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照明設計工程為您解析 照明工程中LED的應用

發布時間:2019-11-07


一、認識LED的特點
 
今天似乎全世界的目光都聚焦在LED這個新型的光源上,被譽為21世紀的綠色照明產品,甚至人們預言未來會大部分取代傳統的光源。因為它具有壽命長、啟動時間短、結構牢固、節能、發光體接近點光源(有利于LED的燈具設計)、薄型燈具,燈具材料選擇范圍大,不需要加反射器,低壓,沒有紫外輻射,尤其在公共環境中使用更加安全等特點。再加上LED光源的生產可實現無汞化,對于環境保護和節約能源更具有重要意義。
 
傳統的LED主要應用于信號顯示領域、建筑物航空障礙燈、航標燈、汽車信號燈、儀表背光照明,如今娛樂、建筑物室內外、城市美化、景觀照明中應用也越來越廣泛。但是目前LED光源的壽命還不能達到所標出的100,000小時,實際壽命約在50,000小時左右,這主要與其散熱方面的問題有關。在很小的空間里,隨著功率的加大,半導體組件就會過熱。再者,白色LED還不能達到普通燈泡所具有的亮度。
 
二、LED在照明工程中的應用方向
 
1、建筑物外觀照明
 
對建筑物某個區域進行投射,無非是使用控制光束角的圓頭和方頭形狀的投光燈具,這與傳統的投光燈具概念完全一致。但是,由于LED光源小而薄,線性投射燈具的研發無疑成為LED投射燈具的一大亮點,因為許多建筑物根本沒有出挑的地方放置傳統的投光燈。它的安裝便捷,可以水準也可以垂直方向安裝,與建筑物表面更好地結合,為照明設計師帶來了新的照明語匯,拓展了創作空間。并將對現代建筑和歷史建筑的照明手法產生了影響。
 
2、景觀照明
 
由于LED不像傳統燈具光源多是玻璃泡殼,它可以與城市街道家具很好的有機結合??梢栽诔鞘械男蓍e空間如路徑、樓梯、甲板、濱水地帶、園藝進行照明。對于花卉或低矮的灌木,可以使用LED作為光源進行照明。LED隱藏式的投光燈具會特別受到青睞。固定端可以設計為插拔式,依據植物生長的高度,方便進行調節。
 
3、標識與指示性照明
 
需要進行空間限定和引導的場所,如道路路面的分隔顯示、樓梯踏步的局部照明、緊急出口的指示照明,可以使用表面亮度適當的LED自發光埋地燈或嵌在垂直墻面的燈具,如影劇院觀眾廳內的地面引導燈或座椅側面的指示燈,以及購物中心內樓層的引導燈等。另外,LED與霓虹燈相比,由于是低壓,沒有易碎的玻璃,不會因為制作中彎曲而增加費用,值得在標識設計中推廣使用。
 
4、室內空間展示照明
 
就照明品質來說,由于LED光源沒有熱量、紫外與紅外輻射,對展品或商品不會產生損害,與傳統光源比較,燈具不需要附加濾光裝置,照明系統簡單,費用低廉,易于安裝。其精確的布光,可作為博物館光纖照明的替代品。商業照明大都會使用彩色的LED,室內裝飾性的白光LED結合室內裝修為室內提供輔助性照明,暗藏光帶可以使用LED,對于低矮的空間特別有利。
 
5、娛樂場所及舞臺照明
 
由于LED的動態、數字化控制色彩、亮度和調光,活潑的飽和色可以創造靜態和動態的照明效果。從白光到全光譜中的任意顏色,LED的使用在這類空間的照明中開啟了新的思路。長壽命、高流明的維持值(10,000小時后仍然維持90%的光通),與PAR燈和金鹵燈的 50~250 小時的壽命相比,降低了維護費用和更換光源的頻率。另外,LED克服了金鹵燈使用一段時間后顏色偏移的現象。與PAR燈相比,沒有熱輻射,可以使空間變得更加舒適。目前LED彩色裝飾墻面在餐飲建筑中的應用已蔚然成風。
 
6、視頻屏幕
 
全彩色LED顯示屏是當今世界上最為引人注目的戶外大型顯示裝置,采用先進的數字化視頻處理技術,有無可比擬的超大面積與超高亮度。根據不同的戶內外環境,采用各種規格的發光像素,實現不同的亮度、色彩、分辨率,以滿足各種用途。它可以動態顯示圖文動畫信息,利用多媒體技術,可播放各類多媒體文件。世界上目前最有影響的LED顯示屏,當屬美國曼哈頓時代廣場紐約證券交易所,總計使用了18,677,760只LED,面積為10,736平方英尺。屏幕可以劃分成多個畫面,而同時顯示,將華爾街股市的行情一目了然呈現在公眾面前。另外崛起在上海浦東陸家嘴金融中心的震旦國際總部,整個朝向浦西的建筑立面鑲上了長100m的超大型LED屏,總計面積達到3600平方米??胺Q世界第一。
 
7、與工業設計相結合
 
LED是近年來歐洲產品設計師的寵兒,他們將LED作為產品設計元素的一部分,馳騁于想象的空間,將光、玻璃或其它材料結合在一起,成為美輪美奐的藝術品。
 
三、LED產品研發亟待解決的問題
 
LED是21世紀最具發展前景的高技術照明領域。作為新型高效固體光源,具有壽命長、節能、環保等顯著優點,將是人類照明史上繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈的又一次飛躍。在半導體照明產品的外延生產、芯片制造、器件封裝、集成應用等幾個環節已初步形成比較完整的產業鏈,但在白光照明實現LED功能化照明方面存在著許多制約因素。因此,在目前的情況下,對LED照明產品開發與設計寄予以下希望:
 
1、滿足人們對照明的個性化需求
 
LED的模塊化,為照明設計帶來了便利,通過設計者充分合理的布局,使LED處于良好的工作狀態。LED的產品在滿足個性化照明方面是傳統光源相形見拙的,LED產品形制的多樣化將達到前所未有的程度。因此,LED產品個性化的研發與設計是所有LED燈具供貨商必須要面臨的最大挑戰。
 
2、面發光LED產品考慮建筑的模數化
 
面發光的LED必須與城市設計和建筑設計相結合,才能滿足設計者的需求。例如作為地面鋪裝的夜間裝飾,產品的尺寸與地磚的尺寸相協調,即符合模數的要求: 150×15;200×200;200×100;300×300;400×200等。
 
3、小功率LED燈具設計
 
城市夜景照明追求的不是亮度,而是藝術的創意設計,小功率的LED產品應該能夠找到他的用武之地。LED發光角度小,方向性強,可作局部重點照明。問題是要給設計師提供有足夠大的選擇范圍,外觀上也應有美觀的要求??梢钥隙ǖ卣f,LED將會在未來引領照明的時尚與新潮。
 
4、環保與節能,LED的合理利用
 
綠色照明的概念是全球追隨的生態設計目標。如果能將LED與太陽能電池組合,將會擴大LED的應用范圍與場所。
 
5、大功率、高光效、高顯色性的白光LED照明產品研發
 
LED在照明領域的使用目前還受到技術水準和價格的限制,目前我國LED在照明領域應用的困難是LED白光光效不高(每瓦只有20流明左右),功率不大(幾十毫瓦至一瓦)、價格貴。但是白光LED的發展前景看好,發光效率將達到 1001 m/w,單顆的輸出功率達到10W,大功率、高亮度LED集成封裝技術的研究,包括驅動電路及特種燈具的開發,無疑是LED最終走入照明領域的關鍵。一旦光效和價格問題得到解決,LED將是未來照明的主體。
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