LED光源的發(fā)展與照明設(shè)計(jì)思路

劉 霞

國網(wǎng)慈利縣供電公司（湖南 張家界 427200）

0 引言

現(xiàn)如今，科技水平的顯著提高，促進(jìn)了綠色能源的蓬勃發(fā)展，且在各領(lǐng)域中均發(fā)揮著非常關(guān)鍵的應(yīng)用價(jià)值。LED光源作為新型照明能源，也是綠色能源的一種，具有非常多樣且顯著的優(yōu)勢，在各領(lǐng)域得了廣泛應(yīng)用。然而，在LED光源的具體應(yīng)用中，極易受到多種因素的影響，導(dǎo)致其作用和優(yōu)勢得不到有效發(fā)揮，故而相關(guān)人員必須充分明確和掌握LED光源照明設(shè)計(jì)思路，將該光源產(chǎn)品加以有效應(yīng)用[1-2]。

1 LED光源的發(fā)展情況

目前，由于白熾燈存在光效較低、使用壽命較短、節(jié)能效果較差等問題，逐漸被熒光燈所取代；熒光燈歷經(jīng)30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已成為電氣設(shè)計(jì)與具體使用的主流。在此期間，人們逐漸研發(fā)出了緊湊型熒光燈，其屬于一種一體化熒光燈，因具有使用簡便、體積較小等優(yōu)勢，一度得到廣泛應(yīng)用，然而該類光源始終無法取代熒光燈[3]。熒光燈的光效可達(dá)80 lm/W，而緊湊型熒光燈管光效僅僅達(dá)50～60 lm/W，因此熒光燈更受各領(lǐng)域的認(rèn)可。但是，對于走道等對照度要求比較低的場所，緊湊型熒光燈就能很好地滿足其照度要求。與熒光燈相比，金鹵燈CDM具有更高的光效，約為100 1m/W，主要適用于室外場所。在具體應(yīng)用中，若照度要求cosφ=0.85，那么所選用的CDM光源功率不可超過1 000 W；若照度要求cosφ=0.9，那么所選用的CDM光源的功率必須在1 000 W及以上[4]。CDM光源具有較為顯著的顯色性，顯色指數(shù)為90，然而該光源的初次啟動(dòng)和再次啟動(dòng)的時(shí)間比較長，這極大限制了有瞬時(shí)啟動(dòng)要求時(shí)的應(yīng)用，且該光源在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，需要使用防護(hù)罩，故而無法適用于家庭之中。在光效大于等于金鹵燈CDM的前提下，LED光源能適用于更多的場所，且具有良好的節(jié)能效果，現(xiàn)已成為照明光源的主要方向。

2 LED光源的照明設(shè)計(jì)思路

2.1 LED照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

（1）開關(guān)模塊控制。對LED燈具而言，其相關(guān)回路的控制主要依靠普通翹板開關(guān)實(shí)現(xiàn)，即配電箱集中控制的燈控模塊方式。一般而言，于配電箱內(nèi)布設(shè)燈控模塊，需根據(jù)相關(guān)規(guī)范和要求選擇最為適宜的信號(hào)和總線類型，并利用燈控模式對燈具內(nèi)智能開關(guān)的回路加以評(píng)估和判斷。將調(diào)光模塊作為配電箱內(nèi)的開關(guān)模塊，能憑借相關(guān)調(diào)光信號(hào)實(shí)現(xiàn)燈光的調(diào)節(jié)[5-6]。

（2）DMX512控制。如果僅需一種顏色實(shí)現(xiàn)控制，則不用選擇控制單元，只用通斷的兩線；如果通過全彩色實(shí)現(xiàn)控制，則必須選用控制單元，即實(shí)現(xiàn)DMX512控制。在實(shí)際的照明設(shè)計(jì)過程中，通過合理控制RGB光源，就能調(diào)節(jié)色彩，借助遠(yuǎn)程設(shè)備管理的充分利用，讓RDM協(xié)議能連接DMX512主機(jī)及其解碼器，從而利用遠(yuǎn)端實(shí)現(xiàn)DMX對燈管的調(diào)控，獲得更加豐富的應(yīng)用效果。針對DMX512控制的配線方式，主要包括：①DMX分控器信號(hào)線+特低壓直流信號(hào)。控制線主要是單纜式，在燈具中布設(shè)一根5芯信號(hào)線纜，將開關(guān)電源作為燈具的電源，在其中布設(shè)2芯直流電源線。因?yàn)殡娫磳儆讵?dú)立的開關(guān)電源，故而其主要適用于直流特低壓照明供電的狀況。②DMX分控器信號(hào)線+交流電源線。選擇金屬管進(jìn)行電源線和信號(hào)線的敷設(shè)工作，期間，相關(guān)人員應(yīng)綜合分析強(qiáng)弱電之間存在的影響因素，若應(yīng)用AC 220 V供電燈具，則無須使用開關(guān)電源。③DMX解碼器方式。基于第一種配線方式，改變DMX512標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼控制信號(hào)，使之成為PWM控制器信號(hào)，以更好地驅(qū)動(dòng)LED光源。而且PWM控制器內(nèi)可以應(yīng)用很多燈具，借助終端側(cè)調(diào)控更多的可控像素點(diǎn)、系統(tǒng)規(guī)模。

2.2 LED照明燈具的設(shè)計(jì)思路

（1）豐富多樣的照明燈具控制方式。具體包括如下方面：①單燈的遠(yuǎn)程控制，即由遠(yuǎn)端控制照明燈具；②單燈人機(jī)對話界面，通過顯示屏或觸摸屏等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對照明燈具的控制；③燈具的可調(diào)節(jié)性，利用遙控器調(diào)控?zé)艟叩慕嵌龋虎軉螣舻目删劢剐裕ㄟ^改變配光曲線實(shí)現(xiàn)對照明燈具的控制；⑤單燈的可調(diào)光性，結(jié)合應(yīng)用場合的需求適當(dāng)調(diào)節(jié)光通量；⑥單燈的地址可尋等，即可巡查所有燈位的運(yùn)行狀況。在對上述單燈控制方式的具體應(yīng)用過程中，相關(guān)人員不可將燈具看作是單一發(fā)光的物體，而應(yīng)注重?zé)艟咝Ч某浞职l(fā)揮。

（2）LED燈具和設(shè)備的接線。通過現(xiàn)場插拔式實(shí)現(xiàn)燈具的接線，即有效連接燈具與燈具、燈頭與燈桿。選擇分段式安裝，能盡量避免故障的出現(xiàn)。當(dāng)前，LED燈具的線路分支方式存在很大的改變，所有燈具的纜線都如同預(yù)分支電纜，通過線纜插接端頭分支到開關(guān)電源，只需再次調(diào)整布燈拔插。在DMX設(shè)備的安裝和接線過程中，DMX分控器主要的出線是16路，將主控器布設(shè)到主弱電機(jī)房內(nèi)，于每一層強(qiáng)弱電合用井道位置對分控器進(jìn)行布設(shè)，且在燈具四周設(shè)置符合相關(guān)要求的分控器，而各分控器之間的連接則由菊花鏈?zhǔn)綄?shí)現(xiàn)。

（3）LED燈具的應(yīng)用和安裝。①室外道路燈具。在路燈設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮廣播、Wi-Fi、汽車充電等功能的集成，合理增加紅外傳感，當(dāng)沒有人經(jīng)過時(shí)可選擇20%的照度控制方式，有人經(jīng)過時(shí)可選擇100%的照度控制方式。同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合使用場所明確照明高度，如城市道路的照明高度可設(shè)置為7～12 m，園區(qū)內(nèi)部道路的燈具照明高度可設(shè)置為4～7 m。對LED路燈的光源而言，相關(guān)人員需要充分考慮光的外力問題，可選用特殊的光源產(chǎn)品，以確保能長期達(dá)到設(shè)計(jì)的照度需求。②室內(nèi)和室外裝飾性燈具。對于展廳、商場及超市等場所，可選擇導(dǎo)軌射燈；對于室內(nèi)照明，可選擇LED日光燈，如辦公、商業(yè)廣場內(nèi)部等場所；針對外立面底部和頂部特定位置的照明，可選擇洗墻燈；針對外立面輪廓照明，可選擇點(diǎn)狀光源；針對外立面整體效果照明，可選擇射燈；針對洗墻燈或室外植物的照亮，可選擇地埋燈。通常，LED特低壓燈具具有良好的應(yīng)用效果，且眩光較小，幾乎不會(huì)出現(xiàn)用電安全問題。③相關(guān)注意事項(xiàng)。對于光衰問題的處理，可選用的產(chǎn)品類型包括1 000 h光衰為0、3 000 h光衰為1%、10 000 h光衰為3%、50 000 h光衰超過30%。④LED藍(lán)光與受潮問題。由于LED光源中的紫光譜與藍(lán)光譜等往往會(huì)對視網(wǎng)膜造成損害，故而在具體設(shè)計(jì)過程中，可盡量不選擇近距離光源對LED的使用。由于LED大多被應(yīng)用到室外照明燈中，加上光源無法完全密封，受熱冷卻后，縫隙中會(huì)進(jìn)入一些水汽，這極大加快了燈具老化的速度，也極易出現(xiàn)燈具短路問題。針對這一問題，在具體設(shè)計(jì)中，可選擇具有IP65或IP66防護(hù)等級(jí)的室外LED燈。

2.3 照明設(shè)計(jì)常見思路

對于節(jié)能燈具的選擇，主要考慮耗電量的高低、使用壽命的長短、質(zhì)量的高低，并選擇經(jīng)濟(jì)合理的方式設(shè)計(jì)施工電氣電纜，選擇安全、高質(zhì)量的智能控制系統(tǒng)，盡量避免控制的誤差，讓控制流程更加簡便，并借助智能自動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測與管控。具體做到以下幾點(diǎn)：

（1）在照明效果層面上。①照射方式。借助反射式或漫射式燈具，通過光影與光色的烘托，可實(shí)現(xiàn)對眩光的恰當(dāng)處理，營造出特別的視覺觀感；還可在滿足功能和節(jié)能性的基礎(chǔ)上，盡量減少燈具的使用。②色溫的選擇，應(yīng)能夠?qū)ξ矬w本色的場合加以顯示。針對嚴(yán)肅的場合，可選擇＞5 000 K的高色溫；針對溫暖的場合，可選擇≤3 000 K的低色溫等。③混光照明與適用場所。對大空間公共場所而言，可選擇混光或混合照明，安裝方式為將吊燈安裝到中間，四周用燈槽，裝配樣式為布型嵌入筒燈；針對有水的場所，燈具的布置方式為四周燈槽和水下壁燈；針對會(huì)議和辦公場所，可單獨(dú)使用熒光燈、LED燈或鹵素?zé)舻龋部山M合使用這些燈具。

（2）燈具的布置。①均勻度。在直射燈的布置中，應(yīng)確保各燈位之間的連續(xù)性，從而獲得較好的照明效果。②空間感。高位燈具的功率為200～400 W，其高度為3～6 m。由于該類燈具極易強(qiáng)化空間的立體感，在布置時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)做到整齊且不零亂。低位燈具的功率為20～200 W，主要是低位置燈具和埋地?zé)艟撸谠擃悷艟叩牟贾眠^程中，相關(guān)人員應(yīng)注意規(guī)避炫光，確保其富有規(guī)律感。同時(shí)，兩類燈具的布置，都需要確保在白天的外觀顏色和周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。③功能性。在機(jī)動(dòng)車道的燈具布置過程中，相關(guān)人員應(yīng)保障燈具有一定辨認(rèn)度和識(shí)別度；針對室內(nèi)空間的燈具布置，應(yīng)確保其能實(shí)現(xiàn)用眼安全。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著照明技術(shù)的蓬勃發(fā)展，我國大力提倡環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排的理念，這在很大程度上促進(jìn)了LED的發(fā)展和應(yīng)用。在LED光源的具體應(yīng)用中，相關(guān)人員不僅需要充分掌握LED照明的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、LED照明燈具的設(shè)計(jì)思路等，還應(yīng)注重照明效果和燈具的合理布置，確保LED光源的優(yōu)勢和作業(yè)在相應(yīng)的場合內(nèi)得到充分利用。