LED光源在室內照明中的應用案例

侯建成，杜 悅

(天津市建筑設計院，天津 300074)

前言

當前，在照明領域，全世界的目光都聚焦在LED這種新型光源上，它被譽為21世紀的綠色照明產品，未來將會取代大部分的傳統光源。這是因為它具有壽命長、啟動時間短、結構牢固、節能、發光體接近點光源、體積小等特點。而且LED光源的生產可實現無汞化，對于環境保護和節約能源具有重要意義。LED照明技術是一種實用化的系統技術，必須通過系統、具體的工程設計來體現該項照明技術的優點及發展趨勢[1]。本文以實際工程為例，介紹LED光源在實際應用中的效果及優勢。

1 應用實例

社會在發展，各領域的科技在進步，照明也同樣需要更新換代[2]。據資料統計：我國照明所消耗的電能約占電力總消耗量的14%，如果目前國內三分之一的白熾燈被LED代替，每年就可以為國家節省一個三峽發電站的年發電量。在這種形勢下，LED照明的普及及應用顯得尤為重要[3-5]，而在照明領域的推廣工作需通過典型工程的示范作用來帶動，特別是具有影響力的工程。

北京人民大會堂某重要接待廳廳內總建筑面積約570m2，主要功能為會議及接待。本次裝修設計中，所有燈具我們均采用LED光源，選用2700K色溫，以消除視覺疲勞，使人精神容易集中，使會議在舒適的環境中進行，而且同一個功能區域，采用色溫一致的光源，可以使光環境的色調統一，符合會議的嚴肅性及莊重性等特點。燈具采用9W LED燈具，E27口，顯色指數≥85。其中主燈為直徑3600mm的吸頂水晶燈，共三部，每部約為150燈頭。

會場吊頂周圈采用112盞6寸筒燈，筒燈采用嵌入式下照光線，可避免直接眩光，提供舒適的光環境。輔助光源為側反隱藏式燈帶，其中三部主燈各輔助有圓形燈槽，每個燈槽直徑約5.2m，周長33m，光源為9W-600mm-LED，共約130盞。每4個6寸筒燈輔助有方形燈槽，每組方形燈槽邊長約2.0m，周長8m，光源為9W-600mm-LED，共約38盞，共28組方形燈槽(圖1)。

圖1 每4個6寸筒燈輔助有方形燈槽Fig.1 Each of the 4, 6 inch downlights have auxiliary lamps in square groove

另外，整體四周配備燈槽，周長80.3米，光源為18W-1200mm-LED，共約170盞(圖2)。

圖2 三部主燈，且均輔助有圓形燈槽Fig.2 The three part of the main lights, and have the auxiliary lamps in circular groove

經過現場實測，廳內平均照度可達2000 lx，滿足甲方提出的要求，且本空間為清潔的室內環境，維護系數按0.8計算，照度也可達到1600lx左右。同比改造前平均照度900lx，照度標準提高了過一倍，滿足會議、接待的照度要求。而通過電能計量裝置顯示，總功率僅為20kW左右。改造前，使用的光源多為白熾燈、直管熒光燈及緊湊型熒光燈，廳內燈全部開啟時照明總負荷約70kW，而平均照度僅為900lx左右。通過對比，LED光源節能效果相當顯著，充分體現出LED燈的節能優勢(圖3)。

圖3 大廳照明總功率僅為20kW左右Fig.3 The total power of lighting is only about 20kW

光源的發光效能就是光通量與功率之比。發光效能體現了光源的節能特性，這是衡量光源性能的一個重要指標。熒光燈的光效大約是55～80lm/W，而LED的光效在100lm/W以上，二者之間的差距已經將近1倍。另據相關資料顯示，將LED與普通白熾燈、螺旋式節能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結果為：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時；螺旋式節能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時；T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時；而80lm/W左右的LED燈，壽命可大于100000小時。此外，LED燈具無任何噪音，可做到無任何聲音干擾，因此非常適用于會議場合。

室內照明設計，不僅僅要滿足使用方關于照度的要求，更要注重情景模式的渲染。燈槽內的LED日光燈是120度發光的，所有光基本均為有效光。雖然120度發光角度略窄，但作為側反燈帶的情況下，烘托情景照明的作用還是可以達到的。而同時，LED燈的顯色指數可與普通熒光燈的顯色指數相同，一般可達80。在接待廳西側屏風處，設有一幅長約10m，高約3m的油畫，在北側及南側墻面，設有8幅木雕作品，因為LED體積非常小，在設計中可以視為點光源，這使得光效可以為相應的場合提供最合理的配光形狀，使油畫及木雕獲得均勻的光照并產生作品的立體感(圖4)。

圖4 合理的配光形狀使油畫及木雕獲得美學效果Fig.4 The oil paintings and wood carvings have aesthtics effect under the influence of the light distribution

設計中，舒展柔美的燈光線條與精致細膩的吊頂線腳相互輝映，打破了布局上的嚴肅，使整個接待大廳散發迷人的風采(圖5)。此外，照明效果應該是以場所為出發點，旨在營造一種絢麗的光照環境，去烘托場景效果，使人感覺到注重大氣的場景氛圍。照明效果應以人情感為出發點，從人的角度去創造一種意境般的光照環境，可以滿足人在不同場合的精神需求。光色是構成視覺美學的基本要素，因而光源光色的選用直接影響著燈光的藝術效果，我們利用LED恰當的色溫選擇可以最大程度地向人們展示了視覺美學的藝術效果，打破了原有燈具形態的固有觀念，以藝術的角度去認識、理解和表達光的主題。

圖5 柔美的燈光使木雕充滿立體感Fig.5 Soft lighting makes wood cavings full of sterev feeling

通過實景照片我們不難看出，在LED光源的整體渲染下，整個會議空間氛圍自然不失嚴肅，淡泊不失莊重，含蓄不失氣度(圖6)。

圖6 整個會議空間氛圍自然不失嚴肅，淡泊不失莊重，含蓄不失氣度Fig.6 The whole meeting space is dignified, free from affection, full of presence

同時，會場內所有燈具通過全數字智能燈控柜，也可實現會議、轉播、休息、清掃等多種情景模式。使得室內整體空間成為真正意義上的綠色環保的照明空間。

2 結語

據《2013—2017年中國LED照明產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》分析認為：LED照明市場一直被認為是LED最重要、最具發展前景的實際應用市場。而且總的來說，宏觀環境對于LED照明的應用及發展非常有利，主要體現在：(1)節能減排成為全球關注的議題并得到積極推進;(2)傳統光源技術成長緩慢，面臨發展瓶頸;(3)LED照明技術進步與成本不斷降低，長期市場障礙已不大。相比于其他燈具，LED燈還具備使用壽命長、高亮度、低熱度、機械性強、堅固耐用等特點。因此，作為新型綠色照明光源，LED具備著傳統光源無法比擬的優勢。本次設計成果受到使用方及相關領導的一致認可和好評，通過實際工程的應用，我們認識到了其強大的現實價值，相信隨著LED技術的發展與成熟，其必將成為未來燈具市場的主流產品，成為建筑裝飾領域燈具的首選產品。

[1] 郝洛西. LED在照明工程中的應用[J].照明，2004(4).

[2] John Calhoun.LEDs will be the next big thing in lighting.Architectural Record.

[3] 張京. LED節能燈及應用于該節能燈的LED光源[Z]. CN201787381U,2011.

[4] 曾惠容. LED節能燈節能效果實證研究[J]. 安徽農學通報(下半月刊),2011(4).

[5] 李剛殷. LED節能燈 中國是生產大國卻是使用小國[N]. 中國改革報,2008-08-01(007).