LED 在建筑夜景照明节能中的应用研究

2021-11-28祁迹

科技与创新 2021年2期

祁迹

（大连路灯设计安装工程有限责任公司，辽宁大连 116000）

随着经济的发展，当前社会的主要矛盾已经从人民物质生活的需求和落后社会生产之间的不协调，变为人民日益增长的对美好生活的向往同不平衡不充分的发展之间的矛盾。LED 灯光照明的方式在满足居民夜间出行基本需求的同时通过灯光颜色的映衬凸显城市夜景的美观性。经济基础决定上层建筑，城市的道路建设是一地区经济与政治建设水平的具体体现。因此本文旨在对LED 技术在建筑夜景照明节能中的应用进行探讨研究。

1 LED 技术在城市建筑夜景照明中出现的问题

对LED 灯的设计规划缺少科学合理性。在照明技术不断发展的当下，LED 灯正在以其具有的高效节能、使用寿命长等优势成为城市照明设备规划中的首选。但是工作人员并没有将其优势发挥到最大，对于LED 灯的物理基础和工艺原理尚未完全掌握，同时对于城市的市政美观建设也缺乏正确的认识。大量盲目使用LED 灯，使得城市夜景杂乱，电力资源浪费，后期的维修费用大大增加。另外对于LED 灯种类和样式的选取过于单一或者与实际使用地的建筑风格不符。

2 LED 技术用于夜间照明的优势

现今大部分的建筑夜景照明仍采用的是灯板轮廓勾勒、集中泛光照射、灯光动态表演的形式，存在着灯具老化速度快、光衰问题日益严重和由此引发的高能耗、高维护费用的问题。随着城市化的发展，信息化和技术化技术得到广泛应用，LED 技术利用二极灯管、观感系统等先进技术在满足居民夜间出行的基本照明需要的同时，给予其观感上的美好体验。发光二极管属于固体光源，具备其他光源无法比拟的优势，包括利用效率高、节能环保、使用周期长、后期维修费用低。除此之外，LED 灯为冷光源，适应了夜景多种动画效果变换的需要方便控制，光源的色温变换范围大，观赏性能高于传统的灯光技术。

3 LED 技术正确应用于夜景照明的措施

3.1 对LED 在夜景照明中的应用进行合理规划

由于中国的城市化水平较低，如城市夜景等居民文化生活领域的基础设施建设没有得到充分的重视与落实。具体体现在，市政部门没有对基础设施的建设进行合理规划，设定统一的建设方针与指南。随着人口大量向市区涌进，城区面积不断扩张，为更好地实现对其的管理，城区划分也随之细化。这样的管理方法在方便地区管辖的同时，也对政府的总体领导提出了更高的要求。各行政区在管理上具有相对独立性，对于本行政区内的大部分工作有自主决定权。导致在市政建设上，没有达成合意，进行统一的布局。因此在路灯的选取与布置方面，各行政区设定的标准不一，导致LED 等在布局上出现杂乱无章的情况，在材质和色彩的选取上呈现出搭配不协调的问题。相邻行政区风格差异过大，使得整个城市的市政工程显得杂乱无章。城市缺乏整体规划部署，既不利于政府各项政策的推进，也没有将居民的切实需要置于市政工程质量的考量范围内。

例如针对市政建设中路灯的选取与布置，为得到统一有效规划的问题，市政管理部门要采取领导集中制的管理办法，为辖区内的个行政区制定统一的规划，在保障居民夜间出行基本需要的同时节约资源。首先，市政管理部门要就本城区开展考察工作，为LED 灯的选址、光源色彩要求、布局的间隙等方面提供依据。以资源节约与环境保护为工作原则，实现经济效益与环境效益的最大化。在实地考察后，市政部门组织研讨会议，各行政区负责人积极参加，在会议上达成合意，共同制定LED 灯的建设管理规划，打破相对独立的机构设置。如规划在中国海南地区建设LED 灯，市政部门在实地考察后，得知本地区常年昼长夜短，白天太阳光强烈，气温总体较高，多沿海公路以及道路的长度和宽度等。因此将本地区的环境特色列入重点考察事项，充分利用地区优势，减少资源的投入，达到节能减排的目的。接下来，市政管理部门在收集到的信息的基础上，开展总体布局规划工作。各辖区在地区政府的统一领导下，积极配合工作的部署推进。因为海南处于热带季风气候区，并且是中国距赤道最近的省份，所以具有白天时间长、温度高、光照强烈的特点。在LED 灯的供能上，可以使用太阳能板，利用太阳能发电技术代替其他发电技术。太阳能是可再生的清洁能源，长期使用不仅可以有效降低市政建设与维护的成本，还能够减少污染，响应国家“绿水青山就是金山银山”的号召。其次，海南地区在夏季受到季风的影响，降水具有集中且强烈的特征。所以LED 灯为具备良好的使用性能，要配备后备电源，以便在台风暴雨天气中能够继续照明。后备电源主要是对太阳能光板在日常中吸收的过量电能进行存储，与传统的电池蓄能不同，其不会因电池与水接触而产生电泄露的危险，安全系数相对较高。除此之外，由于海南多沿海公路，总体地势平坦开阔。因此在LED 灯的布局上不宜过于密集，应根据道路的长度与宽度设定适宜的距离，避免资源浪费和光污染的发生。沿海地区的LED 灯设置上还要注意，光源色彩的选取应以刺激性不强的暖光源为主，与海面保持一定的距离，达到能够照明却又不对海底生物造成不利影响的效果，保护海洋生物资源。随着旅游经济的发展，沿海地区的商店数量逐渐增加，市政部门可以借助商店的照明设备，减少室外LED 灯的布置，兼顾照明需要与节能需求。

3.2 选取科学高效的LED 照明方式

随着科学技术的进步，国家加大对清洁性能源的研发，可持续性发展成为当前政府环境保护工作的重中之重。在社会诸多领域中，可再生能源的使用率不断提高。白炽灯是存留时间最久，也是应用较为广泛的传统照明技术之一，其使用大量电能作为依托，光源具有较强的刺激性。城市化进程的加快，使得建筑物数量也随之激增，白炽灯的布局呈现出大量集中的特点。虽然白炽灯可以满足住户照明的基本需要，但是其技术水平低，光污染和电能损耗也较大，而LED灯配备太阳能光伏发电和发光二极管，把太阳能转化为电能，兼顾了经济效益与环境效益。

例如针对传统的白炽灯照明导致的电能损耗大和集中光污染的问题，市政部门应积极进行技术升级，利用清洁可再生的太阳能光电替代白炽灯照明。首先，市政部门组织一批专业技术人员进行照明设备的升级改造。众所周知，太阳能光伏电池与蓄电池的联合供电是目前太阳能光伏发电采取的主要模式和动力来源，太阳能光伏电池的工作原理是光电反应也可以称为光化学效应，即将电能直接变成电能使用的设施。科学使用太阳能光伏电池的基本构造半导体以及异质结等，能够达到将光电最大程度地转换为光能的目的，提升光电资源的转换效率。所以可以在因城市居住需求扩张，而在兴建的高层建筑的天台处安装太阳能光伏板和蓄电池，为大楼供电提供便利。其次，技术人员还应当依据当地太阳一年四季的运行轨迹以及光照强度，设置太阳能板的转动和倾斜角度，有效提高太阳光的收集量，供LED 灯照明使用。技术人员完成太阳能板运行系统的编程后，光伏板就可以自动调解角度与朝向，吸收更多的太阳能并将其储存在蓄电池中供高层建筑LED 灯照明使用。

3.3 重视对LED 灯的监管和维护工作

LED 灯融合了全息、光纤、激光等多项高新技术技术，是经济发展与技术水平提高的产物，其应在满足居民的基本夜间照明的同时降低电能损耗，减少集中照明导致的光污染问题。因此针对目前LED 技术的应用仍存在诸多问题，市政部门要通过加强监管，来提高其使用效益。城市道路及建筑数量的增加给LED 灯的管理提出了更高的要求，管理部门应不断建立健全维护机制，利用信息化技术，实现高效管理、精准管理、动态管理，实现LED 灯故障风险的早发现、早处理。

针对城市道路和建筑数量激增导致的监管难度提升问题，市政部门要积极进行管理机制改革，采用高新技术，开展智能化管理。首先，管理人员要在每个LED 灯内安装监控设备，负责对其工作时长、电能转换率等进行数据收集，并反馈到市政网络中。一旦出现异常波动，管理人员就可以通过定位系统，精准、高效地处理问题。同时要重点监控LED 灯的能源使用量，如发现一段时间内峰值过高，即说明电能出现过度损耗，长此以往将造成资源的严重浪费，要派专人进行检修，以保障其使用效益。