LED綠色照明在建筑照明中的應用研究

趙越

【摘 要】 LED綠色照明是我國環保照明的關鍵技術，與過去的白熾燈相比，從照明效果、能源節約等方面具有非常大的優勢。基于此，本文通過對景觀建筑、公共設施、醫院、機場、車站、碼頭以及商業辦公等需要安裝LED照明的建筑進行簡要分析，并通過實際案例，提出自己一點看法。

【關鍵詞】 LED綠色照明；環保節能；建筑應用

[Abstract] LED green lighting is the key technology of environmental protection lighting in China. Compared with incandescent lamps in the past， it has great advantages in lighting effect and energy saving. Based on this， the paper analyzed the construction and through actual cases， puts forward his own view point.

[Key words] LED green lighting； environmental protection and energy saving； building applications

LED照明即是發光二極管照明，它是利用固體半導體芯片作為發光原材料，在半導體中通過載流子發出過剩能量引起光子發射，進而釋放出紅、黃、藍、綠色光芒，以此利用三原色基色原理，通過添加熒光粉便能夠發出任意顏色的光芒。其優點非常多：節約能源、安全環保、使用時限長、體積小、發光效率高以及光線集中度高等。LED照明作為綠色光源，在建筑照明應用非常廣泛，尤其在不同建筑環境中具有不同的應用方案。

1 景觀建筑照明

LED照明具有光線集中度高的特點，在較小波長的窗口內，光線純度比較高，而且能夠較好的控制發光光譜的組成，從而能夠起到局部照明或者重點照明的作用[1]。而在景觀建筑照明中，就是利用LED照明光線集中度高、色彩鮮明的特點，將色彩斑斕的光線應用在裝飾植物、勾勒建筑輪廓方面[2]。例如：海門城市西面重要交通進出道口，拱形正大橋。在大橋兩側采用LED景觀裝飾光帶為主體的立體面照明，通過以藍色為主要色調，黃色為輔助色調，營造出拱形正大橋莊重、大方、團結向上的氣氛，從視覺感官給人以冷靜、清爽的特點。另外一些建筑水景也是常用LED照明燈的地方，利用水下LED照明，將相同或不同顏色的水下燈，按照一定圖案排列向上照射。

2 公共設施照明

很多公共設施照明光源采用傳統照明方式，不但耗電量大，而且在控制方式上基本采用人工控制處理，由于一些包括地下車庫在內的公共設施需要24小時不間斷照明，極易造成照明燈的損壞，需要經常更換，也在無形之中加大了工作人員的維護力度[3]。而LED使用壽命普遍在10萬小時左右，因為LED燈是半導體器件，即使頻繁開關，也不會影響到LED的使用壽命，因此，一些公共設施為了避免頻繁更換燈泡的問題，將LED燈用于地下車庫、公共衛生間、走廊、樓梯等公共場所，如此一來不僅管理方便、簡單，還能夠節約能源[4]。LED燈能夠滿足地下車庫等公共設施的采光要求，例如：某新建地下車庫，采用LED智能控制方案。由于地下車庫設備管線比較多，燈具光源功率不宜過大，而配光角度不宜過小，車輛在出入口露天處采用墻面嵌入安裝方式，在安裝角度上，為了避免產生眩光影響駕駛，燈具采用燈光投向地面方式，距離地面50cm左右。配電系統應符合相關標準，可采用24V安全電壓集中供電。

3 醫院照明

在公共場合中，醫院對照明要求最高，不僅要求照明光度，還需要在醫院日常工作中對其他醫療設備影響做到最小，由于白熾燈在工作時會產生極小的電諧波，時間一長這種電諧波會出現疊加現象，影響醫療設備的正常運行[5]。根據《建筑照明設計標準》GB50034-2004規定，病房照度標準為100lx，光源色溫小于3300K，光源最好選擇低色溫熒光燈[6]。而LED燈的工作電壓較低，多為1.4～3V，工作電流僅為10mA，而且在日常照明使用過程中，LED燈產生的電諧波比白熾燈還要低一個數量級，能夠減少日常光照對醫療設備的影響，所以LED燈比較適合于醫院照明。

4 機場、車站以及碼頭照明

機場、車站以及碼頭是人們出行的聚集地，而這些建筑頂棚比較其他公共建筑設施要高，所以對于照明光度要求更高，如果燈具效率比較低，將會造成不必要的損失[7]。LED燈的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，而且LED是單向性發光，所以燈具效率較高[8]。燈具效率為：在相同的使用條件下，燈具發出的總光通量與燈具內所有光源發出的總光通量之比，以光源功率100w的LED路燈為例：初始光通量11200lm。除去透鏡損失10%，燈具損失10%，燈具光通量為9070lm，而燈具總功率110W，所以在高功率燈具中LED燈占據著不可替代的地位。

5 商業辦公照明

寫字樓、辦公樓等商業建筑在使用照明時，除了節能需求以外，對于光照顏色要求很高，尤其是在會議上、待客室等不同辦公環境中，溫和的光線能夠烘托會議的氣氛，使工作變得溫馨、平和[9]。LED燈能用于辦公使用照明存在以下幾點優勢：1）投射角度調節范圍大。由于單顆LED體積小，能夠做成任何形狀，從而滿足各種照明需求；2）節能。LED15W亮度相當于40W白熾燈亮度；3）回應時間短。普通燈具是毫秒級別的回應時間，而LED燈回應時間是納秒級別的；4）更換方便。LED燈為半導體芯片發光，并沒有燈絲、玻璃泡燈經常需要更新的物件；5）綠色環保。不會像節能燈中電子鎮流器產生電磁干擾；6）保護視力。LED燈為直流驅動，并沒有頻閃現象出現；7）安全系數高。LED燈所需電壓、電流較小，因此產熱比較弱，不易引發安全隱患[10]。

6 工業廠房照明

在大型廠房中目前金鹵燈相對大功率LED光源存在著一系列的優勢，雖然生活中LED光源已經隨處可見，但LED光源用在工業照明領域還是存在著一些問題：（1）市場產品琳瑯滿目，但是優質成熟產品成本偏高，一次性投入過大，企業投資大大增加；（2）顯色性差，在LED光源照射下顯示的顏色并沒有金鹵燈真實會給部分企業帶來損失（如紡織業，印刷業，電子產品制造業，冶金行業等都需要顏色區分）；（3）光束角調節難度很大，但是目前可以利用透鏡來解決部分光束角問題。（4）LED散熱問題。大功率LED存在一個最嚴重的問題是散熱。發光二極管是冷光源不會發熱，但是大電流流過半導體材料上產生的電阻熱會使發光管產生較高的溫度，然而由半導體材料制作的發光二極體本身不耐高溫，過熱會大幅度降低其使用壽命，利用散熱器會增加燈具的體積，致使半導體光源燈具體積小、重量輕的優勢消失殆盡，散熱不解決，燈具發熱厲害，光衰就會嚴重，壽命不能保障。

綜上所述，LED照明在建筑方面的應用非常廣泛，是我國照明行業未來的發展方向，解決大功率LED散熱問題，將在工業領域內全面發展。

參考文獻：

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[4] 楊福志.淺談某醫院LED照明燈具節能改造方法[J].河北 企業，2016（03）：129-130.

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[6] 付曉明，李建文.綠色醫院照明——淺談LED光源在醫院 的應用[J].現代物業（上旬刊），2014，13（09）：8-9.

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[8] 郝靜如. LED用于機場道路指示系統的研究[D].復旦大學， 2012.

[9] 黃世釗. 城市基礎設施和公共場所須設景觀照明設施[N]. 法治快報，2007-08-30（006）.

[10] 王海. 建筑高耗能“黑洞”吞噬珍貴能源[N]. 市場報， 2005-07-25（004）.