
筒灯一般是雾面罩,雾面罩可以控制眩光,保证
照明的舒适度,但是是以降低能效为代价的。按
照目前市场上做的LED筒灯进行统计分析,效能
值主要集中在30lm/W~80lm/W,将初始效能限
值定在35lm/W,可以保证80%的LED筒灯达到
效能要求。
(4)按照LED筒灯的口径尺寸,圆形嵌人式
LED筒灯分类为51mm、64mm、76mm、89mm、
102mm、127mm、152mm、178mm、203mm 或
254mm。这里是针对圆形的嵌入式LED筒灯而言
的,是嵌入天花板安装的筒灯,因为这种分类跟安
装开口有关。固定式LED筒灯不适用。我们按照习
惯,筒灯的口径尺寸是根据英寸来规定的。
(5)按照使用的LED光源的类型分类,LED筒
灯可以分类为使用一体化LED模块、半一体化LED
模块、非一体化LED模块、半一体化LED灯或非
一
体化LED灯。
采用一体化LED灯的筒灯是不适用本标准的。
4一般试验要求
带有调光控制的LED灯具应调节到最大输出功
率进行所有试验。
带有可调色温的LED灯具应按制造商或责任销
售商的要求调节/设置到一个功率最大的固定值。
本标准要求的试验样品数量为3个。
本标准的初始值是不需要经过老炼直接测得的,
而是在稳定时测得的光度和电学特性。判断被测样
品是否达到稳定状态可以参考《LED筒灯性能测量
方法》标准,该标准所述:达到稳定所需时间取决
于被测样品的类型,稳定时间一般为30min到2h或
更长。每隔15min测量一次光输出和电功率,当
30min内光输出和电功率中的各3个读数值的差异
(最大一最小)小于3个读数平均值的0.5%时认为
达到稳定。样品的稳定时间应在测试报告中说明。
这一点和之前出节能认证时的要求是不一样的,节
能认证要求LED筒灯在老炼1000h(连续点灯)后
所测得的光电色参数。本标准没有要求老炼后再测
试初始值,其实是对LED灯具测量的一种规范化。
传统灯具中的光源几乎都是可以替换的,但是使用
LED模块的灯具大多数是不可替换的,LED灯具和
LED光源的界限也比较模糊。但是,按照灯具的定
义,采用整体式不可替换光源的发光器被视作一个
灯具,使用LED模块的灯具也是灯具,不能算作光
源。要测量光源的初始值,要经过老炼以后再测得,
而这一要求对灯具却不适用。
第24卷第6期 张璐:解读标准GB/T 29294--2012《LED筒灯性能要求》 97
产品声称寿命相关的光通量维持率的参数。由于光
5电性能要求
本标准要求LED筒灯的输入功率不应超过额定
值的110%,这里的输入功率是既包括LED光源,
还包括LED控制装置所消耗的总功率。
LED筒灯的输入电流与额定值的偏离不应超
源没有提供数据,因此LED灯具要进行长时间的光
通量维持率的试验。
在进行光通维持率试验时,还提到了一个灯具
性能的环境温度(t )的概念,试验环境温度应为
t ±2℃。若制造商未提供t ,则认为t。为25℃。这
里我们应该弄清楚t 的具体意义。
过10%。
LED筒灯的功率因数不应低于额定值0.05。
LED筒灯使用的LED模块控制装置输出电参数
与LED模块的输入电参数应匹配。LED的参数要求
很严格,参数不匹配时会出现很多问题,电压太高,
电流太大会使LED模组光衰加快,严重时甚至会烧
毁LED模组。
6光度性能要求
标准中对LED筒灯的光度性能除了规定初始光
通量,灯具效能,光强分布相关色温等光源常见的
性能要求以外,还有一些灯具特有的性能要求。
(1)光通量维持率是指LED灯具寿命期间某一
给定时间的灯具维持光通量除以灯具的初始光通量,
并以百分比表达。在25%额定寿命(最大持续时间
6000 h)时所测得的光通量维持率不应低于与额定
寿命相关的光通量维持率要求值。该要求不适用于
使用一体化自镇流灯LED灯的LED筒灯。根据声
称的寿命,光通量维持率的要求值用式(1)计算。
: -st (1)
0
其中 ——初始光通量,单位:lm;
——
维持光通量,单位:lm;
衰减系数;
——
光通量维持率试验的时间,单
位:h。
Ot的计算方法如下:
一
In(70%)
,
— 一
其中t ——额定寿命,单位:h。
这里的声称的寿命是L70(光通量达到初始光
通量的70%)寿命,一般企业声称的L70寿命达到
25000h以上。与传统光源不同,各种型号规格封装
组成的LED模块或LED阵列的厂商都没有提供与
t 的定义是与灯具性能相关的灯具周围的环境
温度。在这里我们很容易就想到跟灯具标准要求有
关的其他常见温度:£。,t。,t 。
额定最高环境温度t 的定义来自GB 7000.1—
2007《灯具第1部分:一般要求与试验》,由制造
商规定的灯具在正常条件下可以工作的最高持续温
度。t 和额定最高环境温度t。比较类似,但是t 是
从灯具的性能要求考虑,t 是用于灯具的安全要求。
这两者之间的关系是t ≤t 。
关于t 和 。,前者是LED灯具针对性能的灯
具环境温度要求,后者是针对LED模块性能的特
征温度点要求。与LED模块性能相关的t 点的温
度,对于灯具设计者,应确保当灯具在声称的最
高环境温度tqmax下连续工作达到热平衡后,其内部
LED模组上所测得的t 值不大于模组所声称的t。…
值。
额定最高温度t 的定义来自GB 24819《普通照
明用LED模块安全要求》,正常工作条件和在额定
电压/电流/功率或最大额定电压/电流/功率范围工
作时,模块的外表面(如标记的话,在指定的部
位)可能出现的最高允许温度。t 和t 之间也有区
别,t 是LED模块性能要求的考虑,t 是LED模块
安全要求的考虑。两者之间的关系是t ≤ ,这是仅
当t 点与t 点位置相同时的情况。t 与t 的位置可
以不同,但t 值是主要的。在同一位置t 点的数值
可能多于一个,取决于声称的寿命时间,对于给定
的寿命时间,t 温度是一个定值,不是变值。
对LED灯具进行光通维持率的试验消耗大量的
时间和成本,人们已经做出了很多研究性工作,目
前正在考虑如何减少试验时间。
(2)光输出比
此条仅对光源可更换的灯具而言。灯具的光输
出比是灯具发出的光通量与灯具内光源裸露点燃时
发出光通量之比,用百分数表示。测试方法也跟传
统灯具一样的。此条款适用于使用可更换LED光源
98 照明工程学报 2013年12月
的筒灯。标准还要求光输出比≥90%。
光输出比是衡量灯具对光通量的利用率质量的
主要指标之一,与光学系统的设计、选材和加工等
因素有关。
(3)距高比
室内安装灯具既要求节约用电和达到要求的照
度数值指标,还要求一定的照度均匀度。照度的均
匀性与灯具的布置关系很大,而灯具的布置又涉及
灯具的配光。因此,为了保证一定的照度均匀度,
不同配光的灯具应有不同的布置方式。距高比就是
在安装灯具时,相邻灯具间的安装距离与灯具的安
装高度之比。在很多国外标准和文献中,距高比也
可以用SC表示。
距高比是根据灯具的配光曲线计算得出的。仅
以直接照明为基础(忽略室内各表面间的相互反
射),不能应用于间接照明。具体的计算方法见
GB/T29293--2012《LED筒灯性能测量方法》中
的8.4。
LED筒灯最普遍的是旋转对称配光,也就是说
空间各个方向的光强分布是基本一样的,同时也就
是各个方向的距高比数据是一样的。这种情况下,
只有一个距高比数据。也有少部分透明透光罩的
LED筒灯,发出的光强分布是按照内部光源的布点
方式的不同而不同的。呈现出两面对称配光。这时
应该给出c0.C180平面的距高比数据和C90・C270平
面的距高比数据。
灯具距高比是表征灯具配光特性的指标,距高
比大小不同的灯具应用于不同的照明用途,具体按
室内设施的高低布局来选择合适的距高比。而且,
在较大范围内均匀照明,应配合灯具的出光度选择
合适距高比的灯具。
7 眩光控制
灯具的亮度限制和保护角对照明质量的影响较
大,它是评价灯具视觉舒适感所必需的参数。
(1)为了避免直接眩光,应选择合适的灯具保
护角。灯具的保护角实际上反映的是灯具的遮挡光
源直射光的范围,因此又称为遮光角。保护角是通
过测量具体的灯具,计算得出的。
a)测量灯具内光源的发光边界和不发光的灯
罩边缘的连线长度a;
图1保护角示意图
Fig.1 Pictorial drawing of shielding angle
b)测量光源发光边界至灯具口面的高度b;
c)保护角s由以下公式求得:
S: (3)
灯具的保护角愈大,光分布就愈窄,效率也愈
低。由于灯具的保护角的实际意义在于限制光源的
直射光,从而防止或限制直接眩光,所以为了控制
灯具在45。~85。垂直角范围内的亮度值,一般灯具
应选取10。~30。的保护角。本标准还根据灯具出光
口平均亮度值来规定允许的最小保护角。
(2)亮度限制
本条款适用在VDT作业环境下考核亮度限制
VDT(Visual Display Temina1)作业是使用计算
机系统的视觉显示终端VDT和个人电脑进行数据、
文字、图像等信息处理工作的总称,是伴随着计算
机在各个领域的广泛应用而出现的一种新型的作业
形式,正在成为现代社会的主要劳动形式之一。
VDT作业是典型的视觉作业,视觉负担显著大于传
统的桌面作业。
本标准规定LED筒灯在65。及以上y角的平均
亮度不应大于声称值。
因 因
5 。/
Il
点
图2 VDT作业环境亮度限制角度示意图
Fig.2 Pictorial drawing of limited viewing angle in VDT
第24卷第6期 张璐:解读标准GB/T 29294--2012《LED简灯性能要求》 99
分别在3'65。、3'75。和3'85。的横向(c0和
Cl80)、纵向(C90和C270)、以及45。方向(C45、
C135、C225和c315)测量和计算平均亮度,9个
R9>0的要求。
本标准还提出初始CRI值不应小于(额定值
一
3)。6000小时显色指数维持率不应小于(额定
(2)相关色温
ANSI C78.377标准中明确的规定了D 和CCT
平均亮度值均应满足要求。具体的测量方法见GB/T
29293--2012《LED筒灯性能测量方法》。
应该注意的是,如果在灯具说明书内有“灯具
不适于安装在VDT视觉作业环境”提示的,本要求
就不适用
值一5)。
之间的联系,D 和CCT的计算是在同一个色度图
CIE 1960UCS上。D 的定义是,在(M’,2/3v’)色
度图上靠近黑体轨迹的最短距离,“+”表示位于
8 色度
(1)显色指数(CRI)
LED产品的颜色质量是至关重要的,人们对其
黑体轨迹上方,“一”表示位于黑体轨迹下方。
D 的计算公式:
D 57700×(专) ~44.6×({)+0_0085(4)
(3)色差异
关注的程度在增加。传统显色指数的评价已经有40
年的历史了,但是人们已经发现,将它用于目前蓝
光LED加黄色荧光粉的系统时有很多问题,比如
标准要求取3个样品,每个LED筒灯都要测量
空间平均色品坐标(u’, ’),在CIE 1976UCS色品
说,CRI的数值的大小在很多情况下往往不能与眼
睛的感觉相一致。CRI是通过计算一套预先选定的
图上,利用加权平均计算平均色品坐标( ,Y )。
加权平均计算平均色品坐标 见式(5)。Y。的
计算与 相同。
=
。
色样分别用待测光源和参考照明体照明时的色差来
评估颜色的保真度的,目前白光LED基本是用蓝光
LED+黄色荧光粉YAG,因此,它产生的白光是缺
少红光的,而R9是饱和红色的样板,如果缺乏红
∑ ( w ( )
(5) 彬 (7 ):
光,R9呈负值,影响实际的显色性,使显色指数不
能达到80。因此本条款对LED产品提出了提出
∑,(7 )‘Q(Ai)
2仃[c0s( …s(y + )】’其中 =0。
( )=
2仃[cos( 一 )…s(y + )],其中 = 2A"3,…,-80一△y
… ~
)…s( )],
其中7 =180。
将( 。,Y。)转换成(“’, ’)。
最后将三个样品的(“’, ’)在CIE1976UCS色
品图上的距离不应超过0.004。
其中A-y—— 角的测试问隔,当测试间隔为10。时,
A3'=10。:
n与测试间隔有关,当间隔△ =10。
时,n=19;
(4)空间色品不一致性
空间色品不一致性△ 是,在大于峰值光强
( )—— i角的加权系数;
,( )是同一个 角上所有C平面测得
10%的区域内,所有测量点的空间色品坐标与按照
式(5),式(6)得出的平均空间色品坐标在
CIE1976UCS色品图上的最大距离不应超过0.004。
(5)色维持
光强的算术平均值;
Q( )——关于 角的环带立体角。
再通过转换公式:
.
4
一 丽
9),
一
(6)
LED照明产品的主要优点之一在于极长的工作
寿命,但这也导致了色度漂移的问题。白光LED在
点燃过程中CCT会发生变化,随着荧光粉和封装材
一
一
2 +12v+3
】O0 照明工程学报 2013年12月
料的变化而变化,它与LED的结温及硅胶和荧光粉
的质量有关。因此,在光通量维持率试验结束时,
LED筒灯的色度与初始值的偏差在CIE1976UCS色
品图上的最大距离不应超过0.007。
10 总结
针对不同LED灯具的性能标准以及配套的测试
根据以上的分析解读,我们可以看出,相关色
方法标准正在逐一制定,LED筒灯毕竟属于灯具产
品,考核灯具的性能,和考核LED光源的性能要求
温和D 值是在CIE1960UCS色度图上计算得出的。
而色差异,空间色品不一致性(△“ ),色维持都
是在CIE1976UCS色品图上计算得出的。
有相同点也有区别。对LED筒灯而言,我们不能片
面追求灯具效能,而忽略了它作为室内灯具的照明
舒适度的要求,因此配光,距高比,亮度限制,
9 其他要求
结构要求对可替换部件,防眩光结构进行结构
检查,用目测和手工试验检验。
LED灯具效能,色度,结构,热试验相关的tp温度
等都是我们需要注意的方面。
参考文献
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国
家标准化管理委员会.GB/T 29294--2012 LED筒灯
性能要求[S].北京:中国标准出版社,2013.
热试验要求按照说明书规定的安装方式进行热
试验,如果没有安装方式的说明,这应进行嵌入安
装和固定安装两种安装方式的热试验。热试验要与
GB 7000.1第12.4要求一起考虑。
可靠性的试验方法正在研究中。
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国
家标准化管理委员会.GB/T 29293--2012 LED筒灯
性能测量方法[S].北京:中国标准出版社,2013.
[3]陈超中,施晓红,杨樾,李为军.厘清LED光源光效与
LED灯具效能的本质[J].中国照明电器,2011(12).
[4]陈超中,施晓红,李为军,杨樾.关注LED灯具性能的
为了满足LED筒灯低温工作的要求,规定LED
筒灯应在一20cI=或声称的更低的温度下启动并正常
工作。具体试验方法按照GB/T 2423.1—2008第
5.3试验Ad:散热试验样品温度渐变的低温试
验——试验样品在温度开始稳定后通电的要求进行
试验,见GB/T 29293--2012《LED筒灯性能测试方
法》第12条。
IEC/PAS的进展[J].照明工程学报,2012,23(3).
[5]American National Standard Lighting Group ANSI
C78.377—2008 Specification for the Chromaticity of
Solid State Lighting Products[S].USA:American
National Standard Lighting Group,2008.
照明设计师交流中心第三届年会在北京举办
2013年11月14日,由中国照明学会咨询工作委员会、中国照明学会咨询工作委员会照明设计师交流
中心主办,赛尔传媒承办的“中国照明学会咨询工作委员会照明设计师交流中心第三届年会暨工程应用产
品展”正式亮相京城。本次会议得到了行业知名专家、设计师、企业的大力支持,来自业内600余人齐聚
北京国际会议中心,见证大会盛况。
本次会议以“健康设计、持续发展、共建美丽中国”为主题,紧紧围绕以人为本,重新探索照明行业
设计与发展的精髓,一幅照明行业的宏伟蓝图正在勾勒当中。
本届会议将“照明设计师交流中心年会”与“工程应用产品展”很好的结合,既满足了年会总结盘点
的初衷,又从设计师角度出发,为参会人员提供了一个交流与学习的平台。主题报告针对国内外照明设计现
状、行业发展趋势、LED在工程项目中的应用、低碳照明、照明控制、典型照明案例分析等进行了深入探
讨。此外,大会盛情邀请的演讲嘉宾均是行业内深有影响的专家、设计师、企业家,在这里,他们将最新研
究成果奉献给每一位与会嘉宾。
作为照明行业专业设计师聚集的一次标志性会议,照明设计师交流中心第三届年会承载了众多行业设计
师的希望,对于推动照明行业发展,提升设计师水平将会有不可磨灭的贡献,它不仅是凝聚和团结照明界各
方力量的一次盛会,更是一种执着向上的照明精神图腾。
2024年4月15日发(作者:朴元忠)
2013年12月
照明工程学报
ZHA0MING G0NGCHENG XUEBA0
Dee. 2013
第24卷第6期
Vo1.24 NO.6
解读标准GB/T 29294m2012((LED筒灯性能要求》
张 璐
(国家电光源质量监督检验中心(上海),国家灯具质量监督检验中心,
上海时代之光照明电器检测有限公司,上海201114)
摘要:本文解读了已颁布的GB/T 29294--2012《LED筒灯性能要求》以及配套的测量方法标准GB/T 29293—
2012《LED筒灯性能测量方法》。作为LED灯具的性能标准,除了要考核LED一些特性外,还要考虑到灯具的性能
要求,比如:距高比,亮度限制,灯具的光输出比等。
关键词:一般照明;直接照明;LED灯具效能;距高比;亮度限制;VDT
中图分类号:TM923 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1004440X.2013.06.018
Explain of the Standand‘GB/T 29294 2012 Performance
Requirements for LED Downlights’
Zhang Lu
(National Center of Supervision&Inspection on Electric Light Source Quality(Shanghai)、National Center of Supervision&Inspecti
on on Luminaires Quality(Shanghai)、Shanghai Alpha Ligting Equipment Testing Ltd.(SALT),Shanghai 201 1 14,China)
Abstract:GB/T 29294--2012“Performance requirements for LED downlights”and GB/T 29293--2012
“Measurement methods of the performance for LED downlights”have been issued.As performance
requirements for LED luminaries,GB/T 29294--20 1 2 should including not only the performance of LEDs,
but also the performance requirements for luminaries,suchas:spacing-to-mounting-height ratio,luminance
limit,light output ratio(of a luminaire)and SO on.
Key words:general lighting;direct lighting;LED luminaire efficacy;spacing—to—mounting—height ratio;
luminance 1imit:VDT
于商场、办公室、工厂、医院等室内照明,安装简
1 引言
LED筒灯是应用新型LED照明光源在传统筒灯
单方便为人们所喜爱。
本文通过LED筒灯的自身的特点来解读GB/T
29294--2012《LED筒灯性能要求》的相关条款
要求。
基础上改良开发的产品,比传统筒灯更加节能、低
碳、长寿,而且可设计成更加美观轻巧,光源不外
露,无眩光,人的视觉效果柔和、均匀。LED筒灯
属于定向式照明灯具,只有它的对立面才能受光,
2 使用范围
本标准规定了以LED为光源、电源电压不超过
光束角属于聚光类,光线较集中,明暗对比强烈。
越来越多的办公室甚至家庭都使用上了LED筒灯照
明。LED筒灯对于室内照明的适应性已越来越被人
们知道,并越来越受到人们的欢迎。筒灯一般应用
250V的一般照明用LED筒灯的性能要求。
一
般照明是指为照亮某个场所而设置的均匀照
明。是充满房间的非定向照明,为房屋空间中所有
96 照明工程学报 2013年12月
活动创造一个通用的基础照明。
需要注意的是,不是所有类型的LED筒灯本标
准都适用。本标准不包括使用一体化白镇流的LED
灯的筒灯。这句话是指LED筒灯中的LED模块与
LED控制装置是一体化的或LED控制装置分离式的
筒灯。对LED驱动电源未安装在灯具内,此类产品
可以更换使用其他类型的一体化自镇流光源的筒灯
不属于本标准的范围。
3 本标准适用的LED简灯类型
(1)按照出光口面的几何形状分类,有圆形或
其他形状。一般筒灯的出光口面以圆形居多,特别
是嵌入式LED筒灯。
(2)标准按照安装方式将LED筒灯分为两类:
嵌入式LED筒灯,灯具的全部或部分嵌入到天花板
内安装;固定式LED筒灯,灯具在天花板表面吸顶
安装或悬挂安装。
(3)本标准适用额定光通量是3001m、400lm、
6001m 8001m 1 1001m 15001m 20001m 25001m
30001m、40001m或50001m的LED筒灯。也就是说,
制造商在铭牌标志上的额定光通量只能是以上中的
一
个。
我们都知道,在节能环保的要求之下,一般的
制造商在制造灯具的时候,都会追求更高的节能特
性,节能特性最普遍最直观的考核标准之一,也就
是灯具的效能。制造商都希望自己的产品功率低,
光通量高。这样的话,势必会出现厂家将功率标低,
表示产品消耗的功率小,但是实际上不然,消耗的
功率很有可能比标称的高,因此,本标准要求LED
筒灯的输入功率不应超过额定值的1.1倍。采用了
单边上限值的方法,这样对厂商进行限制,杜绝乱
标功率的行为。额定光通量存在的问题是往往被标
高,因此要求初始光通量允许比标称值高,但是不
能太低,标准要求初始光通量不应低于90%额定光
通量,采用了单边下限值。
LED筒灯的效能要求是初始效能不低于90%
额定值,而且其初始效能不应低于35lm/W。LED
筒灯一般是雾面罩,雾面罩可以控制眩光,保证
照明的舒适度,但是是以降低能效为代价的。按
照目前市场上做的LED筒灯进行统计分析,效能
值主要集中在30lm/W~80lm/W,将初始效能限
值定在35lm/W,可以保证80%的LED筒灯达到
效能要求。
(4)按照LED筒灯的口径尺寸,圆形嵌人式
LED筒灯分类为51mm、64mm、76mm、89mm、
102mm、127mm、152mm、178mm、203mm 或
254mm。这里是针对圆形的嵌入式LED筒灯而言
的,是嵌入天花板安装的筒灯,因为这种分类跟安
装开口有关。固定式LED筒灯不适用。我们按照习
惯,筒灯的口径尺寸是根据英寸来规定的。
(5)按照使用的LED光源的类型分类,LED筒
灯可以分类为使用一体化LED模块、半一体化LED
模块、非一体化LED模块、半一体化LED灯或非
一
体化LED灯。
采用一体化LED灯的筒灯是不适用本标准的。
4一般试验要求
带有调光控制的LED灯具应调节到最大输出功
率进行所有试验。
带有可调色温的LED灯具应按制造商或责任销
售商的要求调节/设置到一个功率最大的固定值。
本标准要求的试验样品数量为3个。
本标准的初始值是不需要经过老炼直接测得的,
而是在稳定时测得的光度和电学特性。判断被测样
品是否达到稳定状态可以参考《LED筒灯性能测量
方法》标准,该标准所述:达到稳定所需时间取决
于被测样品的类型,稳定时间一般为30min到2h或
更长。每隔15min测量一次光输出和电功率,当
30min内光输出和电功率中的各3个读数值的差异
(最大一最小)小于3个读数平均值的0.5%时认为
达到稳定。样品的稳定时间应在测试报告中说明。
这一点和之前出节能认证时的要求是不一样的,节
能认证要求LED筒灯在老炼1000h(连续点灯)后
所测得的光电色参数。本标准没有要求老炼后再测
试初始值,其实是对LED灯具测量的一种规范化。
传统灯具中的光源几乎都是可以替换的,但是使用
LED模块的灯具大多数是不可替换的,LED灯具和
LED光源的界限也比较模糊。但是,按照灯具的定
义,采用整体式不可替换光源的发光器被视作一个
灯具,使用LED模块的灯具也是灯具,不能算作光
源。要测量光源的初始值,要经过老炼以后再测得,
而这一要求对灯具却不适用。
第24卷第6期 张璐:解读标准GB/T 29294--2012《LED筒灯性能要求》 97
产品声称寿命相关的光通量维持率的参数。由于光
5电性能要求
本标准要求LED筒灯的输入功率不应超过额定
值的110%,这里的输入功率是既包括LED光源,
还包括LED控制装置所消耗的总功率。
LED筒灯的输入电流与额定值的偏离不应超
源没有提供数据,因此LED灯具要进行长时间的光
通量维持率的试验。
在进行光通维持率试验时,还提到了一个灯具
性能的环境温度(t )的概念,试验环境温度应为
t ±2℃。若制造商未提供t ,则认为t。为25℃。这
里我们应该弄清楚t 的具体意义。
过10%。
LED筒灯的功率因数不应低于额定值0.05。
LED筒灯使用的LED模块控制装置输出电参数
与LED模块的输入电参数应匹配。LED的参数要求
很严格,参数不匹配时会出现很多问题,电压太高,
电流太大会使LED模组光衰加快,严重时甚至会烧
毁LED模组。
6光度性能要求
标准中对LED筒灯的光度性能除了规定初始光
通量,灯具效能,光强分布相关色温等光源常见的
性能要求以外,还有一些灯具特有的性能要求。
(1)光通量维持率是指LED灯具寿命期间某一
给定时间的灯具维持光通量除以灯具的初始光通量,
并以百分比表达。在25%额定寿命(最大持续时间
6000 h)时所测得的光通量维持率不应低于与额定
寿命相关的光通量维持率要求值。该要求不适用于
使用一体化自镇流灯LED灯的LED筒灯。根据声
称的寿命,光通量维持率的要求值用式(1)计算。
: -st (1)
0
其中 ——初始光通量,单位:lm;
——
维持光通量,单位:lm;
衰减系数;
——
光通量维持率试验的时间,单
位:h。
Ot的计算方法如下:
一
In(70%)
,
— 一
其中t ——额定寿命,单位:h。
这里的声称的寿命是L70(光通量达到初始光
通量的70%)寿命,一般企业声称的L70寿命达到
25000h以上。与传统光源不同,各种型号规格封装
组成的LED模块或LED阵列的厂商都没有提供与
t 的定义是与灯具性能相关的灯具周围的环境
温度。在这里我们很容易就想到跟灯具标准要求有
关的其他常见温度:£。,t。,t 。
额定最高环境温度t 的定义来自GB 7000.1—
2007《灯具第1部分:一般要求与试验》,由制造
商规定的灯具在正常条件下可以工作的最高持续温
度。t 和额定最高环境温度t。比较类似,但是t 是
从灯具的性能要求考虑,t 是用于灯具的安全要求。
这两者之间的关系是t ≤t 。
关于t 和 。,前者是LED灯具针对性能的灯
具环境温度要求,后者是针对LED模块性能的特
征温度点要求。与LED模块性能相关的t 点的温
度,对于灯具设计者,应确保当灯具在声称的最
高环境温度tqmax下连续工作达到热平衡后,其内部
LED模组上所测得的t 值不大于模组所声称的t。…
值。
额定最高温度t 的定义来自GB 24819《普通照
明用LED模块安全要求》,正常工作条件和在额定
电压/电流/功率或最大额定电压/电流/功率范围工
作时,模块的外表面(如标记的话,在指定的部
位)可能出现的最高允许温度。t 和t 之间也有区
别,t 是LED模块性能要求的考虑,t 是LED模块
安全要求的考虑。两者之间的关系是t ≤ ,这是仅
当t 点与t 点位置相同时的情况。t 与t 的位置可
以不同,但t 值是主要的。在同一位置t 点的数值
可能多于一个,取决于声称的寿命时间,对于给定
的寿命时间,t 温度是一个定值,不是变值。
对LED灯具进行光通维持率的试验消耗大量的
时间和成本,人们已经做出了很多研究性工作,目
前正在考虑如何减少试验时间。
(2)光输出比
此条仅对光源可更换的灯具而言。灯具的光输
出比是灯具发出的光通量与灯具内光源裸露点燃时
发出光通量之比,用百分数表示。测试方法也跟传
统灯具一样的。此条款适用于使用可更换LED光源
98 照明工程学报 2013年12月
的筒灯。标准还要求光输出比≥90%。
光输出比是衡量灯具对光通量的利用率质量的
主要指标之一,与光学系统的设计、选材和加工等
因素有关。
(3)距高比
室内安装灯具既要求节约用电和达到要求的照
度数值指标,还要求一定的照度均匀度。照度的均
匀性与灯具的布置关系很大,而灯具的布置又涉及
灯具的配光。因此,为了保证一定的照度均匀度,
不同配光的灯具应有不同的布置方式。距高比就是
在安装灯具时,相邻灯具间的安装距离与灯具的安
装高度之比。在很多国外标准和文献中,距高比也
可以用SC表示。
距高比是根据灯具的配光曲线计算得出的。仅
以直接照明为基础(忽略室内各表面间的相互反
射),不能应用于间接照明。具体的计算方法见
GB/T29293--2012《LED筒灯性能测量方法》中
的8.4。
LED筒灯最普遍的是旋转对称配光,也就是说
空间各个方向的光强分布是基本一样的,同时也就
是各个方向的距高比数据是一样的。这种情况下,
只有一个距高比数据。也有少部分透明透光罩的
LED筒灯,发出的光强分布是按照内部光源的布点
方式的不同而不同的。呈现出两面对称配光。这时
应该给出c0.C180平面的距高比数据和C90・C270平
面的距高比数据。
灯具距高比是表征灯具配光特性的指标,距高
比大小不同的灯具应用于不同的照明用途,具体按
室内设施的高低布局来选择合适的距高比。而且,
在较大范围内均匀照明,应配合灯具的出光度选择
合适距高比的灯具。
7 眩光控制
灯具的亮度限制和保护角对照明质量的影响较
大,它是评价灯具视觉舒适感所必需的参数。
(1)为了避免直接眩光,应选择合适的灯具保
护角。灯具的保护角实际上反映的是灯具的遮挡光
源直射光的范围,因此又称为遮光角。保护角是通
过测量具体的灯具,计算得出的。
a)测量灯具内光源的发光边界和不发光的灯
罩边缘的连线长度a;
图1保护角示意图
Fig.1 Pictorial drawing of shielding angle
b)测量光源发光边界至灯具口面的高度b;
c)保护角s由以下公式求得:
S: (3)
灯具的保护角愈大,光分布就愈窄,效率也愈
低。由于灯具的保护角的实际意义在于限制光源的
直射光,从而防止或限制直接眩光,所以为了控制
灯具在45。~85。垂直角范围内的亮度值,一般灯具
应选取10。~30。的保护角。本标准还根据灯具出光
口平均亮度值来规定允许的最小保护角。
(2)亮度限制
本条款适用在VDT作业环境下考核亮度限制
VDT(Visual Display Temina1)作业是使用计算
机系统的视觉显示终端VDT和个人电脑进行数据、
文字、图像等信息处理工作的总称,是伴随着计算
机在各个领域的广泛应用而出现的一种新型的作业
形式,正在成为现代社会的主要劳动形式之一。
VDT作业是典型的视觉作业,视觉负担显著大于传
统的桌面作业。
本标准规定LED筒灯在65。及以上y角的平均
亮度不应大于声称值。
因 因
5 。/
Il
点
图2 VDT作业环境亮度限制角度示意图
Fig.2 Pictorial drawing of limited viewing angle in VDT
第24卷第6期 张璐:解读标准GB/T 29294--2012《LED简灯性能要求》 99
分别在3'65。、3'75。和3'85。的横向(c0和
Cl80)、纵向(C90和C270)、以及45。方向(C45、
C135、C225和c315)测量和计算平均亮度,9个
R9>0的要求。
本标准还提出初始CRI值不应小于(额定值
一
3)。6000小时显色指数维持率不应小于(额定
(2)相关色温
ANSI C78.377标准中明确的规定了D 和CCT
平均亮度值均应满足要求。具体的测量方法见GB/T
29293--2012《LED筒灯性能测量方法》。
应该注意的是,如果在灯具说明书内有“灯具
不适于安装在VDT视觉作业环境”提示的,本要求
就不适用
值一5)。
之间的联系,D 和CCT的计算是在同一个色度图
CIE 1960UCS上。D 的定义是,在(M’,2/3v’)色
度图上靠近黑体轨迹的最短距离,“+”表示位于
8 色度
(1)显色指数(CRI)
LED产品的颜色质量是至关重要的,人们对其
黑体轨迹上方,“一”表示位于黑体轨迹下方。
D 的计算公式:
D 57700×(专) ~44.6×({)+0_0085(4)
(3)色差异
关注的程度在增加。传统显色指数的评价已经有40
年的历史了,但是人们已经发现,将它用于目前蓝
光LED加黄色荧光粉的系统时有很多问题,比如
标准要求取3个样品,每个LED筒灯都要测量
空间平均色品坐标(u’, ’),在CIE 1976UCS色品
说,CRI的数值的大小在很多情况下往往不能与眼
睛的感觉相一致。CRI是通过计算一套预先选定的
图上,利用加权平均计算平均色品坐标( ,Y )。
加权平均计算平均色品坐标 见式(5)。Y。的
计算与 相同。
=
。
色样分别用待测光源和参考照明体照明时的色差来
评估颜色的保真度的,目前白光LED基本是用蓝光
LED+黄色荧光粉YAG,因此,它产生的白光是缺
少红光的,而R9是饱和红色的样板,如果缺乏红
∑ ( w ( )
(5) 彬 (7 ):
光,R9呈负值,影响实际的显色性,使显色指数不
能达到80。因此本条款对LED产品提出了提出
∑,(7 )‘Q(Ai)
2仃[c0s( …s(y + )】’其中 =0。
( )=
2仃[cos( 一 )…s(y + )],其中 = 2A"3,…,-80一△y
… ~
)…s( )],
其中7 =180。
将( 。,Y。)转换成(“’, ’)。
最后将三个样品的(“’, ’)在CIE1976UCS色
品图上的距离不应超过0.004。
其中A-y—— 角的测试问隔,当测试间隔为10。时,
A3'=10。:
n与测试间隔有关,当间隔△ =10。
时,n=19;
(4)空间色品不一致性
空间色品不一致性△ 是,在大于峰值光强
( )—— i角的加权系数;
,( )是同一个 角上所有C平面测得
10%的区域内,所有测量点的空间色品坐标与按照
式(5),式(6)得出的平均空间色品坐标在
CIE1976UCS色品图上的最大距离不应超过0.004。
(5)色维持
光强的算术平均值;
Q( )——关于 角的环带立体角。
再通过转换公式:
.
4
一 丽
9),
一
(6)
LED照明产品的主要优点之一在于极长的工作
寿命,但这也导致了色度漂移的问题。白光LED在
点燃过程中CCT会发生变化,随着荧光粉和封装材
一
一
2 +12v+3
】O0 照明工程学报 2013年12月
料的变化而变化,它与LED的结温及硅胶和荧光粉
的质量有关。因此,在光通量维持率试验结束时,
LED筒灯的色度与初始值的偏差在CIE1976UCS色
品图上的最大距离不应超过0.007。
10 总结
针对不同LED灯具的性能标准以及配套的测试
根据以上的分析解读,我们可以看出,相关色
方法标准正在逐一制定,LED筒灯毕竟属于灯具产
品,考核灯具的性能,和考核LED光源的性能要求
温和D 值是在CIE1960UCS色度图上计算得出的。
而色差异,空间色品不一致性(△“ ),色维持都
是在CIE1976UCS色品图上计算得出的。
有相同点也有区别。对LED筒灯而言,我们不能片
面追求灯具效能,而忽略了它作为室内灯具的照明
舒适度的要求,因此配光,距高比,亮度限制,
9 其他要求
结构要求对可替换部件,防眩光结构进行结构
检查,用目测和手工试验检验。
LED灯具效能,色度,结构,热试验相关的tp温度
等都是我们需要注意的方面。
参考文献
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国
家标准化管理委员会.GB/T 29294--2012 LED筒灯
性能要求[S].北京:中国标准出版社,2013.
热试验要求按照说明书规定的安装方式进行热
试验,如果没有安装方式的说明,这应进行嵌入安
装和固定安装两种安装方式的热试验。热试验要与
GB 7000.1第12.4要求一起考虑。
可靠性的试验方法正在研究中。
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国
家标准化管理委员会.GB/T 29293--2012 LED筒灯
性能测量方法[S].北京:中国标准出版社,2013.
[3]陈超中,施晓红,杨樾,李为军.厘清LED光源光效与
LED灯具效能的本质[J].中国照明电器,2011(12).
[4]陈超中,施晓红,李为军,杨樾.关注LED灯具性能的
为了满足LED筒灯低温工作的要求,规定LED
筒灯应在一20cI=或声称的更低的温度下启动并正常
工作。具体试验方法按照GB/T 2423.1—2008第
5.3试验Ad:散热试验样品温度渐变的低温试
验——试验样品在温度开始稳定后通电的要求进行
试验,见GB/T 29293--2012《LED筒灯性能测试方
法》第12条。
IEC/PAS的进展[J].照明工程学报,2012,23(3).
[5]American National Standard Lighting Group ANSI
C78.377—2008 Specification for the Chromaticity of
Solid State Lighting Products[S].USA:American
National Standard Lighting Group,2008.
照明设计师交流中心第三届年会在北京举办
2013年11月14日,由中国照明学会咨询工作委员会、中国照明学会咨询工作委员会照明设计师交流
中心主办,赛尔传媒承办的“中国照明学会咨询工作委员会照明设计师交流中心第三届年会暨工程应用产
品展”正式亮相京城。本次会议得到了行业知名专家、设计师、企业的大力支持,来自业内600余人齐聚
北京国际会议中心,见证大会盛况。
本次会议以“健康设计、持续发展、共建美丽中国”为主题,紧紧围绕以人为本,重新探索照明行业
设计与发展的精髓,一幅照明行业的宏伟蓝图正在勾勒当中。
本届会议将“照明设计师交流中心年会”与“工程应用产品展”很好的结合,既满足了年会总结盘点
的初衷,又从设计师角度出发,为参会人员提供了一个交流与学习的平台。主题报告针对国内外照明设计现
状、行业发展趋势、LED在工程项目中的应用、低碳照明、照明控制、典型照明案例分析等进行了深入探
讨。此外,大会盛情邀请的演讲嘉宾均是行业内深有影响的专家、设计师、企业家,在这里,他们将最新研
究成果奉献给每一位与会嘉宾。
作为照明行业专业设计师聚集的一次标志性会议,照明设计师交流中心第三届年会承载了众多行业设计
师的希望,对于推动照明行业发展,提升设计师水平将会有不可磨灭的贡献,它不仅是凝聚和团结照明界各
方力量的一次盛会,更是一种执着向上的照明精神图腾。