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近日,深圳市照明與顯示工程行業協會發布了《2022中國教育照明行業白皮書》,白皮書對2018-2022年中國學校教室采光與照明改造(合同百萬級)情況進行了分析。
1、上下游產業鏈組成
教育照明行業的上游由結構部件,電氣和光學部件等組成,中游由教育照明設備制造和教育照明控制系統制造及配套軟硬件產品制造和服務組成,下游是整燈以及配套系統終端應用場景。

圖3??中國教育照明行業產業鏈示意圖
2、上中下游部分參與企業代表
上游光源有旭宇光電、木林森、易美芯光、聚飛光電等企業,驅動電源有正遠科技等企業;中游教育照明設備制造有立達信、興特能源、三雄極光、雷士照明、木林森等企業,照明智能系統服務有立達信、利爾達、興特能源、三雄極光、紫光照明等企業;下游應用于學校教室、校外培訓機構教室、圖書館等領域。

圖4??中國教育照明上下游產業鏈圖譜
中國教育照明行業上中下游產業鏈中游分析
教育照明行業內企業提供的主流產品分類主要分為教室照明燈具以及基于物聯網技術的智能控制系統及配套軟硬件產品,除此之外,還包括學生居家期間學習使用的讀寫作業護眼臺燈產品。
常見的教室照明燈具包括在學校及校外培訓機構、圖書館等的教學場所學校應用場景使用的護眼教室燈、護眼黑板燈、護眼面板燈等產品。
當前,立達信、雷士照明、三雄極光、佛山照明、木林森、興特能源(光之力)、福凱股份、視康照明、晶宏照明、勤仕達照明、煜明股份、日上光電、電牌照明、科通電子、樂銷照明等室內照明燈具整燈產品廠商在學校教室照明燈具(教室燈、黑板燈、面板燈)上已經在市場上推出各具特色的第四代LED護眼燈具產品;
常見的基于物聯網技術的智能控制系統及配套硬件產品包括電動窗簾電機、環境監測器、終端控制器、情景控制面板、投影機控制模塊、各類傳感器、光環境區域管理器、光環境觸摸控制器、智慧校園管理平臺等。
當前,立達信、三雄極光、利爾達、興特能源(光之力)、福凱股份、視康照明、晶宏照明、藍景光電、紫光照明、孜睿光電等廠商已經在市場上推出各具特色的基于物聯網技術的智能控制系統及配套軟硬件產品。
帝狼光電、興特能源、沃生照明、三雄極光、紫光照明、煜明股份等企業已經在市場上推出各具特色的讀寫作業護眼臺燈系列產品。
教育照明行業內企業經營包括研發、生產、銷售等環節。目前,行業內企業主要的經營模式主要包括OEM、ODM、OBM等。
表34??中國教育照明制造企業經營模式種類及介紹

行業內企業生產模式主要分為自主生產模式和委外加工模式。
表35??中國教育照明企業生產模式介紹

中國各級各類學校教室照明改造開展方式主要分為政府主導、用戶主導(民辦學校)、企業主導以及非政府、非學校用戶、非企業第三方主導(比如慈善項目、試點示范)四種方式,當前階段以各省市政府主導方式開展為主。
在各省市政府主導方式為主,其他方式開展為輔的市場環境下,各省市的教育局/體育局等部門通過財政專項資金為公辦K12教育階段學校進行公開招投標采購,教育照明行業內企業可通過各省市的政府采購官網、中國政府采購網等官方網址挖掘市場需求;對于民辦學校主導方式下,學校照明燈具等貨物采購時由民辦學校用戶出資,一般在用戶官網進行公開招標,教育照明行業內企業可通過學校官網挖掘市場需求。
根據市場需求,照明行業內企業聯合經銷商以及代理商等群體共同參與中國各級各類學校教室照明改造,并根據招標、競爭性磋商、競爭性談判等方式獲得項目合作機會。
表36??中國教育照明行業企業主要銷售模式

對于常見的經銷商/代理商合作模式,常見的合作群體有不同省市和地區的市政工程企業、景觀綠化企業、教學設備制造商以及整體解決方案供應商或集成商等。從合作內容上看,第一種是照明燈具廠家負責提供質量良好的照明燈具和解決方案,經銷商/代理商負責安裝、施工、售后等服務,這種模式優點是分工明細,燈具企業負責保障燈具的質量,不需要在各省市各地區配置更多的施工和售后人員。經銷商/代理商負責設計、施工、安裝以及售后服務,具有靈活性和專業性;第二種模式是代理商/經銷商只負責投標,剩下的環節廠家負責。該模式下設計、安裝、實施工程、售后服務等由燈具制造企業負責,在整體質量上更具保障性,不足之處在于燈具廠家需要組織專業的工程隊伍進行設計、施工和及時的售后服務。
教育照明行業內企業的核心技術包括教室燈、黑板燈、智慧教室等核心技術。從這些核心專利近十年申請和授權數量變化來看,中國教育照明行業內企業已經具備充足的核心技術儲備,并處于國際領先地位,其中廣東省、福建省、浙江省、江蘇省、上海市、安徽省、山東省、四川省、河南省、北京市等地區的企業居多。
從產品的角度上看,教育照明行業內企業重要的核心技術包括偏光結構設計與勻光創新技術(含高均勻度黑板照明技術、超短距離防眩照明技術、低藍光低眩光黑板照明技術等)、高品質LED光色調控與性能提升技術、高光效深度防眩技術、聲光一體化教室燈開發技術、高效高穩定性高可靠性電源控制技術(智能驅動芯片設計技術、驅動電源高可靠性技術、驅動電源高效率轉換技術等,尤其無頻閃恒流電源控制技術、多模態多協議智能電源控制技術“等創新技術),通過掌握這些核心技術,教育照明行業內企業可以生產出無頻閃、低藍光無危害風險、光通量高、高光效、使用壽命長、智能化的教室燈、黑板燈等教育照明產品。
為提高黑板面照度均勻度,教育照明企業開發了高均勻度黑板照明技術。使用該技術的黑板燈采用條形結構,透鏡采用小光束角偏光技術,透鏡外折射面采用自由曲面設計提高透光率及中心光照強度,實現定向照明及均勻性完美融合。匹配透鏡發光形式的LED非線性排布技術,減少了光源的使用量同時滿足黑板表面高照度均勻性要求。
為滿足眩光值要求,教育照明企業設計黑板燈時采用超短距離防眩照明技術。該技術針對黑板不同區域,采用局域控光技術,設計兩種或兩種以上的不同出光角的透鏡組合,實現黑板的超短距離照明,達到黑板表面高照度均勻度的照明效果。針對黑板平行的方向,透鏡設計上對大大角度光線進行抑制處理,有效解決了該方向上對授課者的眩光。
為了降低黑板面藍光和眩光值,教育照明企業開發了低藍光低眩光關鍵材料技術。通過對導光板的表面微結構與納米防眩材料處理技術的研究,不僅在導光板上實現了非對稱偏光使得黑板表面具有極高照度均勻度而且實現了燈具低藍光危害,并通過防眩板微結構的研發技術最終實現了低眩光低藍光危害的教育照明。
傳統白光LED是以單藍光芯片激發黃色熒光粉形成,其存在嚴重的光譜分布缺失以及嚴重的藍光溢出,與太陽光光譜相差甚遠,可能對眼睛有較大的傷害。在教育照明LED封裝器件選型中,優選高品質LED光源,通常采用兩種及以上不同主波長的藍光芯片激發綠、黃、紅三種及以上熒光粉,或紫光芯片激發藍、青、綠、紅等多基色熒光粉等;利用多基色LED模擬自然光的技術方案,結合智能可調的電源控制技術,通過調整紅、綠、青、藍等多基色LED顏色的占比,優化LED光源輸出光譜,補齊缺少青光及長波紅光部分光譜,從而獲得非常接近太陽光光譜的白光LED,可實現了顯色指數Ra>95,R1~R15均大于95,且與太陽光譜擬合度>90%的無藍光危害的類太陽光譜LED光源,有利于視力健康,特別適用于教育照明領域,為學生提供可長時間用眼的健康的光環境。
眩光容易引起視覺疲勞,分散注意力以及引起厭惡或者不適等問題,在教室環境下必須嚴格控制眩光。但傳統的方格柵在降低眩光同時也會降低出光效率,造成整體環境偏暗等問題。通過開發微結構防眩導光板技術、多邊形格柵光學防眩技術等高光效深度防眩技術,結合先進的表面處理技術,使格柵板具有更高的出光效率,還能夠精準的控制光線的出射角度和方向,抑制60°以上的大角度光線,從而模擬出在自然界中的光從四面八方反射后進入人的雙眼的效果,避免多余的光線直射學生的眼睛,有效延緩視覺疲勞。同時,通過篩選全反射、高透過率光學材料,在控制眩光的同時,提升出光效率。
智慧照明已應用于教育照明領域,聲光一體化教室燈開發技術可以實現多設備聯動。將音頻控制裝置通過其背板整體安裝于燈體上,進而實現音響本體、燈體及音頻控制裝置三者固定安裝于一體,使用時通過無線控制裝置向無線接收件發送播音信號,電路板組件將該播音信號處理后控制音響本體產生對應的聲波,進而實現播音與照明的一體化。
驅動電源是教育照明產品的核心部件,智慧教育照明產品通常會使用智能驅動芯片。有的教育照明企業已開發出智能驅動芯片設計技術,該技術為設計智能驅動芯片中的核心技術模塊,包括:①提供了一種可控硅調光器加權控制方式,能夠減少調光器運行的電流需求②實現在智能驅動芯片中集成低功耗核心③設計一種內置低調光時快速啟動機制,通過上述設計技術,能夠在降低發熱的同時提高整機效率,實現智能照明產品在低調光時的快速啟動。此外,該技術還提供了設計一種超低功耗20uW交直流電壓轉換器,能夠實現無補償環路、內置電壓感測,實現內置逐周期電流感測,大幅降低封裝尺寸,易于智能驅動芯片的設計。
LED驅動電源的壽命又是決定LED照明燈具壽命的關鍵因素之一,因此可靠性是LED驅動電源首要解決問題之一。
LED驅動電源的高可靠性技術主要包括:通過采用先進的電路技術、嚴謹的可靠性設計(包括可靠性分配、可靠性預計、冗余技術、漂移設計、故障樹分析和FMEA分析、元器件降額設計、熱設計、電磁兼容、方案與設計評審等),提升產品的可靠性設計水平;采用先進的制造組裝工藝和檢測技術,提升防水效果、降低制造缺陷;采用高防雷技術,提升產品的抗雷擊性能。
轉換效率是電源產品的關鍵技術指標之一,提升電源轉換效率的技術路徑主要是采用低損耗功率變換電路技術以及相應的驅動、控制電路或軟件實現高轉換效率。目前行業主要采用同步整流技術和軟開關技術來實現高轉換效率。同步整流技術運用功率MOS管低內阻的特點,同步替代二極管整流,大幅降低導通損耗。軟開關技術通過諧振技術使功率開關的電壓或電流在開通或關斷前下降為零,從而減少開關損耗以提高開關工作頻率和提高功率轉換效率,提高電源的功率密度或者改善EMI特性。
有無頻閃不是評判LED驅動電源優劣、可靠性和質量的依據,它只是使得照明產品的光品質更健康。所以,要實現LED照明產品的無頻閃,根本在于LED驅動電源的方案設計。LED護眼燈照明產品,采用AC~DC的直流恒壓或者恒流電源驅動,光源本身并不會對頻閃特性造成影響。輸出的光照有無頻閃,取決于LED驅動電源的設計方案。目前技術背景下,實現無頻閃的技術途徑有: 被動PFC+填谷電路、采用兩級方案,主動PFC校正+反激式轉換器、無PFC校正的BUCK電路、LED電源DC端串聯去紋波(無頻閃)專用IC以及LED電源DC端串聯線性恒流電路五種方案,LED電源DC端串聯線性恒流電路讓無頻閃恒流電源控制技術在LED護眼燈具中使用。
通過設計一種無線智能可擴展驅動電路技術,它包括整流濾波模塊、LED隔離驅動模塊、無線收發模塊,該LED隔離驅動模塊包括變壓器及驅動芯片,該變壓器包括初級繞組和用于向LED光源供電的次級繞組,該初級繞組上設有第一副繞組,該第一副繞組用于給該無線收發模塊供電,該無線收發模塊用于接收信號并將該信號發送該LED隔離驅動模塊;其中,無線收發模塊也可等同替換成Zigbee模塊、藍牙模塊、Z-Wave模塊、NB-IOT模塊、LoRa模塊和4G通訊模塊、5G通訊模塊中的一種或幾種,實現多功能多模式控制LED驅動電路,具有整體效率較高的優點。在此基礎上,將調光控制模塊進一步升級為結構簡單、驅動效率更高的LED智能調光控制模塊,它包括AC/DC整流模塊、MCU控制單元、DC/DC變換器,該AC/DC整流模塊包括控制器,該MCU控制單元與該DC/DC變換器連接,該MCU控制單元還與該控制器連接,該控制器根據該控制信號調整該AC/DC整流模塊輸出給該DC/DC變換器的電壓,從而確保該DC/DC變換器兩端的電壓在預定值之內,解決了現有單一驅動模式存在的調節性能差,顏色保真效果差和調節困難等問題,為高品質LED健康照明產品提供核心部件,具有智能化控制簡單、電源效率高,光色品質好等優點。

圖5??2022年中國教育照明行業內主要企業地域分布
備注:僅包括為學校教室提供室內照明的護眼燈具產品和智能控制系統的生產制造企業,不包括護眼臺燈生產制造企業
其中珠三角地區生產制造第四代LED護眼照明燈具代表企業包括廣東三雄極光照明股份有限公司(三雄極光)、惠州雷士光電科技有限公司(雷士照明)、深圳市興特能源科技有限公司(興特能源)、佛山電器照明股份有限公司(佛山照明)、深圳日上光電有限公司(日上光電)、TCL華瑞照明科技(惠州)有限公司(TCL)、深圳市超頻三科技股份有限公司(超頻三)、中山市木林森健康照明科技有限責任公司(木林森)、深圳福凱半導體技術股份有限公司(福凱半導體)、惠州市西頓工業發展有限公司(西頓照明)、廣東樂銷照明科技有限公司(樂銷照明)、廣東爾漫照明有限公司(爾漫照明)、廣東視康照明科技有限公司(視康照明)、深圳市晶宏照明有限公司(晶宏照明)、廣東雪萊特光電科技股份有限公司(雪萊特)、廣東基地照明有限公司(廣東基地照明)等企業,護眼照明燈具+物聯網技術的智能控制系統及配套軟硬件產品整體解決方案代表企業有深圳市興特能源科技有限公司(興特能源、光之力)等企業;
閩南地區生產制造第四代LED護眼照明燈具代表企業包括廈門立達信照明有限公司(立達信)、廈門市捷能通光電科技有限公司(捷能通)、廈門市朗星教育科技有限公司(廈門朗星)等企業,其中廈門立達信照明有限公司(立達信)也是能提供“護眼照明燈具+物聯網技術的智能控制系統及配套軟硬件產品”整體解決方案的代表企業之一。
長三角地區護眼照明燈具代表企業包括浙江凱耀照明有限責任公司(凱耀照明)、歐普照明股份有限公司(歐普照明)等企業,護眼照明燈具+物聯網技術的智能控制系統及配套軟硬件產品代表企業有杭州海康威視數字技術股份有限公司(海康威視)、浙江大華技術股份有限公司(大華股份)、利爾達科技集團股份有限公司(利爾達)等企業。
此外,位于江西省的美智光電科技股份有限公司(美智光電)和江西煜明智慧光電股份有限公司(煜明股份)在最近幾年成長迅速,市場占有率不斷提升。
2018年以來,全中國各地區陸續進行學校教室光環境改造,帶動學校教室護眼燈具和智能控制系統需求快速發展,市場需求呈現“地區不同、需求大、同時爆發”等特點,吸引傳統燈具照明企業、物聯網智能控制系統服務商、整體解決方案集成商、教育裝備制造等企業紛紛參與加入市場競爭,整個行業競爭激烈。
2022年參與競爭的企業主體一共有300多家,其中中標的企業品牌一共100多家,在這100多家品牌中,珠三角、長三角以及閩南地區占據絕大多數,其中這三個地區的20多家企業品牌占據超過一半以上的市場份額,2022年行業CR10為53.8%,較2021年行業集中度上升3.6%,集中度進一步提高。

圖6??2021~2022年中國教育照明學校教室照明護眼燈具及配套系統前十企業行業集中度(%)
備注:1、統計口徑為市場工程中標價格;2、各品牌統計數據來自各省市政府采購官網、政府采購官網

一、中國學校采光與照明發展現狀?
二、中國教育照明行業綜述?
三、中國教育照明上中下游產業鏈分析?
四、第四代LED護眼照明燈具及智慧校園照明系統推廣的背景?
五、第四代LED護眼照明燈具及智慧校園照明系統推廣的意義?
六、中國教育照明行業驅動因素?
七、中國教育照明行業發展趨勢?
八、中國教育照明行業發展的總體建議?
九、推動中國教育照明行業發展的具體措施
一:中國教育照明標準及其相關要求
二:中國第四代LED護眼燈具制造和智能控制系統企業介紹
三:中國教育照明行業內護眼燈具部件制造優秀企業介紹
四:深圳市照明與顯示工程行業協會介紹
2022中國教育照明行業白皮書
統計數據一
圖1 ?2018~2027年中國學校教室LED護眼燈具和智能系統市場及配套軟硬件產品市場規模(單位:億元)
圖2? 2017~2026年中國讀寫作業護眼臺燈市場規模(億元)
圖3? 中國教育照明行業產業鏈示意圖
圖4? 中國教育照明上下游產業鏈圖譜
圖5? 2022年中國教育照明行業內主要企業地域分布
圖6? 2021~2022年中國教育照明學校教室照明護眼燈具及配套系統前十企業行業集中度(%)
圖7? 2016~2021年中國各級各類教育在校學生數量(萬名)
圖8? 2021年中國各級各類學生在校數量占比(%)
圖9? 2016~2021年中國各級各類學校數量情況(所)
圖10? 2021年各級各類學校數量占比(%)
圖11? 學校教室桌面布置示意圖
圖12? 2012~2021年中國教室燈技術專利申請和授權數量(件)
圖13? 2012~2021年中國黑板燈技術專利申請和授權數量(件)
圖14? 2013~2021年中國智慧教室技術專利申請和授權數量(件)
圖15? 近十年中國全光譜LED光源技術專利申請和授權數量(件)
圖16? 2020~2021年間團體標準細分領域及行業熱點分布
2022中國教育照明行業白皮書
統計數據二
表1 ?2018年部分改造合同金額超過百萬級規模項目(單位:萬元)
表2 ?2019年部分改造合同金額超過百萬級規模項目(單位:萬元)
表3 ?2020年部分改造合同金額超過百萬級規模項目(單位:萬元)
表4 ?2021年部分改造合同金額超過百萬級規模項目(單位:萬元)
表5 ?2022年部分改造合同金額超過百萬級規模項目(單位:萬元)
表6? 中國教育照明行業分類
表7? 常見熒光燈分類
表8? 白光LED類型及其原理
表9? 單芯片和多芯片的比較
表10? 全光譜技術要求-全光譜的光譜特性
表11? 全光譜技術要求-全光譜顯色性要求
表12? 實現全光譜健康照明的主要技術介紹
表13 ?2017~2021年期間中國各級各類學校數量(單位:萬所)
表14 ?2017~2021年期間中國各級各類學校教室數量(單位:萬間)
表15? 2018~2025年學校LED護眼燈具和配套系統滲透率假設(%)
表16? 2017~2026年LED讀寫作業護眼臺燈滲透率假設(%)
表17? 教育照明燈具配套創新及代表企業
表18? 消毒殺菌、凈化空氣輔助功能的LED護眼燈具
表19? 具有音響擴音功能的LED護眼燈具
表20? 注重整個光環境設計相關團體標準
表21? 智慧校園照明系統
表22? 智慧校園照明系統特征介紹
表23? LED護眼燈具在中國境內銷售需要進行的認證、檢測與測試
表24? 教室采光與照明改造項目對燈具性能及認證的要求
表25? 教育照明行業自愿性認證及認證規則、認證機構一覽表
表26? CQC《教室優質照明光環境認證規則》要求
表27? 眼舒適等級及產品合格性評判表
表28? 產品視覺健康舒適度分級表
表29? 2835、4014、3030燈珠以及全光譜燈珠的主要參數
表30? 2021年A股/H股上市公司封裝相關業務收入與毛利
表31? 2021年新三板封裝企業收入與毛利情況
表32? LED恒流驅動電源特點和適用領域介紹
表33? 選擇LED驅動電源考慮的要素
表34? 中國教育照明制造企業經營模式種類及介紹
表35? 中國教育照明企業生產模式介紹
表36? 中國教育照明行業企業主要銷售模式
表37? 2021年中國民辦學校總數以及各級各類學校明細數量
表38? 教育照明基本要求與標準
表39? 五種形式燈具的特性比較
表40? 學校普通教室照明質量(光環境)設計的要求
表41? UGR值對應的不舒適眩光的主觀感受
表42? 學校普通教室照明改造的施工安裝流程介紹
表43? 2018~2020年中國各級教育學生近視情況及2030年目標
表44? 中國新版兒童青少年近視防控適宜技術指南
表45? 家庭和學校如何建設視覺友好健康環境
表46? 2011年實施的中小學校教室采光和照明衛生標準指標
表47? 2019年實施的中小學校普通教室照明設計安裝衛生要求
表48? 2022年實施的普通教室照明燈具衛生要求
表49? 白熾燈、熒光燈、普通LED燈光效、壽命以及特點介紹
表50? 第四代LED護眼黑板燈、教室燈相關參數指標及優點介紹
表51? 全國兒童青少年近視防控試點縣(市、區)經驗做法推動清單
表52? 2022年中國各省市規劃教室照明改造計劃及目標
表53? 中國教室燈技術專利數量前十大省/市及專利數量(件)
表54? 中國黑板燈技術專利數量前十大省/市及專利數量
表55? 中國智慧照明技術專利數量前十大省/市及專利數量
表56? 中國智慧照明技術專利數量前十大省/市及專利數量
表57? 影響家長購買決策的因素
表58? 中國現行教室照明地方標準
表59? 國標和地標對普通教室照明相關參數的要求