LED 光源在建筑照明设计中的应用——以某企业办公室为例

苟海彦

甘肃一安建设科技集团有限公司，甘肃 兰州 730000

0 引言

我国建筑行业不断发展，对建筑照明设计的要求也在不断提升。在建筑照明中科学合理的照明设计能够起到非常重要的作用。现阶段，LED 光源得到了广泛应用。随着人们环保意识的提高，绿色环保的照明方式越来越受到人们的重视，要求在满足人们照明需求的同时，还应该具有绿色节能环保等优势。近年来，LED 照明技术不断改进，融入了绿色环保理念，使人们的生活质量得到了进一步提升。

1 LED 光源的优缺点

1.1 LED 光源的优点

作为一种在建筑照明中得到广泛应用的光源，LED 光源的光能通过电能直接转化而来，在现阶段的所有光源中，LED 光源的更新速度最快。LED 光源之所以能够得到相关人员的重视，主要是由于其存在以下优点。

（1）无污染、环保、节能。

（2）拥有非常短的响应时间，响应时间可以达到纳秒级，拥有其他光源无法匹敌的优势。

（3）拥有较长的使用寿命且后期的运行维护成本低，特别适用于高大空间和特殊场合。

（4）结构牢固，量轻体小。在建筑照明设计中灵活地布置LED 光源，能够避免传统灯具设计中的各种问题。

（5）光源的方向性好，在二次配光设计合理的基础上，能够根据需求完成指定方向的照明；通量高，利用系数在0.8～0.9[1]。

1.2 LED 光源的缺点

虽然与传统光源相比，LED 光源拥有很多优势，但是其也有一定的缺点，具体体现在以下方面。

（1）存在散热问题和光衰问题，初始投资费用较高。

（2）产品一致性较差，不同产品性能的差异非常大，更新换代速度非常快，产品兼容性问题较大。

（3）蓝光效应和视觉效果较差。LED 光源虽然发射的是白光，但内部是蓝色LED 芯片，导致很多产品红色还原性较差。在LED 光谱中绝大多数为黄光、蓝光、绿光，红光所占比例小，极易使人产生不舒适的感觉。LED 光源不适用于医院病房、教室等。要想解决这一问题，需要投入一定的成本。

（4）配光问题。LED 灯具由多个LED 光源器件组成，其发光面集合了多个发光中心。与荧光灯和白炽灯相比，其光色均匀性较差。在没有色温和显色指数的影响下，LED 灯具拥有更高的眩光限制要求。

2 LED 光源设计的原则

近年来，LED 光源设计的人性化不断提升，在设计过程中越来越重视使用者的实际需求，在开展照明设计工作时应该遵循以下原则。

（1）必须保证视觉效果良好，并且根据实际使用需求合理分布亮度，有效缓解使用者的用眼疲劳。

（2）必须保证光环境良好，保证使用者需求得到满足。应该采用点式隐藏方式设计室内光源，在墙壁和天花板等地隐藏灯光，借助灯光反射和色差使室内环境更加美观，从而使环境更加温馨舒适。

（3）在总体布局时应该充分考虑LED 光源的光线和色差，提升照明设计的艺术感，有效结合建筑结构和LED 光源，使建筑室内更加美观[2]。

3 不同场所LED 光源的设计要点

3.1 办公场所设计要点

在办公场所照明设计中应用LED 光源时，应该充分考虑LED 光源的舒适性和均匀性，结合工程预算，满足以下设计要求。

（1）色温、显色指数满足要求。合理选择LED 光源的显色指数和色温，正常情况下办公场所的色温应该低于4 000 K，显色指数在80 以上。

（2）布置合理灯具。在灯具布置过程中大多需要保证间距一致，从而保证拥有均匀的照度。办公场所最小照度、最大照度与平均照度的差应该小于1/3 的平均照度。照度必须满足使用要求，正常情况下为（400±100）lx。

（3）眩光控制，提高舒适度。在对眩光进行预防时，主要采取合理布置光源和限制光源亮度等措施。在办公场所中大多都是在工作区两侧设计照明灯具，在布置灯具时应该避开工作位置正前方[3]。合理选择LED 光源能够保证工作空间光线的均匀性，LED 格栅能够起到预防眩光的作用。当布置LED 日光灯时，应该保证灯具纵轴平行于水平视线，若是光源处于视线45°范围外，应该制定合理的遮挡措施。

（4）节能环保。应该保证所使用的LED 光源具有较高的光效，同时应该保证LED 灯具配光合理、使用寿命长、效率高。一般情况下，配光都是利用蝙蝠翼配光曲线，不但能够充分利用光源，还能够提高照度的均匀性。

3.2 工业厂房设计要点

工业LED 照明设计不但需要满足显色性和照度要求，还应该保证工人的安全性和舒适度，保证照明设计合理，使工作面和地面区域的照明等级达到均衡，在设计过程中应该满足以下要求。

（1）在满足照度要求的基础上，应该结合环境和工作面亮度开展合理设计，为工人提供良好的光环境，满足安全生产的要求。

（2）对于有夜间工作需求、没有自然光和窗户、操作失误率较高、设备运转速度较高的区域或地点，应该对其照度进行适当的提升，有效降低失误率。此外，使用的LED 光源必须拥有较好的显色性。

（3）使用的LED 光源应该满足稳定性高、寿命长、节能高效、维修简单的特点，从而使维护量和耗电量降至最低，节约日常支出。

（4）与工业厂房的实际情况相结合，选择能够满足特殊性能需求的LED 灯具，如应该将防爆LED 灯具布置在易爆炸场所。

3.3 体育场馆设计要点

现阶段，在体育场馆中应用LED 照明已经拥有较多的成功案例，如天津人民体育馆等。体育馆的综合性强，在开展照明设计的过程中不但需要满足体育赛事直播和比赛的要求，还需要满足其他方面的工作需求。另外，体育场馆内除了会组织各种体育赛事，还可能作为各类商业演出的场地，照度水平必须满足要求[4]。为了保证多功能照明需求得到满足，在体育馆照明设计中必须深入分析和对比各种照明方案，选择最优的照明方案，从而提高照明质量。在具体开展工作时，LED 照明设计应该满足以下要求。

（1）合理设计照度均匀度和照度。保证照度及照度均匀度的合理性，能够使体育场馆拥有更好的照明环境，使裁判的判断更加精确，还能够使运动员的水平得到更加充分的发挥。在LED 照明设计中，当垂直照度和水平照度一致时，视觉效果能够达到最佳，若是二者无法保持一致，水平照度应在垂直照度的2 倍以内。

（2）选择显色性和光色合适的LED 灯具。将LED光源应用于体育场馆时，应该尽量保证LED 灯具有较好的色彩对比和较好的显色性，使运动员的判断变得更加精准。

（3）防止眩光。运动员的水平发挥会在很大程度上受到眩光的影响，尤其是球类运动，需要运动员准确预估球的落点和走向，受眩光的影响更为明显。因为LED 光源存在表面亮度高和定向输出的特点，在开展照明设计工作时应该选择合理的配光、布置高度及投光角度，降低出现眩光的概率。

（4）充分了解场地平面图。在开展LED 灯光设计时，设计人员必须充分了解和掌握场地平面图，同时借助先进的信息技术完成各项设计指标的计算，选择最佳的灯具控制模式和灯具排布方式，从而使体育场馆各种需求得到满足。

（5）设计合理的光回路控制方案。兼顾体育场馆多功能照明需求，合理制订灯光回路控制方案，设计人员需要改进LED 灯光回路方案，精简操作流程，降低体育场馆运行成本。

4 LED 光源在建筑照明设计中的应用实例

4.1 项目概况

项目对象为某企业办公室。任务是完成办公空间划分，规划各种功能布局；设计布局装饰，并开展LED照明设计，同时应有效地利用自然光源。

4.2 照明设计要求

由于篇幅有限，文章主要分析操作区、办公区和展示区的照明设计。

4.2.1 办公区和操作区照明设计要求

通过分析办公室平面图可知，办公区和操作区有窗户，在白天拥有良好的日照环境。白天自然光照条件好，主要通过太阳光满足照明需求，配合适当的人工照明；在夜间利用人工照明。充分考虑办公场所室内照明要求，工作面应该拥有（400±100）lx 的照度，显色指数在80 以上。

4.2.2 展示区照明设计要求

在展示区南面有一段半透光隔离墙，在特定时间段内能够投射阳光，人们可以通过自然采光辨识室内物体和路面。在参观展品的过程中，只需要对局部进行重点照明。该企业以自身产品为展品，在照明过程中需要充分体现产品的纹理、体积感、质地及颜色，应该保证80 以上的显色指数，200 lx 以上的照度，3 000 K 以上的色温。

4.3 LED 照明设计方案

4.3.1 办公区和操作区照明

为了使光环境达到最佳水平，以不同的灯光布置方案在相同场景中依次开始光照测试。发现当以工作区为目标投射全部灯光时，虽然符合工作区照明的各项指标，但是整体光环境却较为暗淡，给人压抑的感觉；当使用灯光同时照射天花板和工作时，顶棚上集中了很多灯光，能够在一定程度上提高房间整体亮度，但是四壁和顶棚上的反射光会在工作区形成相对黑暗的地带；当在满足工作区照度的同时适当地照亮顶棚时，整个房间的亮度适中。

正常情况下应该在办公场所中使用T8 或T5 荧光灯管。按固定样式布置灯管会给人一种呆板的感觉，而且在进行室内照明时，照明效果不佳，在天棚位置会存在光斑，并且亮度分布的均匀性不足。在照度要求较高的工作面上集中布置点式暗灯槽，在照度要求较低的过道上分散布置点式暗灯槽，这一布置方式灵活多变且能够充分利用光线。

使用36 W 白光LED 作为光源，能够得到非常贴近自然光的照明效果。对于靠近窗户的一侧，当白天自然光能够满足照明需求时，可以将一部分LED 灯关闭，能够实现对自然光的合理利用，避免电能浪费。

4.3.2 产品展示区照明

作为一种应用性设计元素，照明需要拥有较高的功能性，也需要具有一定的艺术特质。合理开展产品展示区照明设计能够使产品展示区的空间变得更加精彩。在产品展示区中不仅需要保证所有人能够准确辨别物体和方向，还应该构建出热情好客的氛围。

在展示区东面，将展示架摆放在墙面附近，其基本支撑构件为LED 集成的铝型材，可以在其中插入不同的隔板。在玻璃隔板中能够透射出LED 光线，可以将隔板边缘照亮。在选择玻璃隔板时可以选择不同色彩的玻璃隔板。与传统布置方式相比，这种彩色隔板不但能够有效利用小巧的LED 光源，还能够带给参观者最佳的参观效果。

另外，还将3 盏15 W LED 灯具安装在展示架的顶板内壁，使用埋入式的安装方式。不但能够照亮产品，还能够发挥洗墙的效果。在这种照明设计中，能够充分发挥LED 光源的光色纯、体积小的优势。

5 结束语

综上所述，随着时代的发展，LED 光源在建筑照明领域得到了广泛应用，并且具有非常好的照明效果，能够使各种场所的照明需求得到有效满足。实现建筑结构和LED 光源的一体化发展，使城市建筑兼具独特的艺术感和人文气息，提升建筑物的美观性。设计人员应该在建筑照明设计中探索更多的LED 光源应用方式，保证LED 光源的优势得到充分发挥。