LED光源及灯具在工业照明中的应用

近年来，半导体照明的应用范围愈来愈广。LED的灯具已从室外走进了室内，从景观照明、道路照明，发展到民用建筑的室内装饰照明、功能照明，现在正走向工业照明领域。

　　一、强调功能性

　　相对其他照明而言，工业照明更多的强调功能性，对照明的各项技术指标要求更高;对环境的适应性和视觉功效要求更高。在照明设计中，最基本的指标是照度，部分工业场所的照度要求如下：

　　由此可见，工业建筑照度要求范围非常广，从几十、几百甚至上千勒克斯。被照的空间也很复杂：石化、医药行业的反应锅、管道，加工企业的原料堆场等空间的户外照明;钢铁工业的高大厂房，电子工厂的装配车间等室内照明。LED照明需要根据以上不同的照度和空间，选择不同的光源功率组合和灯具型式。

　　二、环境复杂且多样化灯具选择

　　工业建筑的另一个特点：环境复杂、条件恶劣。因此，应根据照明场所的各类环境条件，分别选择不同种类灯具：

　　1.在潮湿场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具；

　　2.在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施；

　　3.在有尘埃的场所，应按防尘的相应保护等级选择适宜的灯具；

　　4.在有洁净空间要求的场所，应采用不易积尘，易于擦拭的洁净灯具；

　　5.在高温场所，宜采用散热性能好，耐高温的灯具；　　

6.在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具应有防护措施；

　　7.在装有锻锤、大型桥式吊车等振动较大场所使用的灯具应有防振和防脱落措施；

　　8.在防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。

　　IP(INGRESS PROTECTION)防护等级系统是由IEC所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具隔离尘埃、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高（具体内容可参考相应电气手册）。

　　三、LED产品应用于工业照明

　　LED光源及灯具具有低电压供电、体积小、重量轻、灯具可全封闭安装等特点，因此，可在上述多个场所得以广泛应用。

　　三防灯的照明光源，过去一般采用的是紧凑型荧光灯（现在也可用LED），灯体采用ABS材料，灯体与灯罩紧密结合，具有防水、防尘、防腐等功能。适用于高精密度场所，如制药厂、食品加工厂以及其他要求净化场所和环境恶劣的场所照明（见表3、图1）。

图1 三防灯外型及安装尺寸

　　工业照明中，还有一类最特殊的情况：有爆炸和火灾危险的场所。在这类场所使用的灯具应符合国家现行相关规范《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）的有关规定（见图2）。LED灯具属于低压供电，故障时出现火花的概率和程度较小，因此，其在防爆灯领域的应用将大有优势。

图2 防爆型节能荧光灯技术指标及外型尺寸

　　工厂照明在选择光源时，除应在满足照度和环境的要求下，还应满足显色性、色温、启动时间等条件，应根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格进行综合经济技术分析比较后予以确定。

　　工业场所显色性要求可参照《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）中表5.3.1.。普通场所一般要求大于80即可。但一些装配车间照明或产品检验的重点照明区域，对光源的显色性要求会相对较高。目前，LED光源在显色指数上还需要进一步提高。

　　色温同样也是工厂照明需要关注的问题，不同车间所需的色温也不同：冶金企业的高温车间会选用高色温的冷白光源，而食品厂的冷库则可选用低色温的暖白光源，这也是LED工厂灯具在设计初就应该注意的问题。

　　眩光问题是工业照明中应该特别注意的问题。由于工业建筑中工人在生产场所工作时间比较长，且岗位相对固定，使得生产场所的光线对工人的视觉影响相当大，因此，防止眩光是工业建筑设计中应该着重关注的，而LED灯具是具有方向性发光的光源，比传统灯具更要注意光问题的发生。

　　工厂企业不单空间环境比较恶劣，而且供电电源也可能不太稳定。由于大型机械的启停，会使电压产生波动，而且工业控制的可控硅等电子产品的大量使用，导致谐波大量产生。因此，LED灯具的电源和控制部分需要有相当大的抗干扰能力，才能在工业领域得到好的应用。

　　在某些工厂车间里，旋转的马达、往复移动的器件、抛光车间等在气体放电灯的频闪效应下，会对视觉作业带来一些影响，造成不良后果，甚至会有人员伤害的危险。所以，在这些场合的照明中，LED光源的非频闪效应比气体放电灯要更合适。

　　此外，在机械设备如车床等局部照明和设备检修照明中，LED的低电压照明灯具具有替代传统光源的绝对优势。LED灯具的控制灵活性可使其在生产车间照明上，对工段或工序的分组控制得到很方便实现。由此也充分体现出LED照明在节能上的优势，可大大降低人身遭电击的危险性。此外，LED灯具长寿命的特性，也是工业企业长时间安全生产的保证。

　　虽然工厂照明范围广阔，功能复杂，要求也相当高，但LED光源及灯具的应用已经开始进入工业照明领域，并且前景非常广阔。未来，LED光源及灯具在工业照明领域若要拥有更大、更广的发展空间，还需要灯具行业的技术人员刻苦钻研、攻坚克难，发明更多、更好、更实用、满足各类工业照明细分应用领域的LED灯具。