LED光源在廠區景觀照明中的應用探討

孫育剛

（中航工業自控所，陜西　　西安　710065）

?

LED光源在廠區景觀照明中的應用探討

孫育剛

（中航工業自控所，陜西西安710065）

摘要：廠區夜景作為廠區景觀構成的重要部分，不僅僅滿足夜間照明的需要，也是一個展現企業文化和精神風貌的窗口，通過借助現代LED照明技術，充分運用光的強弱變化，以及顏色搭配、折射反射等特點，營造出一種輕松、愉悅的氛圍，克服職工夜晚對黑暗的恐懼，放松身心。本論述對LED在廠區景觀照明中的應用進行了探討，通過對LED光源特征進行分析，并結合其自身特點和優勢，介紹了在廠區景觀照明中的實際應用，以及在景觀照明設計、LED裝配、施工過程中的注意事項。

關鍵詞：綠色照明；LED光源；景觀綠化

0　　引言

隨著科技的進步和社會的發展，景觀照明的發展過程也經歷了由以前單純的追求點亮到現在追求有美的享受和文化內涵，廠區景觀照明設計是集功能性照明設計、裝飾性照明設計為一體的總稱，通過充分運用靜與動、虛與實、光與影等手段來實現渲染氣氛、美化夜間環境的目的，結合企業文化背景，通過一系列藝術手法和科技手段，凸顯出夜幕下廠區別樣的景色，對提升廠區格調和對外形象，具有十分重要的現實意義。

1　LED光源特征分析

LED是英文Light emitting diode（發光二極管）的縮寫，LED光源作為第四代照明光源，是當今世界照明產業發展的主打方向，是一種綠色照明技術，與傳統光源相比較具有明顯的優勢，借助于現代科技手段，其表現形式更加多樣、靈活。通過發光二極管作為發光光源的半導體燈具，主要構成部件由芯片及封裝、模組、驅動和燈具總成四大部分，其核心部件是由P型半導體與N型半導體組成的晶片，具有色溫范圍廣、表現多樣化、節能綠色、壽命周期長、維護成本低等優點，是二十世紀后期發展起來的一種新光源。

1.1光源特征

LED光源色彩豐富，亮度也可以通過對芯片的不同封裝形式來實現，LED光源發光效率較高，發光之外就是發熱，沒有其他紫外、紅外相關輻射能量。除綠光、藍光以及白光在大電流情況下有飽和現象外，LED的亮度與通過本身的電流成正比，也就是電流越大，亮度越高，但是LED的亮度輸出與溫度又成反比，決定溫度的關鍵環節就是散熱，LED散熱恰恰取決于它的封裝結構和形式，所以產品溫度在影響LED亮度的同時也影響著它的使用壽命。

1.2LED燈具的主要優點

（1）LED燈具使用壽命可達5～10年，使用壽命的延長可以有效降低燈具的維護費用，是傳統燈具壽命的10倍以上。在一些維護難度較大的場合，使用LED可以有效降低人工成本，如水底燈、輪廓燈；在安裝應用過程中，電壓范圍在1.5～5 V之間，電流在20～ 70 mA，這個范圍人體接觸相對安全。啟動時間短，響應時間只需要幾十納秒，相比氣體放電燈光輻射穩定；輸出需要幾十秒甚至十幾分鐘，更適合要求快速響應或者高速運動的場合。

（2）LED光效較高，相同照度比傳統光源節約能源80%以上。LED光源生產過程中無需添加金屬汞，廢棄后的光源也不會造成污染，幾乎可以全部回收，節約資源的同時也保護了環境。同時色彩豐富，由半導體PN結自身產生色彩，結合現代科技手段，幾乎可以演變自然界的任何顏色。LED是直流供電，發光穩定無閃爍，光譜主要集中在可見光區域，幾乎無紫外線或者紅外線干擾，有效避免頻閃帶來的影響，提高了眼睛的舒適性。

（3）LED光源的基本結構是一塊通電發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，四周通過環氧樹脂進行封裝保護，密封性良好，在結構上不需要玻璃外殼，也不需要抽真空或者注入特定氣體，無啟動器、鎮流器或者超高壓變壓器，無氣體密封問題。防潮防振性能較好；且較傳統光源體積小，重量輕，發光方向性很強，多數情況下不需要使用反射器，基于這些優點，燈具可以設計的厚度很薄，比較適合安裝高度有限的場合。

（4）便于控制光的分布，減少室外逸散光，方向性較好，不僅能夠塑造好室外光環境氛圍，也有利于控制光污染，同時單色性好，所呈現的彩色光具有很高的飽和度，方便進行明暗調節和控制，實現動態變化，容易做到烘托氛圍，同時尺寸較小，便于隱蔽安裝，且使用冷發光技術，發熱量較普通燈具低很多，利于植物生長。

2　　景觀照明燈具的選擇

景觀照明燈具的選擇：（1）泛光燈，常見多為方形光口，適用于大范圍景物的寬光束，可以安裝在墻上、樹干或者柵欄等，需要注意電纜的敷設路由。（2）水下燈，由于安裝環境特殊，必須具備很高的防水、防腐蝕和絕緣性能，通常需要形成五彩斑斕的水景效果，通常建議考慮LED光源，因其本身色彩可選較多，用于水景較為理想。（3）庭院燈，一般用在道路、廣場裝飾照明，路橋等場合，尺寸較大，結構堅固，對環境要求較低。（4）草坪燈，通常高度在1.2 m以下，尺寸較小，用于人行道方便實用，可以起到點綴的效果，安全程度也較高。

3　　設計使用過程中應注意的問題

景觀照明設計過程中應充分考慮照明系統對人、周邊環境的影響，同時必須遵循經濟實用、節約能源、立足環保等幾個原則，設計前進行實地查看，掌握現場一手資料，了解廠區景觀整體風格和布局，道路、廣場鋪裝的圖案，綠植布置的形狀和色彩等，做好設計前的準備工作；施工圖設計階段對前期的初步照明設想進行深化設計，比如一些燈具的選型、安裝位置、平面布置、控制方案等進行充分的論證和深化設計；同時整個設計施工過程中應注意以下幾個問題，確保設計效果。

（1）片面追求效果，忽視了景觀照明與正常照明的區別，背離了營造照明舒適的視覺效果和豐富夜間休閑需要，一味追求高亮度、高色溫，濫用氣體放電燈。例如，工業廠區更多的通過燈光營造一種輕松的氛圍，幫助職工克服黑夜帶來的恐懼，放松身心，滿足員工的視覺生理和心理需要。

（2）與周邊環境不協調，設計過程中不顧照明對象，采用五光十色、花花綠綠的手法布置光源，簡單的認為，景觀照明應追求明亮的效果，這種手法不利于照明載體通過光源所展現應有藝術內涵和風韻，而且對能源和投資都是一種浪費，同時導致光污染引發的危害也是舉不勝舉。而光源亮度是在不造成浪費以及光污染，進行適度的調整，豐富整體景觀照明層次。

（3）LED在裝配、施工過程中應注意靜電的破壞，由于裝配、安裝過程或者人體所攜帶的靜電都會對LED造成破壞，出現靜電反擊穿LED雙電極，大大影響LED的使用壽命，甚至造成直接損壞，這就要求裝配、施工過程中必須采取防靜電措施，如離子風機、佩帶防靜電腕帶等。

（4）燈具選擇時除了考慮滿足造型、配光等要求外，還應考慮高防護等級的產品，考慮在防水、防塵等方面性能優越的產品，在安全性方面提供可靠保障。

4　　景觀照明的配電及控制

景觀照明配電箱供電半徑一般以200 m為界，如果供電區域不大，就可以設置一臺配電箱，反之就需要相應增加。安裝位置應靠近電源附近，且不影響景觀效果，如有條件可以隱蔽處理，但不應影響線纜進出，且方便維修人員進行檢修。景觀照明供電電纜截面的選擇，線路不長時按照安全載流量選擇線纜截面，否則必須考慮允許的電壓損失。如果景觀照明線路敷設距離很長，但線路上電流不一定很大，選擇電纜時，載流量很容易滿足，但重點需關注電壓降和機械強度的問題，為了避免壓降過大，可以適當加大電纜截面，努力做到線纜選擇既能滿足電壓損失較小，機械強度亦能滿足要求，又能不過分增加投資的一個經濟截面。整個照明系統通常應采用漏電保護裝置，防止人身電擊、電氣火災和線路損壞。照明系統的安全直接影響到人們的工作和生活安全，電氣設備所有帶電部分應絕緣，燈具的防護、線纜接頭的防護，漏電保護裝置都需要特別重視，防止引發事故。負荷安排是盡量做到三相平衡。控制方面應以節日、平時和周末三種場景進行區分，有特殊要求時，也可以通過調整控制，來實現燈的開關時間和范圍。控制方式也通常有手動控制、自動控制和智能控制，選擇控制方式尤為重要，結合實際情況，選擇一個良好的控制方案不僅使管理便利，同時也節約人力、物力，降低維護的人力投入，提高運行效率，達到技術性和經濟性的統一。

5　　結束語

廠區景觀照明是廠區綠化工作中非常重要的一部分，是一項系統工程，一定要從藝術的角度加以思考，包括環境藝術、建筑藝術、人文、工程技術等多個方面，它能給人營造出區別于白天的廠區效果，需要整體規劃，分步實施。自1996年國家實施“中國綠色工程”以來，作為第4代新型照明光源，LED光源在各領域的應用已取得了廣泛的認可，廠區景觀照明中引入LED光源，對于節能環保、后期維護大有益處。隨著LED制造技術的研究，LED將向大功率、高亮度、低成本的方向發展，不久的將來LED光源將廣泛應用于景觀照明是大勢所趨。

參考文獻：

［1］ 王聲學，吳廣寧，蔣偉，等.LED原理及其照明應用［J］.燈與照明，2006,30（4）：32-35.

［2］ 孟宇軒.園林環境中光景觀的應用與研究［D］.咸陽：西北農林科技大學，2014.

［3］ 周太明，宋賢杰，周偉.LED-21世紀照明新光源［J］.照明工程學報，2001，12（4）：37-40.

［4］ 王剛.LED—未來的照明工具［J］.科技經濟市場，2011（02）：15-17.

［5］ 鄭劍云.景觀照明設計淺談［J］.山西建筑，2009（15）：164-165.

［6］ 李淑梅.景觀照明設計與思考［J］.甘肅科技，2009（11）：119-121.

［7］ 董輝，宋捷翹，于娟.植物景觀照明設計中LED應用初探［J］.燈與照明，2014,38（02）：47-49.

中圖分類號：TM923.4

文獻標識碼：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.005

收稿日期：2016-3-23

作者簡介：孫育剛（1982-），男，漢族，陜西咸陽人，碩士，工程師，主要從事項目管理工作。