LED光源在室内照明中的应用案例

侯建成，杜 悦

(天津市建筑设计院，天津 300074)

前言

当前，在照明领域，全世界的目光都聚焦在LED这种新型光源上，它被誉为21世纪的绿色照明产品，未来将会取代大部分的传统光源。这是因为它具有寿命长、启动时间短、结构牢固、节能、发光体接近点光源、体积小等特点。而且LED光源的生产可实现无汞化，对于环境保护和节约能源具有重要意义。LED照明技术是一种实用化的系统技术，必须通过系统、具体的工程设计来体现该项照明技术的优点及发展趋势[1]。本文以实际工程为例，介绍LED光源在实际应用中的效果及优势。

1 应用实例

社会在发展，各领域的科技在进步，照明也同样需要更新换代[2]。据资料统计：我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的14%，如果目前国内三分之一的白炽灯被LED代替，每年就可以为国家节省一个三峡发电站的年发电量。在这种形势下，LED照明的普及及应用显得尤为重要[3-5]，而在照明领域的推广工作需通过典型工程的示范作用来带动，特别是具有影响力的工程。

北京人民大会堂某重要接待厅厅内总建筑面积约570m2，主要功能为会议及接待。本次装修设计中，所有灯具我们均采用LED光源，选用2700K色温，以消除视觉疲劳，使人精神容易集中，使会议在舒适的环境中进行，而且同一个功能区域，采用色温一致的光源，可以使光环境的色调统一，符合会议的严肃性及庄重性等特点。灯具采用9W LED灯具，E27口，显色指数≥85。其中主灯为直径3600mm的吸顶水晶灯，共三部，每部约为150灯头。

会场吊顶周圈采用112盏6寸筒灯，筒灯采用嵌入式下照光线，可避免直接眩光，提供舒适的光环境。辅助光源为侧反隐藏式灯带，其中三部主灯各辅助有圆形灯槽，每个灯槽直径约5.2m，周长33m，光源为9W-600mm-LED，共约130盏。每4个6寸筒灯辅助有方形灯槽，每组方形灯槽边长约2.0m，周长8m，光源为9W-600mm-LED，共约38盏，共28组方形灯槽(图1)。

图1 每4个6寸筒灯辅助有方形灯槽Fig.1 Each of the 4, 6 inch downlights have auxiliary lamps in square groove

另外，整体四周配备灯槽，周长80.3米，光源为18W-1200mm-LED，共约170盏(图2)。

图2 三部主灯，且均辅助有圆形灯槽Fig.2 The three part of the main lights, and have the auxiliary lamps in circular groove

经过现场实测，厅内平均照度可达2000 lx，满足甲方提出的要求，且本空间为清洁的室内环境，维护系数按0.8计算，照度也可达到1600lx左右。同比改造前平均照度900lx，照度标准提高了过一倍，满足会议、接待的照度要求。而通过电能计量装置显示，总功率仅为20kW左右。改造前，使用的光源多为白炽灯、直管荧光灯及紧凑型荧光灯，厅内灯全部开启时照明总负荷约70kW，而平均照度仅为900lx左右。通过对比，LED光源节能效果相当显著，充分体现出LED灯的节能优势(图3)。

图3 大厅照明总功率仅为20kW左右Fig.3 The total power of lighting is only about 20kW

光源的发光效能就是光通量与功率之比。发光效能体现了光源的节能特性，这是衡量光源性能的一个重要指标。荧光灯的光效大约是55～80lm/W，而LED的光效在100lm/W以上，二者之间的差距已经将近1倍。另据相关资料显示，将LED与普通白炽灯、螺旋式节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果为：普通白炽灯的光效为12lm/W，寿命小于2000小时；螺旋式节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时；T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时；而80lm/W左右的LED灯，寿命可大于100000小时。此外，LED灯具无任何噪音，可做到无任何声音干扰，因此非常适用于会议场合。

室内照明设计，不仅仅要满足使用方关于照度的要求，更要注重情景模式的渲染。灯槽内的LED日光灯是120度发光的，所有光基本均为有效光。虽然120度发光角度略窄，但作为侧反灯带的情况下，烘托情景照明的作用还是可以达到的。而同时，LED灯的显色指数可与普通荧光灯的显色指数相同，一般可达80。在接待厅西侧屏风处，设有一幅长约10m，高约3m的油画，在北侧及南侧墙面，设有8幅木雕作品，因为LED体积非常小，在设计中可以视为点光源，这使得光效可以为相应的场合提供最合理的配光形状，使油画及木雕获得均匀的光照并产生作品的立体感(图4)。

图4 合理的配光形状使油画及木雕获得美学效果Fig.4 The oil paintings and wood carvings have aesthtics effect under the influence of the light distribution

设计中，舒展柔美的灯光线条与精致细腻的吊顶线脚相互辉映，打破了布局上的严肃，使整个接待大厅散发迷人的风采(图5)。此外，照明效果应该是以场所为出发点，旨在营造一种绚丽的光照环境，去烘托场景效果，使人感觉到注重大气的场景氛围。照明效果应以人情感为出发点，从人的角度去创造一种意境般的光照环境，可以满足人在不同场合的精神需求。光色是构成视觉美学的基本要素，因而光源光色的选用直接影响着灯光的艺术效果，我们利用LED恰当的色温选择可以最大程度地向人们展示了视觉美学的艺术效果，打破了原有灯具形态的固有观念，以艺术的角度去认识、理解和表达光的主题。

图5 柔美的灯光使木雕充满立体感Fig.5 Soft lighting makes wood cavings full of sterev feeling

通过实景照片我们不难看出，在LED光源的整体渲染下，整个会议空间氛围自然不失严肃，淡泊不失庄重，含蓄不失气度(图6)。

图6 整个会议空间氛围自然不失严肃，淡泊不失庄重，含蓄不失气度Fig.6 The whole meeting space is dignified, free from affection, full of presence

同时，会场内所有灯具通过全数字智能灯控柜，也可实现会议、转播、休息、清扫等多种情景模式。使得室内整体空间成为真正意义上的绿色环保的照明空间。

2 结语

据《2013—2017年中国LED照明产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析认为：LED照明市场一直被认为是LED最重要、最具发展前景的实际应用市场。而且总的来说，宏观环境对于LED照明的应用及发展非常有利，主要体现在：(1)节能减排成为全球关注的议题并得到积极推进;(2)传统光源技术成长缓慢，面临发展瓶颈;(3)LED照明技术进步与成本不断降低，长期市场障碍已不大。相比于其他灯具，LED灯还具备使用寿命长、高亮度、低热度、机械性强、坚固耐用等特点。因此，作为新型绿色照明光源，LED具备着传统光源无法比拟的优势。本次设计成果受到使用方及相关领导的一致认可和好评，通过实际工程的应用，我们认识到了其强大的现实价值，相信随着LED技术的发展与成熟，其必将成为未来灯具市场的主流产品，成为建筑装饰领域灯具的首选产品。

[1] 郝洛西. LED在照明工程中的应用[J].照明，2004(4).

[2] John Calhoun.LEDs will be the next big thing in lighting.Architectural Record.

[3] 张京. LED节能灯及应用于该节能灯的LED光源[Z]. CN201787381U,2011.

[4] 曾惠容. LED节能灯节能效果实证研究[J]. 安徽农学通报(下半月刊),2011(4).

[5] 李刚殷. LED节能灯 中国是生产大国却是使用小国[N]. 中国改革报,2008-08-01(007).