LED綠色照明在建筑照明中的應(yīng)用研究

趙越

【摘 要】 LED綠色照明是我國環(huán)保照明的關(guān)鍵技術(shù)，與過去的白熾燈相比，從照明效果、能源節(jié)約等方面具有非常大的優(yōu)勢。基于此，本文通過對景觀建筑、公共設(shè)施、醫(yī)院、機場、車站、碼頭以及商業(yè)辦公等需要安裝LED照明的建筑進行簡要分析，并通過實際案例，提出自己一點看法。

【關(guān)鍵詞】 LED綠色照明；環(huán)保節(jié)能；建筑應(yīng)用

[Abstract] LED green lighting is the key technology of environmental protection lighting in China. Compared with incandescent lamps in the past， it has great advantages in lighting effect and energy saving. Based on this， the paper analyzed the construction and through actual cases， puts forward his own view point.

[Key words] LED green lighting； environmental protection and energy saving； building applications

LED照明即是發(fā)光二極管照明，它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光原材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)出過剩能量引起光子發(fā)射，進而釋放出紅、黃、藍、綠色光芒，以此利用三原色基色原理，通過添加熒光粉便能夠發(fā)出任意顏色的光芒。其優(yōu)點非常多：節(jié)約能源、安全環(huán)保、使用時限長、體積小、發(fā)光效率高以及光線集中度高等。LED照明作為綠色光源，在建筑照明應(yīng)用非常廣泛，尤其在不同建筑環(huán)境中具有不同的應(yīng)用方案。

1 景觀建筑照明

LED照明具有光線集中度高的特點，在較小波長的窗口內(nèi)，光線純度比較高，而且能夠較好的控制發(fā)光光譜的組成，從而能夠起到局部照明或者重點照明的作用[1]。而在景觀建筑照明中，就是利用LED照明光線集中度高、色彩鮮明的特點，將色彩斑斕的光線應(yīng)用在裝飾植物、勾勒建筑輪廓方面[2]。例如：海門城市西面重要交通進出道口，拱形正大橋。在大橋兩側(cè)采用LED景觀裝飾光帶為主體的立體面照明，通過以藍色為主要色調(diào)，黃色為輔助色調(diào)，營造出拱形正大橋莊重、大方、團結(jié)向上的氣氛，從視覺感官給人以冷靜、清爽的特點。另外一些建筑水景也是常用LED照明燈的地方，利用水下LED照明，將相同或不同顏色的水下燈，按照一定圖案排列向上照射。

2 公共設(shè)施照明

很多公共設(shè)施照明光源采用傳統(tǒng)照明方式，不但耗電量大，而且在控制方式上基本采用人工控制處理，由于一些包括地下車庫在內(nèi)的公共設(shè)施需要24小時不間斷照明，極易造成照明燈的損壞，需要經(jīng)常更換，也在無形之中加大了工作人員的維護力度[3]。而LED使用壽命普遍在10萬小時左右，因為LED燈是半導(dǎo)體器件，即使頻繁開關(guān)，也不會影響到LED的使用壽命，因此，一些公共設(shè)施為了避免頻繁更換燈泡的問題，將LED燈用于地下車庫、公共衛(wèi)生間、走廊、樓梯等公共場所，如此一來不僅管理方便、簡單，還能夠節(jié)約能源[4]。LED燈能夠滿足地下車庫等公共設(shè)施的采光要求，例如：某新建地下車庫，采用LED智能控制方案。由于地下車庫設(shè)備管線比較多，燈具光源功率不宜過大，而配光角度不宜過小，車輛在出入口露天處采用墻面嵌入安裝方式，在安裝角度上，為了避免產(chǎn)生眩光影響駕駛，燈具采用燈光投向地面方式，距離地面50cm左右。配電系統(tǒng)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可采用24V安全電壓集中供電。

3 醫(yī)院照明

在公共場合中，醫(yī)院對照明要求最高，不僅要求照明光度，還需要在醫(yī)院日常工作中對其他醫(yī)療設(shè)備影響做到最小，由于白熾燈在工作時會產(chǎn)生極小的電諧波，時間一長這種電諧波會出現(xiàn)疊加現(xiàn)象，影響醫(yī)療設(shè)備的正常運行[5]。根據(jù)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004規(guī)定，病房照度標(biāo)準(zhǔn)為100lx，光源色溫小于3300K，光源最好選擇低色溫?zé)晒鉄鬧6]。而LED燈的工作電壓較低，多為1.4～3V，工作電流僅為10mA，而且在日常照明使用過程中，LED燈產(chǎn)生的電諧波比白熾燈還要低一個數(shù)量級，能夠減少日常光照對醫(yī)療設(shè)備的影響，所以LED燈比較適合于醫(yī)院照明。

4 機場、車站以及碼頭照明

機場、車站以及碼頭是人們出行的聚集地，而這些建筑頂棚比較其他公共建筑設(shè)施要高，所以對于照明光度要求更高，如果燈具效率比較低，將會造成不必要的損失[7]。LED燈的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，而且LED是單向性發(fā)光，所以燈具效率較高[8]。燈具效率為：在相同的使用條件下，燈具發(fā)出的總光通量與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的總光通量之比，以光源功率100w的LED路燈為例：初始光通量11200lm。除去透鏡損失10%，燈具損失10%，燈具光通量為9070lm，而燈具總功率110W，所以在高功率燈具中LED燈占據(jù)著不可替代的地位。

5 商業(yè)辦公照明

寫字樓、辦公樓等商業(yè)建筑在使用照明時，除了節(jié)能需求以外，對于光照顏色要求很高，尤其是在會議上、待客室等不同辦公環(huán)境中，溫和的光線能夠烘托會議的氣氛，使工作變得溫馨、平和[9]。LED燈能用于辦公使用照明存在以下幾點優(yōu)勢：1）投射角度調(diào)節(jié)范圍大。由于單顆LED體積小，能夠做成任何形狀，從而滿足各種照明需求；2）節(jié)能。LED15W亮度相當(dāng)于40W白熾燈亮度；3）回應(yīng)時間短。普通燈具是毫秒級別的回應(yīng)時間，而LED燈回應(yīng)時間是納秒級別的；4）更換方便。LED燈為半導(dǎo)體芯片發(fā)光，并沒有燈絲、玻璃泡燈經(jīng)常需要更新的物件；5）綠色環(huán)保。不會像節(jié)能燈中電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生電磁干擾；6）保護視力。LED燈為直流驅(qū)動，并沒有頻閃現(xiàn)象出現(xiàn)；7）安全系數(shù)高。LED燈所需電壓、電流較小，因此產(chǎn)熱比較弱，不易引發(fā)安全隱患[10]。

6 工業(yè)廠房照明

在大型廠房中目前金鹵燈相對大功率LED光源存在著一系列的優(yōu)勢，雖然生活中LED光源已經(jīng)隨處可見，但LED光源用在工業(yè)照明領(lǐng)域還是存在著一些問題：（1）市場產(chǎn)品琳瑯滿目，但是優(yōu)質(zhì)成熟產(chǎn)品成本偏高，一次性投入過大，企業(yè)投資大大增加；（2）顯色性差，在LED光源照射下顯示的顏色并沒有金鹵燈真實會給部分企業(yè)帶來損失（如紡織業(yè)，印刷業(yè)，電子產(chǎn)品制造業(yè)，冶金行業(yè)等都需要顏色區(qū)分）；（3）光束角調(diào)節(jié)難度很大，但是目前可以利用透鏡來解決部分光束角問題。（4）LED散熱問題。大功率LED存在一個最嚴重的問題是散熱。發(fā)光二極管是冷光源不會發(fā)熱，但是大電流流過半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生的電阻熱會使發(fā)光管產(chǎn)生較高的溫度，然而由半導(dǎo)體材料制作的發(fā)光二極體本身不耐高溫，過熱會大幅度降低其使用壽命，利用散熱器會增加燈具的體積，致使半導(dǎo)體光源燈具體積小、重量輕的優(yōu)勢消失殆盡，散熱不解決，燈具發(fā)熱厲害，光衰就會嚴重，壽命不能保障。

綜上所述，LED照明在建筑方面的應(yīng)用非常廣泛，是我國照明行業(yè)未來的發(fā)展方向，解決大功率LED散熱問題，將在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)全面發(fā)展。

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