LED光源在工業建筑中的應用

2020-02-15 17:41:47張成

居業 2020年3期

張成

(上海中交水運設計研究有限公司，上海 200090)

1 前言

LED照明作為一種新的照明光源，其具有節能環保、光色好、使用壽命長、使用成本低的特點，在民用建筑照明，景觀工程照明，交通照明領域有著非常多的應用。隨著我國科學技術的高速發展，LED照明技術發展非常迅速，其發光的效率更高，具有非常好的發展和應用前景[1]。在工業廠房開展電氣設計的過程中，廠房的面積普遍比較大，非常不適合小范圍照明系統的應用，且部分工業建筑廠房對光源的使用有著特殊的要求，需要這些光源具有防爆的性質，通過對LED光源的使用，就可以很好解決這些問題。

2 LED光源在工業廠房設計中的優勢

(1)節能優勢比較突出。LED光源同傳統的工業光源相比，其耗電量低的優勢非常突出，其耗電量是普通熒光燈的一半左右。日本是一個資源相對匱乏的國家，其在LED光源研究和應用中投入了非常大的力量，并研制成功了發光效率是普通LED光源一半的光源，每年節省大量的資金。當前各個國家在LED照明技術的研發上，投入的資金越來越大，技術不斷更新換代，技術使用的環保性能越來越突出，越來越符合環保照明的要求。

(2)使用壽命更長。光源的使用壽命是指在光源壽命統計試驗過程中，超過一半光源損耗時的小時數。由于工業建筑光源使用的特殊性，其對光源的使用壽命有著比較高的要求，只有選擇壽命更長的LED光源，才可以有效降低在光源使用過程中的消耗。LED燈具的使用壽命并不是指整燈的使用壽命。對LED光源壽命造成影響的各種因素往往比較多，工業建筑的環境非常復雜，這對LED光源提出了更高的要求，需要認真對LED光源的壽命進行分析，并及時提出針對性的措施。對LED光源壽命造成影響的因素主要包括，一，工業廠房的環境相對比較復雜，很多空間的濕度和溫度較高，這會對燈具的壽命造成直接的影響。此外LED光源安裝外界條件，如熒光粉、樹脂等也會光源的使用質量造成比較大的影響。當前，我國市場上生產的燈具的防護等級為IP68及其對應的光源，只有根據使用環境條件對燈具和驅動電源進行針對性的選擇，才能保證對燈具的使用質量。二，LED燈具的散熱性。當前市場上大部分的LED光源的光轉換效率并不是非常高，在實際使用過程中，容易釋放大量的熱，這會導致LED燈發熱的現象相對比較嚴重，直接導致LED燈的發光效率下降。在LED光源的溫度超過一定的范圍之后，其光效變差，色溫發生偏差，驅動電源的穩定性變差，燈的裝飾材料也容易發生老化現象，對光源的實際使用壽命，造成非常大的影響，降低了其實際使用的經濟性。由于LED光源采用了獨特的技術處理，可以進一步提升光源的反應速度，其反應速度可以達到微妙級。而高壓氣燈在開燈10s之后，其才能達到額定光照強度，通過將LED光源應用在工業廠房設計當中，可以有效提升工業廠房照明的反應速度[2]。

(3)LED光源的發光效率更高，且光色的效果更好。如果采用金屬鹵化物燈，其發光效率保持在80lm/W～110lm/W，通過對LED光源的使用，可以將光源的發光效率提升到120lm/W以上，隨著LED光源技術的不斷發展，相信該光源的發光效率會不斷提升。高壓鈉燈的發光效率比較高，但其發光的顏色偏黃，色溫在2100K左右，顯色指數在24左右，在工業建筑設計中的應用偏少，此外其價格也偏高，在目前工業建筑設計中經常使用的是金屬鹵化物光源。LED光源的色彩更加豐富，且高壓氣體燈在實際使用中的放電現象也相對比較嚴重，且頻閃現象比較嚴重，對人的視覺系統會帶來不利的影響，通過對LED光源的使用，可以很好解決這些問題。

(4)安全性能比較強。由于工業建筑環境的復雜性，其發生爆炸及火災安全事故的幾率往往比較高，在照明系統設計中，非常重視對光源的選擇。為了保證對金屬鹵化物光源使用的安全性，需要在使用過程中采取一定的安全措施，但還是不能將安全隱患消除掉。此外，在當前的設計中，經常會使用電感式鎮流器，其工作過程中的溫度相對比較高，不斷向外散發熱量，這對環境溫度要求工業建筑環境當中，并不合適。通過對LED光源的使用，可以進一步提升照明系統運行的安全性，比較適合在存在易燃物質的場合中進行使用，使用過程中也不會對人體健康造成嚴重的影響。

3 LED在工業建筑照明工程中的應用

(1)由于工業生產的特殊性，很多車間在實際開展生產的過程中，很多時候都需要24h連續不間斷進行生產，這對其照明系統有著比較高的要求，如果采用傳統的鹵素照明燈具，其照明亮度效果并不是很好，且燈具的使用壽命普遍較短，需要定期進行更換。為了有效解決這個問題，可以對生產車間的頂部采用LED光源，光源的照明效果更好，且使用壽命更長，燈具的節能效果更加突出，能夠保證較長時間連續使用，而不會發生損壞。此外，使用LED光源可以方便對光源的亮度進行調整，只需要在外界光源條件比較理想的條件下，熄滅其中一部分LED燈即可[3]。

(2)由于工業生產的特殊性，在工業建筑中存在一定的特殊區域，需要通過各種生產指示來提醒周圍人員。在實際指示燈系統中，通常采用普通照明光源來照亮指示板的方法，但這些做法的效果往往比較有限，在長期的使用過程中，非常容易損壞，需要定期進行更換，且指示板的指示效果并不十分理想。為了有效解決這個問題，可以將LED光源應用到建筑指示系統之中，直接利用LED燈來組合各種指示形狀，讓指示標志更加醒目，指示標志的使用壽命也會更長。此外，還可以通過不同燈組亮滅的組合變化，讓這些燈組可以更加吸引人的注意，具有非常好的應用前景。

(3)在實際工業生產當中，有些環境是比較特殊的，環境當中經常會存在易燃物，如果采用普通的照明系統，需要經過特殊的技術處理，這樣才能安全使用，照明系統的使用成本相對較高。為了有效解決這個問題，可以將LED光源應用在工業建筑應用當中，其發熱量更少，發生安全隱患的概率更低。

4 LED光源在工業廠房應用中存在的問題

(1)造價普遍比較高。當前很多LED光源的造價相對較高，且系統的內部設計也相對比較復雜，在同等照明強度下，其價格要比高壓鈉燈高很多，雖然其后期節電的優勢比較突出，但還是需要花費一定的時間，才能夠收回成本。

(2)散熱性差。雖然當前LED技術高速發展，技術的各種弊端越來越少，但市場上生產廠家生產技術水平差異很大，很多企業都不能很好解決其散熱性差的問題，導致其在實際應用過程中，非常容易發生光衰及發光效率下降的問題，對光源的使用壽命造成了非常大的影響。

(3)LED光源相關使用規范經常處于缺失的狀態。當前在大功率LED光源的設計過程中，對光源的效率，顯色性，色溫參數并沒有很好確定，各種實測數據并不是很全面，各種行業標準和規范并不是非常健全，這對LED光源的實際應用，造成了不小的弊端。

雖然當前LED光源技術的發展還不夠成熟。但我們應該堅信其是一種非常有潛力的技術。在90年代節能燈剛出現的時候，很多人認為這種燈具的價格太高，但經過20年的市場推廣工作，這種燈具在工業和生活中的應用已經非常普遍，我們應該清醒看到LED光源的各種優勢，在技術的研發工作中投入更大的力量，認真做好技術的推廣工作。

5 結語