景观照明节能技术研究

曹玮

摘 要：在当前国家大力提倡节能减排的背景下，如何在保证景观照明设计效果的前提下减少能源消耗，越来越成为业内人士关注的焦点。本课题聚焦当前热点问题，以景观照明为切入口，从设计到改造进行全面的研究，形成了景观照明节能设计及景观照明节能改造方法的科研成果，提出从照明方式、灯具光源类型、控制方式及新能源四个方面考虑节能设计；同时分析了新区景观照明现状、提出了改造流程和基于选择合理灯具规格、高效光源、智能控制模式和新能源等措施的景观照明的改造方法。

关键字：景观照明 LED景观灯 节能

1、引言

1.1 研究目的和意义

近年来，随着城市化进程的不断加快，城市建设和亮化工程全面展开，与此同时，配套的景观照明能耗呈逐年攀升趋势。尤其是上海这样的国际化大都市，景观照明在城市建设发展中的大量应用，面对国家大力提倡的节能减排号召，考虑针对景观照明的节能减排措施显得迫在眉睫。

1.2研究现状

目前，各类景观灯光楼宇主要采用的照明形式有泛光照明、轮廓勾勒、造型造景、动态表演等。主要采用的灯具类型有荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、霓虹灯、LED等。

我们在针对浦东新区部分大楼及绿地的调研中发现并总结了目前灯具的主要问题：使用时间较长，灯具老化、光衰情况严重；光源以荧光灯、高压汞灯、钠灯、金卤灯为主，能耗较高；灯具数量集中度较高，造成浪费、形成光污染。

1.3 研究目标

1.3.1景观照明节能设计研究

开展景观照明的节能设计研究，在满足各照明设计规范标准的前期下，在达到既定的景观效果的要求下，对景观照明的灯具设施的选型、照明方式技术的选用、设施控制系统等方面进行深入细致研究。

1.3.2景观照明节能改造方法研究

对既有的景观照明品牌、数量、规格、型号、安装高度、环境及能耗进行软件模拟及分析，研究切实可行的节能改造方案，综合考量景观照明领域的设计美学需求、工程技术规范、城市照明文化展现、施工可靠等方面的应用，形成可推广可复制的方法和设施来实现节能减排。

2、景观照明节能基本原则

2.1整体性原则

好的城市景观照明代表了城市的形象，豐富了城市的内涵，是一个城市现代化、国际化水平的重要标志。因此，对于景观照明的节能改造应充分考虑景观照明与环境艺术的协调性，对于不同性质的照明对象，需采取不同的照明手法，从而使景观照明的功能照明与装饰照明结合于一体。

2.2性能性原则

由于各种光源都有其各自的特点，在选择光源时，考虑满足照明作品所需的照度、色温、显色性及灯具寿命等要求的前提下尽可能地选择高光效、低能耗、低谐波的绿色节能照明产品。合理的照度设计，照度选择直接影响到照明系统的能耗，在进行照明设计时还应考虑照明对象自身的材质属性、文化属性及周围物体的明亮程度等。

3、景观照明节能设计研究

3.1合理控制灯具数量

调查研究发现，部分区域由于设计时的不合理，部分区域灯具数量繁多，导致亮度不适宜、光线效果不均匀、光色参差不齐、能耗较高等问题。因此，在节能改造时，根据现场照明需求，选取适当的功率、光通量等，并合理布局灯具点位，减少不必要的用灯，从而降低照明能耗。同一区域，选用相同规格的灯具，使得色温、亮度、发光角度、照射范围等光学参数一致，避免照明效果不均匀。对于灯具，选用合理的配光透镜，以及柔和的光源，避免眩光，降低光污染。在满足照明需求的前提下，适当减少部分灯具，对整体照明效果不会产生影响，同时还能降低能耗。

3.2选用高效节能LED光源

LED灯具不仅在室内照明得到广泛应用，凭借其寿命长、免维护、造型多样、颜色多变等优点，LED光源在功能上可以基本替换现有大部分传统室外灯具，其光效高、寿命长的特点使其可在室外的恶劣环境下长期稳定工作，既省去了每年的维护费用，又能有效降低能耗。此外，由于夜间室外灯具工作时长且时间固定，投资回收期较短。但是，由于受制于LED的光源特性，对于功率大于>1000瓦的大功率投光灯，目前尚不能有效替换，需采用其他方式进行节能控制。

3.3采用多种智能控制模式

LED景观照明的节能控制主要体现在智能控制方面，LED景观照明的智能控制有别于室内控制，通过智能控制策略可以充分体现LED应用于景观照明的优势，既能达到良好的节能效果，又能完美结合景观照明设计师的设计构想。基本的控制方式可分为：1.时钟控制；根据所在地的经纬度和季节编制开关灯时间表，严格按照时间表开关照明。2.照度感应；根据光电传感器检测照度值，当照度高于某一限值时，关闭部分灯具，在无需人工干预的条件下实时营造夜景氛围。3.人流感应；根据某一区域内人流的数量来控制灯具的开关，当人数过少时，关闭部分灯具，人流增多时再开启。

3.4可再生能源供电

太阳能、风能作为未来的能源是一种非常理想的清洁能源。对太阳能、风能技术而言，照明应用并非是其最主要的应用领域，也不是最能体现应用优势的领域，但就其作为能源的表现形式来说，太阳能、风能在照明领域的互补应用最直观。LED是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。在通用照明领域，LED照明灯具有体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、容易控制、耐受各种恶劣环境条件等优点，是典型的绿色照明光源。尤其随着大功率白光LED的研发成功，使它在照明领域应用更加广泛。LED作为新型固态绿色光源与风光互补发电技术结合应用于路灯、投光灯领域，是可再生能源与高新固态绿色光源的结合。实施风光互补改造后，实现0能耗，仅需太阳能及风能即可满足日常照明能耗需求。

4、总结与展望

近二十年来，上海景观照明建设取得了显著成效，在美化城市环境、提高观瞻水平、促进旅游消费经济发展、丰富市民文化生活等方面发挥了重要作用，但是在环境保护和节约能源的意识上还需要加强，在景观节能改造设计以及新建的景观照明设计时，仍然还需考虑以下几点。

（1）控制合理的照度标准及照明功率密度值

目前不少已完工的城市景观照明工程过分追求高亮度、多色彩，大规模、超豪华，这不仅达不到设置城市景观照明的初衷，而且破坏了视觉适应的平衡，导致视觉中心和亮度层次的缺失，不能形成美感，反而浪费了能源，加剧了电能紧张。

（2）确定合理的照明方式

根据被照建筑物的景观元素的要点、结构形式、照明载体的形体特征、材质特性和所要表达的内涵、艺术特点等选择科学合理的照明方式。

（3）选择合适的灯具、光源类型

光源、灯具和控制系统的合理选用是保证其技术指标先进、照明质量好、节能效果显著的首要条件。应大力推广节电新技术、新产品，努力降低城市照明电耗。

（4）合适控制方式的选择

考虑到节能的要求，又能满足不同时段、不同区域营造不同气氛下的景观效果的使用要求，根据使用情况设置平日、节日、重大节日等不同的开灯控制模式。故同一夜景照明系统内的照明设施应分区或分组集中控制，应避免全部灯具同时启动。采用计算机网络技术实现对各子系统的监控和管理；实现灯光组合变化和照度变化的灵活控制，努力降低电耗。