申海津
摘 要:LED又稱發光二極管,是一種利用固體半導體芯片作為發光材料的發光照明器材,具有能源消耗小、使用壽命長、相應速度快、發光效率高、發光效果好以及體積小、質量輕、適用性強等方面的優點。目前,LED照明以其明顯的技術優勢正在逐步取代傳統的白熾燈、鹵鎢燈,成為一種新型的照明光源,被廣泛應用于城市和建筑的照明、美化亮化工程中。本文主要分析了LED照明的優勢,對其在城市節能環保、美化亮化方面的應用進行了探討。
關鍵詞:LED節能照明;美化亮化;應用研究
城市照明是城市基本的服務功能之一。隨著城市化發展的深入和人們生活居住環境的不斷改善,人們對于城市照明的要求也越來越高,在滿足基本照明需求的同時,絢爛多姿、五彩變幻的美化照明、景觀照明已成為城市夜晚一道靚麗的風景,成為城市生活和文化的一部分。另一方面,由于電能資源的緊張和人們節能環保意識的不斷加強,人們加快了對節能高效、清潔環保、長壽命、低維護照明器材的研究和開發,由此也就為LED照明帶來了良好的發展機遇。
1 LED照明技術的特點和優勢
LED是一種基于半導體P-N結在正向偏壓下產生光輻射的新型照明器材,其技術特點和優勢主要體現在以下方面:
1.1 節省能源
相對于其他照明器材來說,能源消耗小是LED照明技術的最大優勢。LED照明技術采用直流電工作,其工作電壓多為1.4~3V,而工作電流一般僅為10mA,工作電壓和功率遠低于其他照明器材;并且其發光效率極高,光譜幾乎全部集中于可見光頻段,發光效率可高達80%~90%。在照明效果相同的情況下,采用LED技術的照明產品,其電能消耗僅是熒光燈的一半,比節能燈還要節能1/4,這是目前其他固體光源所無法匹敵的。試想一下,如果在大規模的城市照明和燈光美化亮化工程中廣泛使用LED照明,將會極大地節省這方面的電能消耗和相關費用支出。
1.2 安全環保
LED工作電壓遠低于人體安全電壓,并且在生產過程中不需要加入“汞”,不需要玻璃外殼,因而具有良好的抗震性和抗沖擊性,不易破碎,具有良好的使用安全性。由于LED照明發光原理不同與其他照明器材,使其在長期使用過程中不會出現熱沉積等現象,始終保持良好的光照強度;LED外殼采用環氧樹脂封裝,可良好地保護內部發光芯片不受破壞。因此,LED照明的使用壽命普遍較長,正常情況下可達到5萬h~10萬h,是普通燈具的5~10倍,極大地降低了照明器材損耗。
1.3 發光效果好
LED良好的發光效果好主要體現在以下幾個方面:響應速度快,LED響應頻率約為16~160MHz,這樣高的響應頻率使得LED大屏幕可以輕松顯示視頻信號;LED響應時間最低可達微秒級別,只相當于普通光源響應時間的1/100,因而可用于很多高頻環境,較為方便地制成各種流暢的動態光源,充分體現出燈光的動態照明和美化效果。
2 LED在城市照明領域的應用
2.1 LED在城市道路照明改造中的應用
道路照明是城市照明系統中最為關鍵的組成部分,也是電能消耗的重要方面,采用LED照明技術加強對城市道路照明的節能改造,對于改善城市照明環境,降低城市照明電能消耗,實現城市節能環保等方面都具有重要意義。目前,我國城市路燈以高壓鈉燈為主,LED照明與高壓鈉燈相比,在照明效果、使用壽命、節能環保等方面更具有優勢。在照明效果方面,鈉燈顯色指數(Ra)約為23~25,而LED路燈的(Ra)可達到70~80,LED具有更好的顯色性,在人行道、商業步行街道路照明中,LED照明更為清晰;并且LED還可根據路面情況對光照進行0%~100%的連續調光,從而創造更為適宜的路面照明條件。節能方面,LED路燈比鈉燈可節能10%~30%,如果按每天照明10小時計算,則每年LED可比鈉燈節省電能20000瓦以上,城市道路眾多,路燈數量更是數不勝數,如果將LED取代原來的鈉燈,每年則可為城市節省大量的電能消耗和維修維護方面投入。環保方面,LED使用壽命更長,并且不含有害物質汞,而高壓鈉燈中則含有汞和鈉,廢品處理對環境污染大。
2.2 LED在城市景觀照明中的應用
LED照明具有響應速度快、色彩豐富、安全可靠、體積小、結構簡單等優點,因而可以在景觀照明中采取更為靈活的布置方式,和更為多變的發光控制方式,達到更理想的景觀照明效果,而且更為節能。LED與其他照明其他照明設備相比,體積更小、質量更輕、設計和應用更為靈活。LED不僅可以用于平面景觀的美化照明,還可以在曲面、弧面等不規則表面和各種立體造型中靈活布置和運用;此外,LED采用三基色的發光原理,色彩更為豐富、更為艷麗,并且可以通過電子技術對色彩、明亮度、頻率等方面進行精確的控制,使景觀照明可以變幻出多樣化的色彩和動態化圖形輪廓。在我國很多城市中,夜晚的LED景觀照明已成為一道獨特的風景,甚至成為很多城市的代言名片。
3 結語
邯鄲市目前正處于新區建設和舊區改造的關鍵階段,伴隨著邯鄲城市化發展建設的不斷深入,未來在能源供求方面的矛盾將更為突出,LED節能環保照明技術必將在未來城市照明系統改造中得到廣泛的應用,為邯鄲市的節能減排、環境保護以及城市的美化、亮化工程中發揮更為重要的作用,對于實現我市的可持續發展具有重要的意義。雖然目前我國在LED的研發和應用等方面還存著一些問題,但隨著LED技術的不斷發展,這些問題也必將得到解決,使LED照明技術得到更深、更廣的應用。
參考文獻
[1]陳增偉,肖輝.第四代光源——LED在城市景觀照明中的應用淺析[J].燈與照明,2009,33(2):39-42.
[2]吉鋒.淺談LED在城市綠色照明領域中的應用[J].科技情報開發與經濟,2008,18(29):188-189.
(作者單位:邯鄲市市政工程管理處)