民用建筑照明中LED光源的應(yīng)用

何文杰

（廣州市機電安裝有限公司 廣東省廣州市 510030）

1 引言

目前，中國發(fā)展低碳經(jīng)濟的目標(biāo)是實現(xiàn)碳排放量相對較低的可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代化。主要重點是大幅減少單位GDP的二氧化碳排放量。照明能耗占用電量的一定比例。據(jù)國家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù)顯示，全球照明用電量約占總用電量的19%，中國的照明用電量約占全社會用電總量的13%。可以看出，照明節(jié)能的潛力不容忽視。在這種背景下，LED照明行業(yè)已經(jīng)逐漸成熟。

土建是城鎮(zhèn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是國民經(jīng)濟和普及的重要場所。中國正在大力支持城市化發(fā)展。可以說，城市化的發(fā)展為建筑業(yè)節(jié)能提供了廣闊的空間，包括綠色照明。它將LED照明引入更廣闊的領(lǐng)域。

2 LED光源與傳統(tǒng)點光源的區(qū)別

從尺寸的角度來看，LED光源的尺寸遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)光源的尺寸。作為小功率單燈，由于其具有小的發(fā)光表面積，所以可以用作點光源。大功率LED單燈由數(shù)十個甚至數(shù)百個LED組合而成，因此也可用作面光源。

表1 LED與其他光源的參數(shù)對比

傳統(tǒng)電光源的光線大致為360度的輻射光線，而LED光源為立體圓錐形狀的向外輻射的光能量，其具有較強的方向性，并減少了許多二次光分布引起的光線反射。浪費引起的折射。與傳統(tǒng)照明相比，LED在光學(xué)特性和電氣特性方面有很大的不同。

2.1 顯色指數(shù)

顯色指數(shù)是評估傳統(tǒng)電光源色彩還原的重要指標(biāo)。根據(jù)日光下電光源的顏色不同，可分為普通顯色指數(shù)Ra和從R1到R15的十六個指標(biāo)。其中，Ra是前八個顯色指數(shù)的平均值。作為光學(xué)參數(shù)的測量，Ra不能準(zhǔn)確地反映光源的顯色指數(shù)，但它仍具有很大的參考價值。

2.2 光譜能量

（1）LED光譜

從以上可以看出，白色LED通過使用波長為450nm的藍光來發(fā)射白光以激發(fā)YAG磷光體。從其典型光譜看，藍光能量遠(yuǎn)大于其他波長，其次是綠光，紅光具有最低的光譜能量，因此其顯色指數(shù)也最低。另外，在不可見光部分，LED沒有任何能量輸出，這是其低能耗的重要原因之一。

（2）日光光譜

日光光譜是最全面和最全面的光譜。它不僅包含各種各樣的彩色光，還包含許多類型的不可見光。從太陽光譜可以看出，彩色光的光譜能量偏差較小，基本保持平衡。即使有差異，這個比例也不會超過40%。因此，太陽光的色彩再現(xiàn)程度非常高。

（3）三色熒光光譜

三色熒光燈已經(jīng)使用了幾十年。從其經(jīng)典光譜看，發(fā)光機制主要是通過二次激發(fā)熒光粉產(chǎn)生藍光，從而提高熒光燈的發(fā)光效率。但是生產(chǎn)過程往往無法擺脫紫外光，紅外光等不可見光的影響，極大地削弱了三色熒光的光效。

3 LED光源在民用建筑外立面照明中的應(yīng)用

LED在建筑物室外照明中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在與建筑物外墻的一體化應(yīng)用。根據(jù)建筑立面的不同建筑形式和材料，LED建筑照明應(yīng)用將有所不同。一般來說，外墻材料包括玻璃，金屬，石材，混凝土，木材，塑料，紙張和其他特殊材料。LED照明的接頭通常與建筑物表面材料的外表面或支撐外表面的骨架結(jié)合在一起。

3.1 玻璃材料外墻

玻璃材料對照明裝置的隱藏有更高的要求，但它們也更有可能顯示出光線。對于當(dāng)今大量的玻璃幕墻建筑，建筑照明的要求更加突出。對于玻璃幕墻，LED燈具不能成為影響白天室內(nèi)人員觀看的障礙因素。

3.2 磚，石頭和混凝土外墻

對于磚，石頭和混凝土外墻的建筑物，通常使用兩種類型的照明。一種是嵌入式LED燈，用作立面上點光源形式的景觀照明，可與建筑立面良好融合。

LED泛光照明是另一種用于磚石，石材和混凝土外墻的常用照明方法。如果LED燈與石材有機結(jié)合，則需要將其隱藏在立面的細(xì)節(jié)之后。如建筑挑釁，遮陽篷或其他裝飾或功能突起。由于LED燈具很小，因此它們更容易隱藏在這些組件后面，比其他光源更容易實現(xiàn)建筑照明。值得注意的是，由于這種安裝方式，燈具更靠近建筑物內(nèi)部，燈具的配光需要專門設(shè)計，以確保燈光能均勻地投射到建筑物中，避免在光線附近形成強光點，并且遠(yuǎn)離光線。少于照明。

3.3 塑料外墻

對于具有透明塑料表面的建筑物，通常使用的材料是PVC，聚酯，PTFE和ETFE材料。一般結(jié)構(gòu)形式包括塑料板和面板，拉伸結(jié)構(gòu)，可充氣結(jié)構(gòu)和頂棚結(jié)構(gòu)。透明塑料較高的透光率使得這種材料更適合非投影照明的內(nèi)部透光照明。特別是半透明塑料材料可以攜帶光線，因此可以產(chǎn)生更均勻的光效。從塑料材料的構(gòu)造方式可以看出，其支撐構(gòu)件通常可以是燈的安裝位置，或直接成為照明的對象，通過立面表現(xiàn)出來。

3.4 金屬外墻

金屬建筑外墻由金屬板，鉆孔金屬板和金屬網(wǎng)構(gòu)成。常用材料包括耐腐蝕鋼，青銅，鉛，鋁，黃銅和鈦鋅合金。由于金屬材料門面構(gòu)件通常通過預(yù)制生產(chǎn)，所以可以精確地控制尺寸。與其他材料相比，更容易與照明裝置結(jié)合形成車身預(yù)制構(gòu)件并增加建筑照明的程度。金屬面材和金屬骨架（橫梁，立柱等）可以作為建筑照明的連接點。

3.5 木質(zhì)外墻

木材可以通過加工制造成各種裝飾材料。這些裝飾材料按照一定的順序排列通常會在立面上產(chǎn)生特殊的視覺效果。常用的木材和木制品包括原木和圓形構(gòu)件，膠合層壓木，成型板，木瓦和木板，層壓木皮，結(jié)構(gòu)木皮，碎石板，木纖維板和水泥纖維板等。木材比其他材料更容易加工，并且本身可以是照明元件，或者可以將其用作照明設(shè)備所附著的結(jié)構(gòu)。木門面照明建筑應(yīng)用更加靈活。帶狀木材可以開槽，可以在其中嵌入低功率LED燈，木制百葉窗式門面可以用來擋住燈具，同時可以照亮百葉窗后面的立面，并且可以傳輸光線通過百葉窗的間隙形成內(nèi)部透明光，也可以使用小型LED功能在木材空隙之間照明。

4 LED光源在民用建筑照明方面仍存在問題

由于LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展，LED光源在民用建筑照明中的應(yīng)用將不斷普及。然而，目前的LED在民用建筑的照明應(yīng)用中仍存在以下問題：

（1）LED產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。中國的LED制造商數(shù)量眾多而且繁瑣。一些LED產(chǎn)品在質(zhì)量上仍存在一些問題，不能滿足工程應(yīng)用的質(zhì)量要求。

（2）LED室內(nèi)照明燈具性價比較低，價格較高，對LED在室內(nèi)照明的推廣應(yīng)用有較大影響。

（3）LED存在功率轉(zhuǎn)換和散熱不良的問題。目前，LED光源的使用時間不滿足10萬h，實際使用時間約為5萬h。

5 結(jié)束語

本文對LED在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用進行了一些分析和展望。由于民用建筑涉及面廣，很多具體工程還需根據(jù)實際面臨的一些問題進行具體分析。LED照明是一個新興產(chǎn)業(yè)，無論是商業(yè)化，系統(tǒng)化還是標(biāo)準(zhǔn)化都需要完善。隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展，LED照明產(chǎn)品的性價比將不斷提高，LED照明的應(yīng)用范圍將越來越廣泛，其在民用建筑照明中的應(yīng)用也將得到推廣。

[1]沈雅蘭.LED光源在民用建筑照明中的應(yīng)用[J].照明工程學(xué)報，2014（3）：98～100.

[2]沈雅蘭.LED照明在辦公建筑的應(yīng)用分析[J].中國照明電器，2014（6）.

[3]孟慶超，趙樹銘.探討LED照明在民用建筑中的節(jié)能應(yīng)用[J].江西建材，2015（13）：297.