摘 要：国家电光源质量监督检验中心(北京)积极参与了半导体照明产品财政补贴推广项目招标会，并对招投标产品测试和后期照明工程质量测试和评价过程，本文主要对实验室测试产品质量、照明工程体现产品质量两方面，对前期示范工程和财政补贴产品质量进行了调研分析，同时，将实验室测试的产品质量与国家半导体照明产品质量监测项目进行了对比。
关键词：LED照明产品 政府示范工程 产品质量分析
2009年9月22日，国家发展和改革委员会协同科学技术部、工业和信息化部、财政部、住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局等联合发布《半导体照明节能产业发展意见》（发改环资[2009]2441号）文件，以推动我国半导体照明节能产业健康有序发展，培育新的经济增长点，扩大消费需求，促进节能减排。在此基础上，2010年8月30日，国家发展和改革委员会协同住房和城乡建设部、交通运输部发布了“发改办环资[2010]2082号”文件，并同期发布了《半导体照明产品技术要求(2010版)》，正式启动半导体照明产品应用示范工程项目，此次应用示范工程涵盖20个室内照明工程和30个道路/隧道照明工程。产品在前期进行实验室产品质量检测的基础上，在工程安装完成后，进行了照明质量的现场跟踪测试。
2012年8月13日，财政部、国家发展和改革委、科学技术部组织了半导体照明产品财政补贴推广项目招标会，正式将半导体照明产品纳入了节能照明产品财政补贴推广范围。国家电光源质量监督检验中心(北京)积极参与了项目的招投标准备、招投标产品测试和后期照明工程质量测试和评价过程，从实验室测试产品质量、照明工程体现产品质量两方面，对前期示范工程和财政补贴产品质量进行了调研分析，同时，将实验室测试产品质量与国家半导体照明产品质量监测项目进行了对比。
一、2010年度半导体照明产品示范工程产品质量分析
此次半导体照明产品示范工程，在工程安装前，产品均按照《半导体照明产品技术要求(2010版)》进行了招标测试，各项指标符合技术要求的相关要求。
本部分产品质量分析针对已开展照明工程现场效果测试的样品，包括LED筒灯、LED路灯和LED隧道灯，进行了实验室测试结果和现场测试结果的对比分析。
（一）LED筒灯产品质量测试结果分析
所分析样品在工程安装前通过了实验室产品质量招标测试，满足如下各项要求：初始光效≥65lm/W，光通维持率3000h≥96%，6000h≥92%，10000h≥86%，功率因数≥0.90，相关色温5665K±355K，显色指数≥80。
将该型号产品安装于电梯，并与LED平面灯具混合安装于走廊、办公室、会议室等室内照明场所。点灯一段时间后，进行现场照明效果测试，同期取下1组(12只)进行实验室测试，以确认工程照明灯质量和招标测试产品的一致性、以及灯质量的维持性等。
现场照明测试结果显示，电梯和走廊除平均水平照度值高于《建筑照明设计标准》(GB 50034-2004)外，其它指标符合标准要求;但办公室和会议室的各项指标均不能满足标准要求。对应的工程取样LED筒灯性能参数(实验室)测试结果如下：光效61lm/W，功率因数≥0.82，相关色温5496K，显色指数70。
可见，灯在光效、功率因数、显色指数等方面均低于要求，即不符合《半导体照明产品技术要求(2010版)》的要求。根据产品生产方说明，该批灯实际安装于应用环境下近1年时间。按照灯的正常使用时间，以每天10小时计算，累计点灯时间约为3650小时。将工程取样LED筒灯性能参数测试结果的数据与《半导体照明产品技术要求(2010版)》中3000h光通维持率和颜色维持指标要求相比较，测试数据也不符合。可能存在两种原因，一是工程照明灯的质量低于投标测试灯的质量;二是特定的工程应用环境加速了灯的性能衰减过程。为进一步验证灯质量不符合的原因，对工程取样灯进行实验室常规寿命燃点和光通维持率测试，结果如表1所示。可见，实验室正常燃点条件下，灯的光通量和光通维持率亦发生明显衰减，按照实验室燃点时间计算，光通维持率衰减速度明显高于《半导体照明产品技术要求(2010版)》的要求。
从以上工程产品质量分析结果可见，送检LED筒灯产品符合技术要求的相关指标要求，参数指标符合度高。但在实际工程应用中的产品质量低于招标测试产品质量。因此，为保障照明工程的质量，在做好前期产品质量测试和评价的同时，需要有配套的后期工程监督措施的保障。当然，实验室测试评估与后期工程质量监测的连贯性、照明工程的照明设计等也是重要的影响因素。
（二）LED路灯产品质量分析
1、工程样品实验室测试质量分析
产品质量分析实验室测试部分，所采集样品包括3种情况：一是现场工程安装时的同型号灯的新灯备样;二是现场燃点一段时间后现场抽取拆下的灯(不同工程对应的灯的现场燃点时间从368至5420小时不等;三是现场燃点一段时间后现场拆下的灯在进行实验室参数测试后进行了730-6600小时不等的实验室燃点的灯。
从测试结果分析，在不同工程燃点时间和取回样品的实验室燃点时间下，同型号产品的光效指标参数差异在3.5%以下，考虑产品个体间差异及测试不确定度，这种时间段的现场燃点或实验室燃点时间对样品性能变化的影响很小，性能参数无明显衰减。
另一方面，测试发现部分光效指标严重不符合《半导体照明产品技术要求(2010版)》的样品，如11#、12#、21#和23#型号的样品。因此，工程样品与投标测试样品的一致性仍需加强监督和检查。
在此基础上评估这些型号的LED路灯安装实际道路的照明效果，分为次干道和主干道两种情况做分析。
2、次干道照明工程产品照明质量分析
以上实验室测试结果分析涉及29种型号的LED路灯产品，其中型号1#、4#~8#、16#~18#、19#~21#、25#、26#用于次干道照明。从照明现场进行的平均照度、照度均匀性、平均亮度、亮度均匀度、纵向亮度均匀性、环境比、眩光阈值增量、功率密度等测试统计结果可见：
(1) LED次干道工程基本符合照明标准要求，但节能优势较弱。
从功率密度测试结果可见，与传统路灯产品道路工程相比，产品所体现节能效果较弱。表现在，1个次干道工程功率密度超标18%，5个次干道工程恰好符合标准要求，1个次干道工程体现7%功率密度优势，1个次干道工程体现17%功率密度优势。
(2) 产品本身节能指标接近前提下，照明工程质量各评价参数间差异较大。
实验室产品质量测试结果可见，产品本身节能指标(光效)差异较小，但实际工程照明效果存在显著差异。表现在:路面平均照度差异约174%，路面照度均匀性差异为75%，路面平均亮度差异约233%，路面亮度总均匀度差异约为58%，纵向均匀度差异为40%，环境比差异约116%，眩光阈值增量差异约700%，功率密度差异42%。
(3) 产品本身节能指标接近(2010版)技术要求，照明工程整体质量明显差异。
以4#至8#次干道工程和25#次干道工程为例，25#次干道工程的路面平均照度明显高于4#至8#次干道工程，功率密度超标，同时，在路面亮度、亮度均匀性等方面也弱于4#至8#次干道工程。
(4) 不同LED路灯次干道工程的优势点存在明显差异。
以16#~18# (1)次干道工程和19#~21#次干道工程为例，16#~18# (1)次干道工程的路面平均照度为19#~21#次干道工程的218%，但16#~18# (1)次干道工程的路面照度均匀性仅为19#~21#次干道工程的71%。类似情况，1次干道工程的平均亮度为19#~21#次干道工程的267%，但在亮度总均匀度和亮度纵向均匀度方面二者相同。
(5) 同指标路灯应用于不同照明工程中呈现出明显的照明效果差异。
如1#型号LED路灯情况，该型号LED路灯应用于3个不同路段的次干道工程，3个次干道工程除功率密度相同外，其它照明评价参数上均存在较大差异。表现在：路面平均照度差异约15%，路面照度均匀性差异为17%，路面平均亮度差异约25%，路面亮度总均匀度和纵向均匀度差异为40%，环境比差异约71%，眩光阈值增量差异约216%。类似情况出现于安装16#~18#型号路灯的两条次干道工程。
因此，后期在推广使用次干道LED路灯中，一方面应继续加强产品的配光设计和道路工程的照明设计，提高照明质量;另一方面，建议采用其它辅助技术，比如调光，来提高次干道LED路灯的节能效果。
3、主干道照明工程产品照明质量分析
针对实验室测试结果分析部分涉及29种型号的LED路灯产品，其中型号2#～3#、4#～8#、9#～12#、16#～18#、9#～21#、22#～24#、26#、27#～28#、29#用于主干道照明。根据现场测试评估结果，10个LED路灯主干道工程均不满足照明标准要求，因此，产品在主干道的应用尚需谨慎。
二、2012年度财政补贴招标报送半导体照明产品质量分析
（一）LED射灯测试结果分析
对试验样品的光、电、色参数进行实验室测试，测试结果按照灯的尺寸进行分类，分别对应PAR20、PAR30、PAR38。
从测试结果可见：
1、同尺寸类型间产品质量存在较大跨度。以产品节能指标--光效为例，同尺寸类型的同光通量产品，产品的光效指标差异可高达37%(LED PAR38)。
2、PAR20灯光效略低于PAR30和PAR38产品。
3、针对特定尺寸类型的LED射灯，产品光效与光通量存在一定对应关系。
LEDPAR20产品受产品尺寸所限，产品光通量基本上在550 lm以下，属相对较低光通、较低功率产品，针对此类型产品，测试结果显示出1种接近的正相关关系，也就是说，随光通量增大，产品光效有略微增大的趋势。这种趋势可能是由于灯驱动的功率消耗与灯整体低功率的比例所致。
LEDPAR30产品，灯光效和光通量的对应关系与LEDPAR20略有不同，在低光通段，灯光效与光通量呈现正相关关系，但随着光通量的继续增大(约700lm以上)，灯的光效降低。灯光效的这种转变可能是由于700lm基本达到灯的光通量设计限值，和有限体积内散热等因素的影响，光通量的继续增大不利于灯光效的发挥。LEDPAR38产品灯光效与光通量的对应关系与LEDPAR20类似，其光通量转折点约为900lm。
4、产品光效与相关色温负相关，高色温产品的光效相比于低色温产品高约10%。
5、显色指数与相关色温无相关性。
6、光通维持率基本不受产品光效的影响。
7、评价范围内，功率因数与整体光通量(功率)的依赖性相对较弱。
（二） LED 筒灯测试结果分析
对试验样品的光、电、色参数进行实验室测试。从测试结果可见：
1、作为LED产品，与射灯相同，产品光效与相关色温负相关。
2、作为LED产品，与射灯相同，产品显色指数与相关色温无关。
3、统计规律，产品光通维持率变化不受光效影响。
4、1000lm以下，产品功率因数较为分散， 1000lm以上，产品功率因数一致性高。这种现象与技术要求中的指标设定有关，另一方面也注意到，400～1000lm(基本对应5～15W)段产品的功率因数存在提升空间。
（三）LED 路灯测试结果分析
对试验样品的光、电、色参数进行实验室测试，测试结果分布情况如图1所示。
大部分样品的相关色温均在4000K以上，测试结果统计可见：产品光效与光通量相关，光通维持率变化不受光效影响。
（四）LED 隧道灯测试结果分析
对试验样品的光、电、色参数进行实验室测试。LED隧道灯与LED路灯情况类似，相应统计结论在此不再赘述。
（五） 小结
以上针对LED射灯、LED筒灯、LED路灯和LED隧道灯的测试统计可见，作为以LED为光源的照明产品，产品的光效与相关色温负相关、显色指数与相关色温无关，同时，产品光通维持率不受产品光效的影响。针对LED筒灯产品，400～1000lm(基本对应5～15W)段产品的功率因数存在提升空间；针对LED射灯产品，LED PAR20、PAR30和PAR38 3种不同尺寸类型产品间，光效指标、光效与光通量的对应关系略有不同，具体可见本文2.1部分。
三、结论
以上结合LED照明产品试点示范工程、LED照明产品财政补贴推广项目，对包括LED射灯、LED筒灯、LED路灯和LED隧道灯在内的产品做了相应的质量分析，涵盖产品本身性能指标实验室测试结果分析和工程质量上所体现产品质量两个方面。通过分析可见：(1)产品性能指标存在明显跨度分布；(2)产品质量在实验室送检产品和工程应用产品间存在不一致性；(3)高质量产品在实际工程应用中所展现出质量不同。一方面需要评估特定类型产品的适用领域；另一方面需重视实验室产品质量评价与工程产品质量评价之间的缺口，从实际工程应用的角度，需重视工程照明设计，并对实验室产品质量评价技术要求做对应性完善。
本文所述工作得到了国家UDRC/UNDP/GEF中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯项目及项目办的支持，也得到了国家高技术研究发展计划2011AA03A113课题和国家科技支撑计划2011BAE01B17课题的支持，在此一并表示感谢。