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分析LED智能办公照明未来发展趋势

  我们在智能照明产品的发展路上一直比较困惑,在系统化智能解决方案与单灯智能化解决方案之间是否存在其他发展路径,朗视光电提出的模块化区域智能解决方案是其中的一种尝试,它尤其适用于大空间同步变光的场所,如办公室空间、体育场、影剧院、地下停车场以及部分工厂照明等场所。在未来LED灯具发展方向上,尤其在办公照明产品发展上,我们提出了一些见解和概念,在智能照明领域,大量涉及调光、调色温,我们提出了均衡体感照度的概念,并在产品设计中加以利用。

  一、为何需要智能照明?

  通过智能控制系统可以实现想象中的美好情景,使生活更舒适美好,同时还能起到低碳、节能、环保的作用。目前的智能控制应用主要包括:LED户外场景智能控制应用、LED家居情景智能控制应用、LED办公环境智能控制应用。朗视这些年在智能LED办公照明方面做了一些尝试,在国内、国外都做了一些工程。如在国内实施完成了全国政协文史馆智能照明工程,以及深圳市海普瑞药业股份有限公司办公楼的整体智能化改造等。

  现有的主流控制方式,基本都是基于系统的支持,包括控制器、总线结构、模块跟智能灯具组合,专用总线包括DALI/DSI/DMX等都是比较成熟的实现系统化的智能照明方案。那么在单灯智能和系统化智能解决方案之外,是不是还存在第三条路径?我们也在尝试寻找这种第三条路径。

  但目前智能照明的推广主要有几个障碍:第一,需要系统的支持,施工难度比较大;第二,系统成本比较高,大部分用户难以接受;第三,需要专业的技术人员进行调试。

  二、模块化区域智能解决方案

  朗视提出一个模块化区域智能解决方案,解决区域照明,或单灯智能,或系统智能。比如在办公环境下,每一个开关通常控制的不是一个单灯,而是一组灯,把这一组灯作为一个分区或者一个照明分类进行控制。同时在办公照明中引入了集中供电方案的概念,这也是比较成功的一种尝试。

  1.灯具与光源一体化有利降低成本、提高散热能力

  LED灯目前比较成熟的市场基本上是替代光源市场,如现在很多厂家大量生产的日光灯管,球泡灯,LED作为光源产品已被大部分消费者接受,替代市场以后还会越来越成熟,而且量也会非常大,但仅仅作为传统光源的简单替代,并不能发挥出LED的全部优点,按照LED的理论寿命计算,将可真正达到5万小时。灯具外壳及结构件的寿命可能比光源的寿命还短,灯具外壳可能会早于光源坏掉,所以灯具与光源的一体化,在节省成本的同时,还可以提升散热的效率。朗视这几年用于办公照明的很多单灯,都采用了铝合金的外壳,将光源、灯条直接贴到上面,散热好,结构简单。

  2.电源是灯具中技术和成本的关键组成部分

  在灯具中技术含量最高的是电源,安规检验也只与电源有关(电源与灯具分离式)。因此将驱动电源与灯具分体后,各种不同功率、不同功能的电源和同一款灯具进行不同的组合可形成不同的产品。成本方面,驱动电源占办公格栅灯全部成本的30%~40%,因此,如何降低电源成本十分重要。

  3.在商务照明,尤其是办公照明,一个大功率的电源与多个灯具组合成为未来的发展方向

  如:1驱1、1驱2、1驱4、1驱8等,这样的结构有几个优势:第一,经济性好,电源功率越大,每瓦的成本越低。如:18W小功率电源成本28元左右(相当1.55元/W),600W电源成本只有390元左右(相当0.65元/W)。

  第二、电源功率越大寿命和可靠性越高。小功率电源散热差、电子元件太紧凑,尤其是电解电容怕热。

  第三、电源功率越大,转换效率越高。如普通的20W小功率电源通常效率η≦80%,300W以上大功率电源通常η≧90%。两个之间还是有一个10%的节能优势。

  4.倡导单灯及组合式智能解决方案和标准化模块结构

  在智能化照明解决方案选择上,我们倡导恒压供电24V或者48V输出,然后直接串接一个智能模块,连接调光器、组合传感器,包括调光调色的开关,实现一些功能然后再接智能灯具。48V的概念在国内并不多见,国内用的大部分产品均是12V~24V,我们特别推荐48V的方案,因为现在有一个国际直流家电联盟,直流家电联盟推荐了两个电压标准,一个是DC350V,一个是DC48V。

  现在用的AC220V的电压标准实际上是在100多年前建立的,基于当时技术条件提出来用交流供电的方案,今天大量的家用电器都在使用直流,包括空调、电视、电脑,基本上都是先把交流变成直流,所以现在直流家电联盟特别强调未来直流入户,就是DC350V及DC48V。DC350V用于大功率的电器,如空调、洗衣机都是要用直流。48V主要用在一些小功率的电器上。LED灯将来是属于小功率还是大功率还不好确定,但因为LED灯本身功率不太大,不管属是小功率还是大功率,都应选择应该符合标准的电压,这可能会是将来的一个趋势。

  另外,光伏电源也是直流输出的,他们的应用也会有利于LED灯直流供电方案,很简单就可以拿过来用,而且成本非常低。

  最近在地下停车场的空间里也在尝试将光伏直接引入地下,成本下降,效率也比较高。

  三、如何实现智能办公照明

  现在智能照明都是在20世纪90年代末制定的标准,当时的无线控制方案还不是特别流行。其实包括WiFi、USB,蓝牙技术都可以用在智能照明里,包括电源厂家都在做不同的方案来适应未来无线智能化的解决方案。其实把智能模块直接内置到电源里头去,系统会变得很复杂。目前的电源种类很多种,恒流、恒压、带WiFi……笔者认为将来电源应该是单纯的电源,恒压供电的技术非常成熟,而且价格非常便宜。

  当需要无线控制时,可以外置一个无线智能模块,然后转换成内部的一个小总线,这根总线是基于朗视20多年所积累的消防报警系统的经验。是一个非载波的、基带编码的、低成本的方案。国内有几十万个项目都在用,成本非常低,照明系统应用将来可以供参考。

  1.有线智能控制方案

  3.均衡体感照度调色温的智能模块

  办公照明方面朗视提出了一个概念,过去调色温基本上是恒功率调色温。两组LED光源,一组低色温,一组高色温,色温变化时要保证功率恒定。其实,保证功率恒定会带来体感照度的变化,因为同样功率时,低色温会感觉比较暗,办公照明,低色温感觉到看不太清楚。我们就提出来均衡体感照度,在低色温情况下,把灯功率会适当提高一些,这样的算法已经内置在灯具里。

  四、朗视光电智能办公照明解决方案

  1.智能感应,按需照明

  应用信息型光源技术,实现灯与灯之间的通讯。朗视在一年多的时间里做的一些尝试,包括在通道照明,地下停车场照明方面提出按需照明,有人时是一种照度,没人时调成低亮度。

  2.单灯、组合控制智能应用

  以下为灯在一个智能应用,灯和灯之间是关联的,而且没有增加任何的线路,我们直接将原来的灯管替换掉,每一个灯上都有一个红外传感器,当有人进来的时候,红外传感器工作,启动灯亮,同时,通过光媒或RF方式传递给下一个灯,依此类推,一组灯依次逐渐点亮。现在我们很多项目都在使用这个技术,特别是用于酒店的廊道,地下停车场,我们把它叫光握手,光传递,是很成功的一种应用。

  3.冬暖夏凉调色温,有人无人调亮度

  可根据环境温度调整光的冷暖,自动调节室内光感环境,实现“按需照明”减少光浪费,营造良好舒适的室内环境。 如夏季比较炎热的时,可让光源色温能够尽量高一点,让人体感觉凉爽,冬季希望到办公室以后,光是比较暖色的,让人感觉比较温暖。

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