14款 5W LED球泡灯深度评测
摘要: LED照明产品进入百姓生活的先锋,是LED球泡。然而号称节能、耐用、长寿、无害的LED球泡,呈现在老百姓面前时,却是鱼龙混杂、良莠不齐,用户对LED球泡的选择难免无所适从。
一前言
LED照明产品进入百姓生活的先锋,是LED球泡。然而号称节能、耐用、长寿、无害的LED球泡,呈现在老百姓面前时,却是鱼龙混杂、良莠不齐,用户对LED球泡的选择难免无所适从。
灯品网从市面上随机挑选14款LED球泡产品,测试几个关键应用指标,并且从应用角度做个横向对比,试图给用户一个大概印象。
二选型
由对LED照明技术并不了解的普通员工从市面上直接购买,途径有门市店面、天猫、淘宝、1号店等,全部保留发票。
14款产品均为厂家正式面市的全新标品,标称功率从5W到6.3W,本次评测统归在5W级别。
三测试仪器和软件
分布式光度计:远方GO-R5000,测试产品的电功率、光通量、配光
积分球:远方PMS-80,测试产品的光色参数
频闪测试仪:远方 LFA-2000,测试产品的频闪参数
照明分析:Lighting Analysts AGI32 V2,计算模拟产品的照明效果
四产品身份
由于不同厂家的型号标注方式相差极大,且有些产品内外包装均无型号,故本次评测首先就碰到了无法验明正身的问题。为了行文方便,本评测首先为参评产品起了简化名称,如表格 1。
表格 1 产品简化名称对照(以字母和拼音排序)
五产品照片
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六分项评测
1、产品信息
1.1 定义
包装信息应该包括型号、额定功率、光通量、相关色温、显色指数、适用电压/频率、灯头类型、平均使用寿命、节能描述以及其他一些厂家认为有必要的信息。
另外包装盒自身的用料、印刷、结实程度等也予以考虑。同时也会考虑针对中国 市场的信息适用度。
1.2 评分标准:15项,满分15分
a)型号、额定功率、光通量、相关色温、显色指数、适用电压/频率、灯头类型、平均使用寿命、节能描述清晰明确的每项1分,模糊不清的酌情扣分,缺项0分,电压等致命错误倒扣1分。
b)其他指标若有两款及以上产品有标注的,则按每项0.5分予以计分。单独一款产品所列的指标或一些标注不予考虑。
c)如果包装盒上另有对用户有用的信息,酌情在1分范围内增加评分。
d)包装盒本身的质量虽然无关产品的最终使用,但我们认为对产品的保护意义也是需要考虑的,故在1分范围内做出评价。(得分情况见表格2)
1.3 实测数据
表格2 包装信息完整度
2、光通量和光效
2.1 定义
a)照明产品有多亮,这是由产品的总光通量来决定的,光通量的单位是流明lm。
光通量=光能效×总耗电
b)照明产品有多节能,这是由产品的光能效来决定的,光能效的单位是流明每瓦,lm/W。简称光效。
光能效=实测总光通量/实测总耗电量
2.2 评分标准
灯品网认为LED球泡的光能效如果低于60lm/W,算是不及格,给予零分。在60lm/W以上的,以100lm/W为基数给予评分。超过100lm/W的,灯品分可超过100分。
灯品网测试了14款产品的光通量和光能效,参见表格3。为了保证横向比较的准确性,都在球泡燃点20分钟时读数。
2.3 实测数据
表格3光效(按照光效从高到低排序)
2.4 分析
对于一般用户来说,照明产品到底有多亮是个最直接的问题。在传统的白炽灯时代,我们习惯于通过瓦数来决定是否合适自己所需,因为白炽灯的发光效率大体相差不大,多少瓦灯泡就能够发出多少流明的光通量。但是,LED时代,由于大量新指标的加入,瓦数无法表达实际发出的光通量,所以仅问多少瓦实际上没有意义了。
由于消费惯性,用户购买LED照明产品时还是常常问多少瓦,这就给有良厂家带来困惑,某种意义上也给无良厂家带来了商机。
a)从光通量绝对值来看,IKEA-6以431.39lm摘取桂冠,而嘉铭-5则以可怜的228.13lm垫底,几乎只是排名最高的IKEA-6的一半略强。当然IKEA-6自身的标称功率较高,仅从总光通量的指标看,占了一些便宜。不过同样标称6W的源明丽-6以368.01lm排在其他6款标称5W的产品之后,有点意外。
b)对光通量绝对值进行排名是没有什么意义的,我们更关注的是同样的耗电量能够出来多少光,也就是光效。光效是表示照明产品是否节能的主要指标。
在一些厂家的宣传语里,我们经常看到诸如“比白炽灯节能90%”之类说法,其实这个说法是否成立取决于产品本身的光效达到多少。
常见白炽灯最低光效也在10lm/W以上,如果LED球泡光效达到100lm/W,比白炽灯节能90%的说法勉强成立。而上表中60lm/W左右的产品如果宣称节能90%显然是误导消费者了。
从光效来看,GE-5以91.35lm/W雄居榜首,而雷士-5、水晶-5、华强王-5和超炫-5四款紧随其后进入80lm/W级别,而欧普-5、本邦-5、Philips-5和东芝-5四款虽然不到但也接近80lm/W,都属于比较节能的产品。IKEA-6以下5款产品仅仅处在60lm/W的级别,大约相当于普通节能灯的水平。
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3、相关色温
3.1定义
相关色温:我们的现实世界里,没有纯正的白色,白色都是由RGB三色构成的,几乎没有任何人工创造的光源能够精确地落在太阳光那样特定RGB比例的一个点上,所以人们就划分出一些区块,在同一个区块里面的都称为某个色温段的白光,这就是相关色温,它是一个区块,而色温只是理论上的一个点。平常我们交谈的所谓色温,大都是指相关色温,本文后面也一样。
白炽灯时代,大家并没有注意色温问题,因为各厂家出品的白炽灯色温基本一致;节能灯时代,色温差已经造成一些困惑,比如在节能灯环境下拍照有时候发现照片偏色了。
到了LED时代,色温更加丰富,简直相当于从黑白照片时代进入彩色照片时代。
从物理层面解释色温比较复杂。通俗地说,从眼睛的感知角度,色温越低,看起来越温暖,色温越高,看起来越清冷。我国最新标准色温的标称分段是2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、6500K。
在家居照明中,色温的分段可以相对简单一些,所以市面上有所谓“暖白”“正白”“冷白”“日光”等说法。各家对上述色温段的名称的定义不完全相同,给用户造成一些困惑。本评测还是根据通用色温段的定义来行文。
3.2 评分标准
色温高低本身并无优劣之说,只要适合环境和心情,哪种色温都可以接受。不过,对LED照明产品来说,色温对光效有着显著的影响。
一般来说,在一定范围内,色温越低,光效也越低;色温越高,光效也越高。从而可以简单推断,如果购买相同的光通量,则色温低比较昂贵,色温高比较廉价。
正是考虑到色温对光效的影响,本评测对色温也给予评分,否则相对廉价的高色温光源将在光效和价格方面占有太多优势。
指标设置上,首先根据色温高低给予台阶式分值(该分值来源于对世界上主流LED厂家的产品数据统计,参见”光效与色温关系的简单阐述”),以2700K为基准100分;其次根据实测色温值与标称色温值之间的偏差百分比进行减分,非数值标称根据实测值进行色温归档。
3.3实测数据
表格4 相关色温(按实测色温从低到高排序)
3.4分析
a)14款产品的相关色温基本上落在标准色温段上,色温差绝大部分在5%以内。
b)嘉铭-5在其包装盒上标注光色时有两个选项:白光、暖白光,用手工在白光前面的选项框内划了一道斜杠。按照一般的包装盒标注方式,这种做法视同选择了“白光”。但实测2909K,应该属于暖白光的范围。此项差异已经在第一项《产品信息》中扣分,此处将其归档在3000K,不再扣分。
c)源明丽-6标称色温3000K,实测3292K,偏离范围接近10%,是本次评测偏差值最大的。
d)华强王-5在其内外包装盒上均找不到任何有关相关色温的标注,实测6725K,推测其标称色温段应该是6500K。一般来说,6500K色温现在很少被采用在家居环境中。它是本次参评产品中唯一一款落在家居照明非推荐色温段的。据此,色温方面给予零分。
4、光色
白炽灯时代,大家并没有注意光色;节能灯时代,光色其实已经影响到用户的感受,只是大家缺乏必要的知识,略略有所困惑。到了LED时代,光色指标其实已经非常显著地影响了光环境的品质。需要非常注意的是,我们在这里所谈的光色,是指白光的光色指标,而不是彩色光的色彩。
咱们任何一个人不见得都了解非常高深的色彩学术语,但这不妨碍咱们非常直观地感知色彩。关于光色其实也一样。我们下面将用最通俗的语言提到几个难懂的术语,普通读者觉得闹心的,直接略过便是。
4.1 定义
a)色温:
人类对白光的理解来自于太阳光,可是中午的太阳光与傍晚的太阳光看起来明显不同,貌似中午的白晃晃很正点,傍晚的金灿灿很温暖。人们于是想出用冷热来表示白光的品相的办法,产生了色温这个说法。色温低的白光看起来很黄很温暖,色温高的白光看起来很蓝很清凉。
b)相关色温:
我们的现实世界里,没有纯正的白色,白色都是由RGB三色构成的,几乎没有任何人工创造的光源能够精确地落在太阳光那样特定RGB比例的一个点上,所以人们就划分出一些区块,在同一个区块里面的都称为某个色温段的白光,这就是相关色温,它是一个区块,而色温只是理论上的一个点。
平常我们交谈的所谓色温,大都是指相关色温,本文后面也一样。
c)色品坐标:
每种光色都是可以在一个色度系统中找到自己的坐标的。比起相关色温,色品坐标值可以精确地描述光源的光色。相关色温是一条线,而色品坐标是一个点。
d)色容差:
色容差是光源的色品坐标与其标称值的参考坐标之间的距离(当然不是简单的拿尺子去量)。
色容差有两种表现,一种是某特定照明产品实测的光色与其标称值(根据相关色温确定)的偏差,另一种是同一批多个单品之间的光色偏差。
对于普通用户来说,可能更关注后者。因为没有对比的话,与标称值的偏差是会被人眼适应的。但是当在同一个场所用了不止一只LED球泡,如果它们各自都有较大色容差且是反向的,就可看出它们之间的色差,这个用户接受起来不容易。
当然有个特殊情况,比如某产品的色容差很大,但其偏差一致性很高,放在一起点亮了,彼此之间没有任何色差,这从使用的角度来说,倒也不是致命的问题。
话说回来,如果厂家有这样的品质控制能力,则他们的产品本身就不该有那么大的色容差了。尽管单品之间的色差对用户影响更直接,但不太好评价,且后者的根源在于前者,所以一般测试的数据都是指前者,即光源与其标称色坐标之间的偏差。
e)色纯度:
从波长的角度来评价光源的光色与其标称值之间的吻合程度。色纯度越高,越接近标准值。对于一些对色彩敏感的人群或工作来说,光源的色纯度是需要考虑的指标。
f)色比:
指的是白光中红绿蓝三色的构成比例,大致来说,色温低的,红光比重大些;色温高的,蓝光比重大些。
由于蓝光对人眼的害处较大,所以尽量找蓝光成分少的光源来使用吧。评价光源的色品是否纯正,我们需要了解CIE 色度图。
4.2 评分标准
按照规定,室内照明产品的色容差不得超过5SDCM,人员不长期停留的场所则放宽到7SDCM。考虑到此前有关色容差的标准没有正式出台,本评测对色容差小于或等于7SDCM的产品按照最低60分起算,而对色容差大于7SDCM的产品按照最高60分起算,15SDCM(本次实测最大值)则做零分处理。
4.3实测数据
表格5 色品坐标和色容差(按色容差从小到大排序)
4.4 分析
色容差大于7SDCM人眼能够非常明显辨别出来。
表格6 色纯度和色比(按照色纯度从高到低排序)
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5、显色指数
5.1 定义
显色指数是光质量的极为重要的一个指标,它表示光线对物体的本身色彩的还原能力。一般显色指数是光源对物体色彩的综合性还原能力指标,而R9特别表示对红色的还原能力。
之所以单独提出R9特别表示对红色的还原能力,是因为LED光源往往在还原红色的时候力有不逮,比白炽灯有较大差距,所以需要特别考察。
显色指数是个比较抽象的概念,普通消费者对此没有更深的理解。在此我们打个通俗的比方:太阳光的显色指数是100,物体在太阳光下的色彩就是其本身的色彩;换成灯光下,如果灯光的显色指数是90,表示物体的色彩能够还原90%的程度。
显色指数对产品的价格是有不小影响的。
我们都很理解97号汽油价格与93号汽油价格不同,因为油号不同其品质不同。但往往在购买灯具光源时忘了显色指数等关键参数,这就可能“无视”光质量对售价的影响,对厂家是不公平的。买家不提显色指数,厂家恐怕没必要非拿高显的给你,偷着乐还来不及呢。
如果有些有良厂家把买家不关注的显色性做得好好的,买家却非要拿低显的价格去砍,厂家恐怕只能摇头叹气了。用户的素质决定了产品的素质,此言不虚。
5.2 评分标准
最新标准对LED灯具一般显色指数的要求是不低于80,R9则不低于0。据此,显色指数低于80的本应给予零分,但这样会使得低于80的几款产品之间无法体现出优劣。
故本评测的评分规则确定如下:
显色指数高于80的,按照最低60分起算;
低于80而不低于60的,按照最高60分起算;
低于60的给予零分。
5.3 实测数据
表格7 一般显色指数(从高到低排序)
5.4 分析
a)IKEA-6的一般显色指数超过90,R9达到50以上,其光色质量相当高,成为参评14款产品的王者。
b)从序号2到序号8的7款产品其一般显色指数都超过80,符合国家标准,麦辉-5和华强王-5也接近80。
从序号11开始以下4款产品则明显有差距。其中源明丽-6和本邦-5过了60,但本邦-5的R9呈现负值,而嘉铭-5、郎硕-5一般显色指数都没有达到60这个本次评测的最低限值。
6、照明效果
照明效果含义相当广泛,本评测中所谓的照明效果是指灯泡点亮之后的视觉感受。考虑到球泡灯本意是作为普通白炽灯或节能灯的替代品,所以在评价灯泡的照明效果时,我们还需要考虑一个特殊情况,那就是:
如果直接用LED球泡替换现有灯具中的普通白炽灯或节能灯,一般来说要求灯具整体的照明效果不变。
因此,对LED球泡的配光要求应该越接近于白炽灯越好。当然,原来的灯具配用白炽灯不一定就是最佳设计状态,而且如果要LED球泡在特殊应用场合发挥作用那是另外一回事。
6.1 定义
配光是指光源或灯具在不同方向上光线的分配情况,配光本身没有好坏之说,只有针对某个应用是否合适之说。对于球泡来说,其配光情况比较简单,我们就以光线的范围和方向是否合理、光线在球泡水平线上下的分配比例来衡量。
视觉上的效果与客观上的光通量分配我们给予的权重分别是70%和30%。
6.2 评分标准
如果要谈到整体照明效果,由于灯具和房间形状等因素各不相同,实际照明效果就非常复杂,超出本文的范围。所以下面我们假设用一只灯泡作为照明灯具,通过计算机模拟计算来展示参评14款产品的实际照明效果。
为了客观比较,我们采用计算机对14款产品在完全相同的环境条件下进行精确模拟。除了视觉感知,还在房间五个面的几何中心设置了计算点,标出这些点的照度值。房间为3米立方体,墙面为50%灰度。
灯具悬挂在距离地面2米处的房间中心点。下面展示的模拟图,明暗不考虑墙面的反射,但照度考虑了墙面的反射。为了接近人眼的特性,图面明暗是幂法则关系而不是线性关系。有关人眼特性的非线性,请参考有关文献。
6.3 实测数据
表格8 照明效果(按产品简称排序)
6.4 分析
a)本邦是所有参评产品中光线向下最集中的一款,从模拟图上可以看到光线几乎都集中在光源的水平线以下,类似于定向照明产品。如果考虑到光照氛围,这种光分布是不太合适的。当然作为筒灯来使用倒也不错。
b)华强王-5是最接近于传统白炽灯造型的,但是光的分布却并不接近。虽然总体来说上射光通比最高(接近50%),但该指标得益于水平方向的光过多,而正下方的光过少,地面照度13lx是参评产品中最低的。给予3分。
c)嘉铭-5采用透明罩,裸露的5颗LED直接入眼,对眼睛刺激很大。在房间各面的照明效果是所有产品中最差的。某种意义上,这样的光学处理是不适合球泡的,0分。
d)源明丽在外壳底部磨砂面上有镂空LOGO,些微光线从镂空处透出来,在下方非常小的角度上可以直接看到LED表面,这个做法多多少少影响了其效果得分。
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7、闪烁
7.1 定义
闪烁对眼睛造成直接影响。这反映在两个方面:一个是直观的,人眼直接感知到亮度的快速变化(比如廉价的采用电感镇流器的日光灯管)从而引起眼睛疲劳,另外如快速运动的物体可能在一定的闪烁频率下呈现缓慢运动甚至静止、倒退等现象(如电风扇叶片),也称作频闪效应。
另一个是非直观的,我们看不到光的闪烁,但视网膜实际上一直在随光的闪烁而快速工作并刺激大脑,这就可能导致头痛、眼睛疲劳等现象,这可以称作生物效应。
研究表明,100-150Hz恰恰就是不可见却可感知的频率段(Steven Keeping:Characterizing and Minimizing LED Flicker in Lighting Applications)。
从闪烁方面来讲,现有LED球泡常见的情况大概有三种(成本上逐次降低):
第一种是采用高速开关电路,球泡内部工作频率在几十KHz的级别,人的眼睛完全无法感受到光的闪烁,闪烁的生物效应也比第二种降低50%以上。
第二种是采用简单的阻容降压电路,内部工作频率100Hz,人眼几乎感知不到闪烁,但摄像机照相机等如果快门在1/50s以上是会直接受到影响以至于物体拍不完整。
第三种是采用AC-LED,直接工作在市电的50Hz的正弦波下,虽然都会在内部设计成正负向都能点亮,貌似也到了100Hz,但LED跟白炽灯的钨丝不同,只有当电压绝对值到了一定高度才能点亮,所以实际上熄灭的时间比例不低,眼睛可以感知到光的闪烁。
读者看到这里可能会提出,以往普通灯泡都是50Hz市电供电的,为什么没有提到频闪问题呢?这是因为普通白炽灯是受热发光的原理,正相电点亮发光,到零点不可能马上冷却下来,光还能维持一小会儿,而接下来负相电又重新点亮灯丝,所以眼睛的闪烁感很微弱。
而LED发光是瞬间的事,来电瞬间发光,断电瞬间熄灭,没有光的残留,这跟普通灯泡不一样,所以闪烁问题就被提出来了。
评价闪烁的指标叫做闪烁指数,它反映闪烁的强烈程度。根据目前研究成果,闪烁指数不适合用来评价非视觉的生物效应。单单一个闪烁指数还不能够完全反映光源对人眼睛的实际影响,需要结合另外一个指标即光源的内部工作频率,它反映闪烁的快慢程度。
如果闪烁足够慢或者足够快,人眼很难感知到,那么谈论闪烁的强烈程度高低也就变得没有意义(比如白天与夜晚的强度相差非常大,但频率太低了,没有影响)。
本次评测没有对参评产品进行拆解后的深度分析,故对其内部工作频率只是简单的分档。几十KHz的标为高,100Hz的标为中,50Hz的标为低。
7.2 评分标准 闪烁指数FI低于18%的,属于不可感知级,定义为100分。
7.3 实测数据
8、电功率
电功率这个问题大家很在意,同时也很不在意。所谓在意,是指大家购买球泡的时候第一个问题就是多少瓦;所谓不在意,是指大家可能往往忽略了产品的功率因素,认为这个跟咱私人没有什么关系。
8.1 定义a)功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。
通俗地说,功率因素直接影响到家庭装修时电气线路的设计。同样功率的设备,功率因素越低,电能损耗越大,要求的线路直径越大(当然成本也就越高)。
如果往大了说,大型电网功率因素越低,电能的传输效率越低,电网上跑的电流损耗越大。
往小了说,一个家庭也相当于一个小电网,如果灯具还有其他用电设备的功率因素低,那些隐藏在暗处的电线就要白白承受更多的负载,很容易导致电线过热甚至酿成事故。
b)有功功率一般就是厂家标称的额定功率。
c)视在功率则是在电气线路设计的时候需要考虑的负载容量。
二者之间越接近越好。
8.2 评分标准
根据国家最新标准,5W及以下的光源无论何种情况,其功率因素不得低于0.5。5W以上的,其功率因素不低于0.9。
8.3 实测数据
8.4 分析
a)IKEA-5标称功率才5W,但功率因素也接近0.8,相当优秀。
b)功率因素最低的华强王-5标称功率5W,实测4.37W,但是视在功率达到接近15W,这意味着买了这么一只灯泡回家,线路要按照15W标称功率来考虑,即使线路按照标称功率三倍余量来考虑,也是可能会跳闸的。
9、售价
价格是个直观的问题,却又是一个极为复杂的问题。非LED的光源,我们早就适应了每个灯泡多少元的标价习惯,但LED的出现使得问题变得非常复杂,主要是每个光源发出的光通量、光的质量都可能大异其趣。
现在国际上通行的标价方式是每千流明价格,也就是说把光源的光通量都折算成1000lm,然后计算1000lm的购买价格。千流明价格无视光源本身功率大小的区别,相对于以多少瓦计算更合理,但还是无法考虑光质量的区别。
不过在没有更合理的标价方式之前,我们也沿用千流明价格的方式进行对比。
9.1 按实际购买价排序
9.2 分析
14款产品的绝对购买价格相差很大,不考虑功率、光通量、光质量的差别,最便宜的华强王-5仅9.5元,而最昂贵的东芝则达到83元,相差接近9倍。
9.3 按千流明价格排序
9.4 分析
a)以千流明价格为衡量标准,华强王再次夺冠。如果不考虑其他光学质量因素,华强王无疑应该是性价比之王。
b)东芝同样还是高高在上,无疑对其整体性价比有很大的制约。
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七总结
对LED球泡产品进行评测,目前还没找到权威的权重依据。灯品网提出自己的权重模型。
权重模型有两种,一种是灯品网编辑模型,另一种是百姓模型。灯品网编辑模型是本站照明设计师、LED产品工程师、工业设计师、电气工程师、照明检测工程师和记者共同讨论的结果。
百姓模型是针对100位普通消费者(包含一定比例的照明从业者)所作的简单调查结果。
1、权重模型
根据灯品网权重,得出综合排名如下:
2、百姓权重模型
根据百姓权重模型,得出综合排名如下:
很明显,百姓模型更注重价格和品牌。由于品牌本次评测无法给出具体分值,其权重分摊到其他指标上。
关于很重要的一个指标即使用寿命,本评测没有提及,LED照明产品寿命的定义非常复杂,而且LED照明产品的寿命周期的测试即使历时6000小时,也只能得出推断性结论而不是实质性结论。
此外,绝大部分LED照明产品的物理寿命都超过了产品的实用寿命,比如一个LED灯泡物理上的推断寿命是20000小时,按照每天3小时的使用时间,可以用18年。
然而,18年内使用同一只灯泡而不改变的几率很小:房间重新装修、灯具更换导致光源可能不适用了、18年内LED技术的发展使得现有的LED球泡节能方面已经不合算了、LED本身没坏但是其中的塑料件老化了……
从用户实际购买行为来说,品牌的考虑是很重要的一点。本评测无法对品牌进行评价,故所给出的灯品分并不包含品牌影响力。读者根据自己的价值判断完全可以重新建立自己的评价权重。本评测如果能够在每个单项指标上对用户提供一些帮助,则目的已经达到。
为了使得我们的评测更接近消费者的习惯思维,敬请读者猛戳这里提供你心目中的LED球泡各指标权重值。
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