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照明工程中LED的应用

人气:发表时间:2018-08-22
 
一、认识LED的特点
 
今天似乎全世界的目光都聚焦在LED这个新型的光源上,被誉为21世纪的绿色照明产品,甚至人们预言未来会大部分取代传统的光源。因为它具有寿命长、启动时间短、结构牢固、节能、发光体接近点光源(有利于LED的灯具设计)、薄型灯具,灯具材料选择范围大,不需要加反射器,低压,没有紫外辐射,尤其在公共环境中使用更加安全等特点。再加上LED光源的生产可实现无汞化,对于环境保护和节约能源更具有重要意义。
 
传统的LED主要应用于信号显示领域、建筑物航空障碍灯、航标灯、汽车信号灯、仪表背光照明,如今娱乐、建筑物室内外、城市美化、景观照明中应用也越来越广泛。但是目前LED光源的寿命还不能达到所标出的100,000小时,实际寿命约在50,000小时左右,这主要与其散热方面的问题有关。在很小的空间里,随着功率的加大,半导体组件就会过热。再者,白色LED还不能达到普通灯泡所具有的亮度。
 
二、LED在照明工程中的应用方向
 
1、建筑物外观照明
 
对建筑物某个区域进行投射,无非是使用控制光束角的圆头和方头形状的投光灯具,这与传统的投光灯具概念完全一致。但是,由于LED光源小而薄,线性投射灯具的研发无疑成为LED投射灯具的一大亮点,因为许多建筑物根本没有出挑的地方放置传统的投光灯。它的安装便捷,可以水准也可以垂直方向安装,与建筑物表面更好地结合,为照明设计师带来了新的照明语汇,拓展了创作空间。并将对现代建筑和历史建筑的照明手法产生了影响。
 
2、景观照明
 
由于LED不像传统灯具光源多是玻璃泡壳,它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木,可以使用LED作为光源进行照明。LED隐藏式的投光灯具会特别受到青睐。固定端可以设计为插拔式,依据植物生长的高度,方便进行调节。
 
3、标识与指示性照明
 
需要进行空间限定和引导的场所,如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明,可以使用表面亮度适当的LED自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具,如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯,以及购物中心内楼层的引导灯等。另外,LED与霓虹灯相比,由于是低压,没有易碎的玻璃,不会因为制作中弯曲而增加费用,值得在标识设计中推广使用。
 
4、室内空间展示照明
 
就照明品质来说,由于LED光源没有热量、紫外与红外辐射,对展品或商品不会产生损害,与传统光源比较,灯具不需要附加滤光装置,照明系统简单,费用低廉,易于安装。其精确的布光,可作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会使用彩色的LED,室内装饰性的白光LED结合室内装修为室内提供辅助性照明,暗藏光带可以使用LED,对于低矮的空间特别有利。
 
5、娱乐场所及舞台照明
 
由于LED的动态、数字化控制色彩、亮度和调光,活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色,LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。长寿命、高流明的维持值(10,000小时后仍然维持90%的光通),与PAR灯和金卤灯的 50~250 小时的寿命相比,降低了维护费用和更换光源的频率。另外,LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。与PAR灯相比,没有热辐射,可以使空间变得更加舒适。目前LED彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。
 
6、视频屏幕
 
全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置,采用先进的数字化视频处理技术,有无可比拟的超大面积与超高亮度。根据不同的户内外环境,采用各种规格的发光像素,实现不同的亮度、色彩、分辨率,以满足各种用途。它可以动态显示图文动画信息,利用多媒体技术,可播放各类多媒体文件。世界上目前最有影响的LED显示屏,当属美国曼哈顿时代广场纽约证券交易所,总计使用了18,677,760只LED,面积为10,736平方英尺。屏幕可以划分成多个画面,而同时显示,将华尔街股市的行情一目了然呈现在公众面前。另外崛起在上海浦东陆家嘴金融中心的震旦国际总部,整个朝向浦西的建筑立面镶上了长100m的超大型LED屏,总计面积达到3600平方米。堪称世界第一。
 
7、与工业设计相结合
 
LED是近年来欧洲产品设计师的宠儿,他们将LED作为产品设计元素的一部分,驰骋于想象的空间,将光、玻璃或其它材料结合在一起,成为美轮美奂的艺术品。
 
三、LED产品研发亟待解决的问题
 
LED是21世纪最具发展前景的高技术照明领域。作为新型高效固体光源,具有寿命长、节能、环保等显著优点,将是人类照明史上继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的又一次飞跃。在半导体照明产品的外延生产、芯片制造、器件封装、集成应用等几个环节已初步形成比较完整的产业链,但在白光照明实现LED功能化照明方面存在着许多制约因素。因此,在目前的情况下,对LED照明产品开发与设计寄予以下希望:
 
1、满足人们对照明的个性化需求
 
LED的模块化,为照明设计带来了便利,通过设计者充分合理的布局,使LED处于良好的工作状态。LED的产品在满足个性化照明方面是传统光源相形见拙的,LED产品形制的多样化将达到前所未有的程度。因此,LED产品个性化的研发与设计是所有LED灯具供货商必须要面临的最大挑战。
 
2、面发光LED产品考虑建筑的模数化
 
面发光的LED必须与城市设计和建筑设计相结合,才能满足设计者的需求。例如作为地面铺装的夜间装饰,产品的尺寸与地砖的尺寸相协调,即符合模数的要求: 150×15;200×200;200×100;300×300;400×200等。
 
3、小功率LED灯具设计
 
城市夜景照明追求的不是亮度,而是艺术的创意设计,小功率的LED产品应该能够找到他的用武之地。LED发光角度小,方向性强,可作局部重点照明。问题是要给设计师提供有足够大的选择范围,外观上也应有美观的要求。可以肯定地说,LED将会在未来引领照明的时尚与新潮。
 
4、环保与节能,LED的合理利用
 
绿色照明的概念是全球追随的生态设计目标。如果能将LED与太阳能电池组合,将会扩大LED的应用范围与场所。
 
5、大功率、高光效、高显色性的白光LED照明产品研发
 
LED在照明领域的使用目前还受到技术水准和价格的限制,目前我国LED在照明领域应用的困难是LED白光光效不高(每瓦只有20流明左右),功率不大(几十毫瓦至一瓦)、价格贵。但是白光LED的发展前景看好,发光效率将达到 1001 m/w,单颗的输出功率达到10W,大功率、高亮度LED集成封装技术的研究,包括驱动电路及特种灯具的开发,无疑是LED最终走入照明领域的关键。一旦光效和价格问题得到解决,LED将是未来照明的主体。
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