LED绿色照明在建筑照明中的应用研究

赵越

【摘 要】 LED绿色照明是我国环保照明的关键技术，与过去的白炽灯相比，从照明效果、能源节约等方面具有非常大的优势。基于此，本文通过对景观建筑、公共设施、医院、机场、车站、码头以及商业办公等需要安装LED照明的建筑进行简要分析，并通过实际案例，提出自己一点看法。

【关键词】 LED绿色照明；环保节能；建筑应用

[Abstract] LED green lighting is the key technology of environmental protection lighting in China. Compared with incandescent lamps in the past， it has great advantages in lighting effect and energy saving. Based on this， the paper analyzed the construction and through actual cases， puts forward his own view point.

[Key words] LED green lighting； environmental protection and energy saving； building applications

LED照明即是发光二极管照明，它是利用固体半导体芯片作为发光原材料，在半导体中通过载流子发出过剩能量引起光子发射，进而释放出红、黄、蓝、绿色光芒，以此利用三原色基色原理，通过添加荧光粉便能够发出任意颜色的光芒。其优点非常多：节约能源、安全环保、使用时限长、体积小、发光效率高以及光线集中度高等。LED照明作为绿色光源，在建筑照明应用非常广泛，尤其在不同建筑环境中具有不同的应用方案。

1 景观建筑照明

LED照明具有光线集中度高的特点，在较小波长的窗口内，光线纯度比较高，而且能够较好的控制发光光谱的组成，从而能够起到局部照明或者重点照明的作用[1]。而在景观建筑照明中，就是利用LED照明光线集中度高、色彩鲜明的特点，将色彩斑斓的光线应用在装饰植物、勾勒建筑轮廓方面[2]。例如：海门城市西面重要交通进出道口，拱形正大桥。在大桥两侧采用LED景观装饰光带为主体的立体面照明，通过以蓝色为主要色调，黄色为辅助色调，营造出拱形正大桥庄重、大方、团结向上的气氛，从视觉感官给人以冷静、清爽的特点。另外一些建筑水景也是常用LED照明灯的地方，利用水下LED照明，将相同或不同颜色的水下灯，按照一定图案排列向上照射。

2 公共设施照明

很多公共设施照明光源采用传统照明方式，不但耗电量大，而且在控制方式上基本采用人工控制处理，由于一些包括地下车库在内的公共设施需要24小时不间断照明，极易造成照明灯的损坏，需要经常更换，也在无形之中加大了工作人员的维护力度[3]。而LED使用寿命普遍在10万小时左右，因为LED灯是半导体器件，即使频繁开关，也不会影响到LED的使用寿命，因此，一些公共设施为了避免频繁更换灯泡的问题，将LED灯用于地下车库、公共卫生间、走廊、楼梯等公共场所，如此一来不仅管理方便、简单，还能够节约能源[4]。LED灯能够满足地下车库等公共设施的采光要求，例如：某新建地下车库，采用LED智能控制方案。由于地下车库设备管线比较多，灯具光源功率不宜过大，而配光角度不宜过小，车辆在出入口露天处采用墙面嵌入安装方式，在安装角度上，为了避免产生眩光影響驾驶，灯具采用灯光投向地面方式，距离地面50cm左右。配电系统应符合相关标准，可采用24V安全电压集中供电。

3 医院照明

在公共场合中，医院对照明要求最高，不仅要求照明光度，还需要在医院日常工作中对其他医疗设备影响做到最小，由于白炽灯在工作时会产生极小的电谐波，时间一长这种电谐波会出现叠加现象，影响医疗设备的正常运行[5]。根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004规定，病房照度标准为100lx，光源色温小于3300K，光源最好选择低色温荧光灯[6]。而LED灯的工作电压较低，多为1.4～3V，工作电流仅为10mA，而且在日常照明使用过程中，LED灯产生的电谐波比白炽灯还要低一个数量级，能够减少日常光照对医疗设备的影响，所以LED灯比较适合于医院照明。

4 机场、车站以及码头照明

机场、车站以及码头是人们出行的聚集地，而这些建筑顶棚比较其他公共建筑设施要高，所以对于照明光度要求更高，如果灯具效率比较低，将会造成不必要的损失[7]。LED灯的光谱几乎全部集中于可见光频段，而且LED是单向性发光，所以灯具效率较高[8]。灯具效率为：在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比，以光源功率100w的LED路灯为例：初始光通量11200lm。除去透镜损失10%，灯具损失10%，灯具光通量为9070lm，而灯具总功率110W，所以在高功率灯具中LED灯占据着不可替代的地位。

5 商业办公照明

写字楼、办公楼等商业建筑在使用照明时，除了节能需求以外，对于光照颜色要求很高，尤其是在会议上、待客室等不同办公环境中，温和的光线能够烘托会议的气氛，使工作变得温馨、平和[9]。LED灯能用于办公使用照明存在以下几点优势：1）投射角度调节范围大。由于单颗LED体积小，能够做成任何形状，从而满足各种照明需求；2）节能。LED15W亮度相当于40W白炽灯亮度；3）回应时间短。普通灯具是毫秒级别的回应时间，而LED灯回应时间是纳秒级别的；4）更换方便。LED灯为半导体芯片发光，并没有灯丝、玻璃泡灯经常需要更新的物件；5）绿色环保。不会像节能灯中电子镇流器产生电磁干扰；6）保护视力。LED灯为直流驱动，并没有频闪现象出现；7）安全系数高。LED灯所需电压、电流较小，因此产热比较弱，不易引发安全隐患[10]。

6 工业厂房照明

在大型厂房中目前金卤灯相对大功率LED光源存在着一系列的优势，虽然生活中LED光源已经随处可见，但LED光源用在工业照明领域还是存在着一些问题：（1）市场产品琳琅满目，但是优质成熟产品成本偏高，一次性投入过大，企业投资大大增加；（2）显色性差，在LED光源照射下显示的顏色并没有金卤灯真实会给部分企业带来损失（如纺织业，印刷业，电子产品制造业，冶金行业等都需要颜色区分）；（3）光束角调节难度很大，但是目前可以利用透镜来解决部分光束角问题。（4）LED散热问题。大功率LED存在一个最严重的问题是散热。发光二极管是冷光源不会发热，但是大电流流过半导体材料上产生的电阻热会使发光管产生较高的温度，然而由半导体材料制作的发光二极体本身不耐高温，过热会大幅度降低其使用寿命，利用散热器会增加灯具的体积，致使半导体光源灯具体积小、重量轻的优势消失殆尽，散热不解决，灯具发热厉害，光衰就会严重，寿命不能保障。

综上所述，LED照明在建筑方面的应用非常广泛，是我国照明行业未来的发展方向，解决大功率LED散热问题，将在工业领域内全面发展。

参考文献：

[1] 朱琳.浅谈LED在城市绿色照明领域中的应用[J].电子测 试，2016（19）：147+146.

[2] 尹奇.针对LED绿色照明在建筑照明中应用分析与研究 [J].福建质量管理，2016（02）：217.

[3] 郑喜武.商业大厦办公照明智能控制系统设计[J].建筑知 识，2016，36（06）：252+223.

[4] 杨福志.浅谈某医院LED照明灯具节能改造方法[J].河北 企业，2016（03）：129-130.

[5] 杨沈军.LED照明在机场航站楼照明的研究应用[J].科技视 界，2014（28）：278.

[6] 付晓明，李建文.绿色医院照明——浅谈LED光源在医院 的应用[J].现代物业（上旬刊），2014，13（09）：8-9.

[7] 孙荟. 商业办公空间照明设计研究[D].云南大学，2014.

[8] 郝静如. LED用于机场道路指示系统的研究[D].复旦大学， 2012.

[9] 黄世钊. 城市基础设施和公共场所须设景观照明设施[N]. 法治快报，2007-08-30（006）.

[10] 王海. 建筑高耗能“黑洞”吞噬珍貴能源[N]. 市场报， 2005-07-25（004）.