LED應用于照明領域的燈具效率分析
燈具效率（光輸出系數）
在日常生活中，人們所使用的光源大多接近全向輻射。全向輻射會使光能射向不需照射的區域，造成能量浪費或光污染。因此，為了讓光源發出的光能能夠得到盡可能多地利用而又不會產生眩光和光污染，保護光源安全可靠地工作，必須使用燈具對光源的輻射區域加以限制，在同樣光功率的情況下盡可能的增加被照區域的輻照度。使用燈具同樣會涉及到效率問題。為了衡量燈具利用能量效率的高低，人們用燈具輸出的光能量與燈具內光源輸出的光能量之間的比例來衡量其效率，叫做燈具效率(也叫光輸出系數)。它是衡量燈具利用能量效率的重要指標。由于燈具的用途不同，其設計形式也存在較大地差異。不同形式的燈具其效率也存在較大地差異，一般在50～80%之間。效率高的燈具其光輸出系數可達80%以上，光能能夠得到較為充分的利用。效率低的燈具其光輸出系數甚至不足25%，大部分的光能又轉化為熱能而白白浪費掉了。在照明和燈飾工程設計中，選擇光輸出系數高的燈具，在確保安全和不產生眩光的情況下可以起到節約能源的作用；如選擇的燈具效率低下或有相當一部分光能射向空中，就會造成不必要的浪費。
高亮度點電光源燈具的光輸出系數分析
高亮度點電光源如高壓鈉燈、金鹵燈等，其光效可達60～90lm/W以上，但由于它們輸出的光能過于集中且為全向輻射，在使用時如不對光源加以遮擋，會產生強烈的眩光。因此，這些光源在應用過程中必須用燈具來增加其被照區域的照度，減少光能損耗，防止產生眩光。這些光源的多數光能量在燈具中產生一次反射或二次反射，其能量會有一定的衰減。用于路燈和泛光燈時燈具效率較高，用于庭院燈時效率較低。上述點光源裝入燈具后的實際光效約為30～70lm/W左右。
節能燈在一些燈具中的光輸出系數分析
目前節能燈使用得較為廣泛，其外形為管形，光效的典型值為60lm/W。節能燈用于室內的普通照明和室外的一些草坪燈時，其光能能夠得到最大限度地發揮；但用于庭院燈和筒燈時，光能的實際利用率較低。
目前使用較為普遍的乳白色球泡庭院燈，是集照明與裝飾為一體的燈具。由于其光能近似全向輻射，故實際射向地面的光能只有燈具輸出光能量的50%。這種燈射向地面的總的光通量可按下式計算：
Фg=Фl×δ×50%式中：Фg是燈具射向地面的總的光通量；Фl是光源總的光通量；δ是乳白色球泡燈具的透過率，一般為0.7；50%系數是因從燈具發出的全部光能中只有一半射向地面。
若乳白色球泡燈具內使用一盞30W的節能燈，其總的光通量為30W×60lm/W=1800lm；則射向地面的總的光通量為：
Фg=1800×0.7×50%=630lm
由此可以看出，球泡燈理論上的光利用率只有35%。在實際應用中，由于球泡外表會受到灰塵的污染，內部往往又會受到昆蟲的污染，因此δ值實際低于0.7。
筒燈是室內使用較為普遍的一種燈具。它的安裝高度較低。為了安全起見和防止產生眩光并考慮美學上的需求，光源大多嵌入在燈筒內。當節能燈用于筒燈時，大部分光能需經過二次或多次反射方能射出；這一過程中光能會有較大地衰減。立式筒燈的光效又低于臥式筒燈。因此，當節能燈安裝于立式筒燈內使用時，燈具效率有時甚至不到25%，其節能效果并不明顯。
LED照明燈具的光輸出系數分析
對于功率型LED而言，光能的輻射方向均為單向。LED在封裝時，若在出光口裝上不同折射角的透鏡，射出的光束就具有不同的輻射角度。設計師可根據各類照明的特點，合理選擇不同輻射角度的LED。
當LED用于路燈時，可選擇一組發射角為1400的大角度LED。安裝時可將LED的光軸線向外傾斜300～450，這可使被照區域的照度變得更為均勻。LED發出的光無須使用任何燈罩進行反射，也無須使用任何光罩加以裝飾。它的大部分光能均直接由光源射向地面。由于路燈燈具高度在3.5m以上，且單位面積內的光功率比白熾燈還低，故不足以產生眩光，無須使用任何光罩加以遮擋。因此，LED路燈燈具的效率可高達95%。如上面提到的乳白色球泡燈，用30W節能燈時射向地面的總光通量為630lm，而采用45lm/W的LED時只需14W，無須外罩，其節能效果是相當顯著的。
當LED用于筒燈時，可選擇一組輻射角為600的小角度LED，安裝時LED的光軸線與地面垂直。這種設計可使大部分光能能夠直接射向被照區域，只有少量的光能經過一次反射后射出。因此LED用于筒燈時的燈具效率可達90%以上。
除上面兩種燈具外，LED在各種照明領域應用時，只要設計人員能夠對功率型LED的性能有著充分的了解，就可以設計出具有很高光輸出系數的各類燈具。
LED用于照明領域的優勢所在
LED用于照明領域具有一些特殊優勢。
首先，LED的光效已達150lm/W，接近節能燈的典型值。在今年內就會有120lm/W的功率型LED投放市場；它的問世，將使LED成為發光效率最高的光源之一。因此，用LED取代白熾燈和熒光燈等光源已不再有大的技術障礙，只是個時間問題。
其次，功率型LED具有單向輻射特性。他所發出的大部分光能無須經過反射就可直接到達被照物體，從而使光能能夠得到最大限度地發出，大幅度地提高了燈具的效率。
三是因為LED的壽命超長，綠色環保。目前可采購到的功率型LED的平均無故障工作時間多在40000h以上；若每天工作11h，可用十年。它的廢棄物幾乎可以全部回收利用。這不僅節省能源，還節約了資源，保護了環境。而其他光源廢棄后會對環境造成污染，特別是熒光燈廢棄后，燈內的汞益出會對環境及水源造成嚴重污染。
四是LED光源可做到無閃爍、無紫外線，熱輻射極低，對人眼無任何危害。將LED用于室內照明或用于人們需長時間工作和學習場所的照明，可起到真正地護眼作用。
五是美學上的需求。LED憑借其外形特點，在燈具設計上會給設計師們帶來豐富地想象空間。它可集照明與色彩斑斕的夜景裝飾于一體，使城市更為美麗，使城市的夜晚更加燦爛。
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