淺談LED照明在民用建筑中的優勢

摘要：文章主要LED照明與傳統照明的對比，以實際工程的舉例說明，反映LED在民用建筑中的優勢。

關鍵詞：民用建筑；LED照明；高光效。

我們明確下民用建筑的定義：民用建筑是供人們工作、學習、生活、居住和從事各種政治、經濟、文化活動的房屋。包括居住建筑和公共建筑兩大部分。在這種環境下，照明的重要性起著舉足輕重的作用，為此人們在獲取更安全、更節能、更舒適便捷的照明方案上不斷加以發現與改進，這里我們淺談下LED照明在民用建筑中與傳統照明有哪些優勢。

首先對LED照明與傳統照明的發光原理加以對比：

白熾燈：電首先被轉化成了熱，將燈絲加熱至極高的溫度（鎢絲，熔點達3000℃多），使燈絲處于白熾狀態，發生亮光。

日光燈：日光燈管兩端裝有燈絲，玻璃管內壁涂有一層均勻的薄熒光粉，管內被抽成真空度103-104毫米汞柱以后，充入少量惰性氣體，同時還注入微量的液態水銀。燈管內壁上涂有熒光粉，兩個燈絲之間的氣體導電時發出紫外線，使熒光粉發出柔和的可見光。

LED燈：發光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-V特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。在正向電壓下，電子由N區注入P區，空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合而發光。

由于發光原理不同我們可以看出在安全與節能方面上LED照明與傳統照明有著明顯的優勢。其一：LED燈不存在如同日光燈的液態金屬在其中，在燈具受到損壞時不會造成有毒氣體的釋放；亦不會如同白熾燈有較大的易碎玻璃制品在其外，在破損時具有安全隱患。其二：白熾燈與日光燈的發光效率遠不及LED燈。白熾燈發光率約為12～24lm/w，日光燈發光率約為50～120lm/w，而LED燈發光效率可達到150lm/w甚至更高。其三：LED燈還具有壽命長、無頻閃、低能耗，可靠性高的優勢，方便運用在各種民用建筑設計領域。燈具數量的減少，有效的節省了樓板內敷設管線的數量，降低成本的同時又可避免與其他管線的交叉，在施工技術上也提供了便利條件。由此看出LED照明在安全性、節能環保性與傳統照明相比有著很明顯的優勢，其高節能的優勢也可廣泛應用于需要長期照明的場所，如地下封閉停車場、樓梯間、電梯前室、人防空間等公共空間。這些空間往往需要長時間的持續照明，卻在一定時間內浪費照明資源，采用LED照明可以把這種損失有效降低。而無污染、無頻閃、低故障的優勢更加使得LED照明在醫院手術室、CT室、核磁共振室等這些醫療機構起著關鍵性的作用。

從這里我們可以簡單的看出，LED燈可以說彌補了白熾燈與日光燈的缺欠。可瞬時啟動以及可調的大色溫范圍在民用建筑中有著巨大的優勢。如在家居設計中，我們需要在不同的時段不同的房間內需要不同的色溫，此時LED燈就可發揮其單光源可變色溫的優勢，以滿足人們在不同環境下的需要；或是在衛生間這種需要頻繁啟動的房間內，用以LED燈照明，即可滿足瞬時啟動要求，又避免了白熾燈的低效。此外，在一些大型民用建筑中，LED燈的可變色溫和瞬時啟動也起到了關鍵的作用。比如大型的會議廳或多媒體教室，我們的傳統做法是在大空間內做幾組燈具，根據現場需要控制開啟或關閉。而換做LED燈則可利用調光達到同樣的效果，使其明暗度滿足現場需要。這樣做即避免了使用日光燈，造成設計上的復雜，又避免使用了白熾燈，影響室內溫度等弊端。由此可見，LED照明在民用建筑中為人們日常生活提供了更高效、更便利的方案，也為照明設計提供了更廣闊的領域，為日后的生活環境的改善也起到了舉足輕重的作用。

再次提及下LED照明在智能照明上的優勢。智能照明是指利用計算機、無線通訊數據傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及節能型電器控制等技術組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統，具有燈光亮度的強弱調節、燈光軟啟動、定時控制、場景設置等功能。眾所周知，智能照明已經普及在當今社會的各個領域，小到智能家居的照明大到商場、辦公、醫療無處不在。而正是因為LED燈擁有安全、節能、可變色溫和瞬時開啟及可調光等特點，成為了智能照明的不二之選。目前，LED燈具的電子控制結構，主要有五大類：單燈控制、群燈控制、長或超長跨距燈控制、聲響控制、感應控制。利用計算機或電器控制器，使LED燈在不同環境形成不同照明方案的例子已經屢見不鮮。比如學校的圖書閱覽室內，通過人體紅外控制，使得燈光在人員較為密集的區域內進行自動調整光亮度；相反在沒有人員的區域進行自動關閉。又比如利用環境光傳感器可配合戶外（黃昏/黎明），及室內（日光采集）來調光，從而保證室內照度的均勻度，節省能源提高光效。再比如利用智能化控制，使LED燈構造成各種形態，不同顏色的燈光顯示器，用以照明的同時還可進行信息的傳播。可以說諸如上述的幾個舉例，只要有靈感，想得到，幾乎都可實現。不僅如此LED智能照明不但給我們的生活提高了便利與舒適，在某些特定領域的應用更是為我們的生命安全提供了更加可靠的保障。例如在消防疏散指示的照明中，傳統的照明只是單一的明確疏散方向，可一旦燈具損壞或火災濃煙較大時，不易認清疏散方向，會造成疏散困難。LED智能照明則可以在明確疏散方向的同時進行亮度變化，從而形成動態的指示標志，使人們在遇到危險時能夠更快更明確的判斷出疏散的方向。綜上所述，LED照明在智能照明上的應用更是前景廣闊，具有著不可替代的優勢。

最后再談一談LED照明在發展上的優勢。隨著經濟的發展以及科技的進步，資源以及環境問題一直困擾著我們，因此更高效、更環保的材料和技術在工程中的應用成為大勢所趨。特別是在民用建筑中，照明所占有的比重之大由為突出，而傳統照明已經滿足不了當今社會的需要。LED照明的出現能夠有效的改善人們日常生活，為此大力發展LED照明是必經之路。目前LED發光產品已經廣泛應用于各個領域，在國內也已經大量的投產并投入使用。隨著廠家技術和生產陳本的降低，更多的消費者選擇使用LED照明，物美價廉的產品將給照明行業帶來革命性的沖擊。相信在不久的將來，傳統照明將被LED照明逐步所取代，而LED照明會朝著更加智能化、藝術化的方向發展。

參考文獻：《建筑照明設計標準》GB 50034-2013

《照明設計手冊》中國電力出版社出版