LED技術(shù)在世博會中的應(yīng)用

LED技術(shù)的集中示范區(qū)，開創(chuàng)了LED應(yīng)用的新紀(jì)元

世博軸、中國館、主題館、世博中心和文化中心所組成的“一軸四館”與城市最佳實(shí)踐區(qū)大量采用了半導(dǎo)體照明。

世博園區(qū)的廣場景觀照明、沿江景觀帶、重大開閉幕式活動、標(biāo)識與智能導(dǎo)引系統(tǒng)以及各個(gè)國家館場館也都采用半導(dǎo)體照明技術(shù)。

作為國家重大任務(wù)的上海世博，上海市科委以“科技世博”理念，與世博會事務(wù)協(xié)調(diào)局、各相關(guān)委辦以及參與世博建設(shè)的各有關(guān)企、事業(yè)單位一起，組織實(shí)施了包括“一軸四館”、“城市最佳實(shí)踐區(qū)”、世博會開幕式重大活動在內(nèi)的世博場館照明工程，以及世博園區(qū)內(nèi)公園、廣場、道路交通、重大活動等的眾多功能或景觀照明工程。另外，世博會召開后，LED技術(shù)還將持續(xù)扮演關(guān)鍵角色。這些都為LED產(chǎn)業(yè)在未來的發(fā)展壯大打下了良好的基礎(chǔ)。

LED夜景照明典型案例

世博軸

世博軸整體由6個(gè)40米高的陽光谷和800米長的張拉膜組合而成。6個(gè)陽光谷造型各異，整個(gè)建筑像一朵朵透明的巨型喇叭花，晶瑩剔透。幾百米長的張拉膜和陽光谷連接成宏大的動感水波，光色在張拉膜整體層面上漸變，產(chǎn)生美麗生動的藝術(shù)燈光景觀。

在燈具安裝上，結(jié)合巨大的陽光谷本體建筑，在鋼結(jié)構(gòu)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上安裝LED智能星光燈，用點(diǎn)的形式勾勒出陽光谷的特點(diǎn)，連點(diǎn)成線或以點(diǎn)成面。其中1號和6號陽光谷智能燈具數(shù)量共達(dá)到71218套。

每段張拉膜的長度達(dá)十米之多，由6臺服務(wù)器、37臺工業(yè)交換機(jī)以及350套集成主控制器和8萬多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)控制。整個(gè)世博軸共使用了2000米信號傳輸光纖、6000米控制主線纜進(jìn)行傳輸。并且整個(gè)系統(tǒng)每秒刷新30幀/秒，系統(tǒng)延遲小于10ms，精確計(jì)算和強(qiáng)大的控制系統(tǒng)讓整個(gè)世博軸變成一個(gè)可控的整體。

同時(shí)在世博軸端的慶典廣場上安裝壓力感應(yīng)智能光磚，人在上面行走的時(shí)候光磚感受到壓力即會自動改變顏色和亮度，充滿節(jié)奏感和美感。

世博主題館

世博主題館項(xiàng)目占地面積約11.5公頃，總建筑面積約15.3萬平方米，是世博會有史以來室內(nèi)展覽面積最大、展示內(nèi)容最豐富的永久場館;世博會后，主題館將轉(zhuǎn)為國際一流的標(biāo)準(zhǔn)展覽場館。

主題館南北立面墻面顯示系統(tǒng)—依托其疏密向上遞減的幕墻鏤空孔，在其下方布置不同規(guī)格及不同瓦數(shù)全彩LED線形投光燈，利用燈光的控制可表達(dá)出不同的主題圖案。而北立面頂部飛檐采用遠(yuǎn)距離全彩投光燈打亮，烘托出飛檐翅欲飛的動感。

東西立面夜空星光圖案系統(tǒng)—東西立面設(shè)置垂直生態(tài)綠化墻面，面積達(dá)5000平方米，為目前世界最大的生態(tài)墻。 采用LED點(diǎn)狀燈點(diǎn)綴眾多的全彩星光燈，在夜晚的襯托下，星光燈的閃爍猶如漫天繁星的閃耀。

世博中心

位于上海世博會規(guī)劃圍欄區(qū)B片區(qū)世博公園內(nèi)，總建筑面積14.2萬平方米。是國家元首級貴賓接待宴請、慶典活動和會議論壇最重要的舉辦場所;世博會后，世博中心將迅速轉(zhuǎn)型為國際一流的會議中心。

外立面石材幕墻泛光照明系統(tǒng)—在特定的燈槽內(nèi)嵌入小型化的泛光線形投光燈，總長度近2000余米。投射在大理石上產(chǎn)生均勻亮度的暖色白光，光色一致性要特別好。二次光學(xué)配光要符合安裝位置的特定要求，達(dá)到見光不見燈的效果。

大堂內(nèi)400m2超大型通透式LED全彩顯示屏系統(tǒng)—通透率達(dá)到50%。在顯示屏不點(diǎn)亮?xí)r，進(jìn)入大堂的人員可以看到大屏后的景物，即可以看到大屏后2樓到4樓通廊活動區(qū)內(nèi)的景物。

政務(wù)廳總建筑面積1800平方米，長45米，寬40米，高14米。是一個(gè)能容納600人的高規(guī)格會議廳。選擇LED替代傳統(tǒng)熒光燈作為主照明不僅能達(dá)到相應(yīng)的照度要求，更能變換不同的色溫及照度，營造不同會議氛圍。

開幕式活動及大屏

屏幕采用立體鏤空的像素筒形式，顯示畫面質(zhì)量達(dá)到視頻的要求，整個(gè)顯示屏就像是一張大網(wǎng)掛在浦西沿岸。

場館

2.3萬枚LED燈把“東方之冠”中國館裝點(diǎn)得晶瑩剔透，光影之中，“故宮紅”分外妖嬈，中國館身姿巍峨。

沙特館—“月亮之船”十分搶眼，長91米、寬47米的“月亮船”造型建筑，船身上的大型環(huán)形LED屏幕播放著世界各地孩子們的笑臉。

臺灣館—點(diǎn)燈水臺上的祈福天燈就應(yīng)用了LED顯示技術(shù)，幻化出天燈冉冉升空的奇妙景象。 “國泰民安”、“愛與和平”……一盞盞電子祈福燈把祝福送到世界人民的心里。

石油館—像半懸的“油立方”，放射七彩光芒，近4000平方米的LED屏幕上，采油作業(yè)與都市場景交替出現(xiàn)，表達(dá)著石油與人、與城市的緊密聯(lián)系。

德國館—高潮節(jié)目“動力之源”的大球直徑達(dá)3米、重量是1000公斤，布滿40萬根LED發(fā)光二極管用來顯示變幻的圖案。金屬球從大廳頂部懸垂直下，表面上裝有3萬根發(fā)光二極管。這里將有一個(gè)5分鐘的節(jié)目。在這五分鐘之內(nèi)，球面上將顯現(xiàn)不同的圖像、各種色彩和圖形。它將成為德國回應(yīng)2010年世博會倡議的象征。

文化中心

世博文化中心像伏在黃浦江畔的“太空飛碟”，在神秘的藍(lán)色星光的伴隨下，時(shí)刻準(zhǔn)備起航。在文化中心下表殼、開空窗等地方都采用了LED照明燈具。

LED通用照明典范

世博公園路燈

總共采用近200盞LED道路照明燈，采用大功率多芯片集成封裝和1瓦大功率器件兩種光源形式。燈具功率為40瓦，桿高小于6米，桿間距為15米左右。

滬上生態(tài)家室內(nèi)照明

隨著LED光效的不斷提高，LED照明技術(shù)已經(jīng)完全能夠應(yīng)用于室內(nèi)白光照明的場合中，且具有節(jié)能、環(huán)保、可控等諸多優(yōu)點(diǎn)。

運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)和信息控制協(xié)議，完成對各個(gè)照明單元的集中、統(tǒng)一控制使LED照明技術(shù)完全融入整體燈光效果中，將光與環(huán)境、建筑景觀互動結(jié)合在一起。整個(gè)藝術(shù)燈光控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基本場景、特殊場景多種開啟方式，分時(shí)間段、節(jié)假日控制模式。

運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)和信息控制協(xié)議，完成對各個(gè)照明單元的集中、統(tǒng)一控制使LED照明技術(shù)完全融入整體燈光效果中，將光與環(huán)境、建筑景觀互動結(jié)合在一起。整個(gè)藝術(shù)燈光控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基本場景、特殊場景多種開啟方式，分時(shí)間段、節(jié)假日控制模式。

世博公交車

上海新能源公交車已用LED照明燈代替了熒光燈，功率只需原來28W熒光燈的一半就可以達(dá)到原來的亮度要求，實(shí)現(xiàn)到了節(jié)能、無紫外輻射的效果。

LED 應(yīng)用的下一步發(fā)展

低碳生活、數(shù)字城市，是上海世博會倡導(dǎo)的未來城市發(fā)展理念，LED的重裝亮相，成為其自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展和未來城市生活的新跳板。

據(jù)初步估算，整個(gè)園區(qū)LED芯片用量在10億以上，園區(qū)內(nèi)80%以上的夜景照明光源采用LED技術(shù)，綜合節(jié)能效率可以達(dá)到30%以上。

中國的LED產(chǎn)業(yè)成快速發(fā)展。2010年，中國LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值預(yù)計(jì)將超過1500億元，較2008年總產(chǎn)值翻倍。LED市場巨大的潛力使得LED將成為未來主流的照明技術(shù)。

LED技術(shù)已經(jīng)成為室外景觀照明和裝飾照明的主要光源技術(shù)，隨著LED大功率光源的不斷發(fā)展和照明藝術(shù)的不斷創(chuàng)新，通過世博會的示范應(yīng)用，將更大程度的占領(lǐng)市場。

上海半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)需要突破的瓶頸

外延和芯片制造的關(guān)鍵設(shè)備完全依賴進(jìn)口;產(chǎn)業(yè)化規(guī)模還不大;與國外相比，缺乏核心技術(shù);產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間互動不夠;企業(yè)發(fā)展環(huán)境有待進(jìn)一步優(yōu)化。

攻關(guān)的重要任務(wù)

1、外延技術(shù)與裝備

MOCVD系統(tǒng)的技術(shù)的專利主要被發(fā)達(dá)國家(德國、美國等)所掌握，形成專利技術(shù)壁壘，掌握主流MOCVD設(shè)備自主研發(fā)與制造技術(shù)，形成成套工藝與裝備。

2、芯片制備技術(shù)與裝備

在功率型GaN基芯片設(shè)計(jì)、加工工藝及相關(guān)裝備等方面受到國外的專利制約較大;掌握亮度高、散熱性好的大功率LED芯片生長工藝與穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)。

世博后產(chǎn)業(yè)化的若干建議

1、組織突破芯片和MOCVD裝備關(guān)鍵技術(shù)，有效降低成本;

2、市場驅(qū)動、企業(yè)主導(dǎo)、政府扶持，推進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)化;

3、適時(shí)制定產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展

(國家半導(dǎo)體照明工程上海產(chǎn)業(yè)化基地、上海半導(dǎo)體照明工程技術(shù)研究中心供稿)