浅谈LED在建筑照明设计中的应用

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑实践》2020年第14期   作者:王国江
[导读] 智能照明系统主要由三部分组成,分别是照明灯具、传感器和照明控制系统
        王国江
        杭州中元照明工程有限公司 浙江杭州  311200
         
         
        摘要:智能照明系统主要由三部分组成,分别是照明灯具、传感器和照明控制系统。随着技术的进步和发展,LED照明将会逐步取代传统的照明光源。与传统光源相比,LED可控性强、响应速度快,为调光带来了可行性,在此基础上结合有线或无线控制装置,可形成照明控制系统。目前的室内智能照明系统的组成方式还主要以总线式为主,使用的协议传输速度较慢,照明控制器也缺乏大范围实时性调节的能力,主要适用于室内静态照明控制,针对照明系统的以上主要问题,相关学者针对照明系统的改进进行了多方位的研究。
        关键词:LED;建筑照明设计;应用
        1我国LED照明的应用与发展
        我国的LED的半导体产业从上个世纪的七十年代开始发展,而LED照明产业的发展则稍微晚一些,自上世纪九十年代才逐步发展。自始至今的发展速度是比较快的,现在已经形成了很大的生产和应用局面,产业链也相对较为完善,囊括了LED外延片的生产、LED芯片制造、LED芯片封装及LED产品应用所有的环节。国家相关的部门也认识到了LED光源的优良特性,特别是在节能方面的出色表现,制定了很多相关的优惠政策来激励和促进LED光源产业的发展。我国的LED光源生产企业起初只是在珠三角和长三角地区,现在西部的地区也正在大力发展LED光源产业,形势良好。由于我国的LED光源产业起步较晚,因此重要的技术核心掌握在欧美和日韩等国家,而我国主要是做封装和生产方面的工作。因为这部分工作的入门门槛相对较低,所以聚集了众多的企业,产业规模相对较大。LED照明技术的规范标准尚且不够完善导致所生产的光源产品质量高低不等,价格波动区间也较大。为了更好的发展LED光源产业,我国国家相关部门和LED光源的生产企业都在加大投入来更好的开展相关的技术研发,尤其是对核心技术的突破的投入力度更是注重,无论是研发的人员团队还是技术设备都在不断的提升,未来的产业前景是非常光明的。
        2对LED光源的照明设计需要考虑的条件
        对LED光源的设计是需要考虑多方面的条件的,这些条件一般情况下要预估LED光源的光通量和LED回路的像素;要计算LED回路的电流情况;要注意LED灯具内部供电方式,供电方式多数情况采用直流式供电;还要对灯具的数量进行计算,计算时要根据电流的情况来完成计算,同时还要注意考虑规范的要求;要科学合理的对开关电源进行选择。
        3  LED智能照明节能控制系统设计应用
        某公寓建筑工程项目,在工程建设过程中需要为其提供照明和控制系统。由于工程位置和光源情况,需要建立完善的LED智能照明系统,为用户提供正常的照明服务。本文依据实际照明需求进行了以下设计。
        3.1终端与网关的短距无线控制
        该工程的无线控制过程中,网关与控制系统通过无线信号连接,一般情况下使用耗损低、效果明显并且控制能力强的LORA通信技术。在拥有E30-TTL-100系统和逐渐扩频技术的基础上,信号传输的最大距离可以在2000m以上,抗干扰能力也非常强。
        3.2 LED灯具开关控制电路
        大部分LED灯具的通断开关设计利用无线终端控制设备,在所有控制开关中都包含了超过16路的继电输出装置。在自然光背景下,灯光控制系统使用光感探头感应周围光亮度,然后自动调光以达到用户自定义的光亮度。该灯光控制系统通过监测环境光线水平,充分利用自然光自动调节房间灯光亮度,从而维持用户设定的光亮度,实现了采用自然光实现节能的目的,同时也发挥出了智能系统控制的全部效果。
        3.3定时系统
        在系统功能的设计过程中,要考虑用户的习惯、环境变化以及天气变化,合理设置感应系统,以根据实际情况调节室内照明条件,确保系统更加智能化、人性化。主系统可以通过微波开关的方式,对人体或者环境条件进行感应,从而探测具体的动静状态,完成室内灯光的调节。

从用户的角度来讲,系统在使用过程中非常简单,而且需要的投资也不是很大,最重要的是完成了节约电能的目的。目前,感应设备具有的效果非常明显,而且在节能方面也有非常重要的贡献,相关数据显示,无论在什么环境下,使用智能照明控制系统都能节约10%-20%的能源。系统还会根据具体的时间设定负载时间表,从而在确定时间内完成场地灯光自动调节。从宏观角度来讲,时间控制和微波、光感可以同时进行使用,而且还能在多个角度降低电能耗损,时间控制也是预防设备损坏的主要方法之一。
        3.4亮度调节
        区域照明控制过程中,控制系统会对环境数据进行收集,在云服务系统中还会形成智能算法,从而完成灯光的有效控制。控制中心还会对环境进行区域控制,这样才能完成节约能耗的目的。由于用户的习惯与居住环境不同,所以,系统也会对用户需求进行大数据分析,从而调节不同强度的光感。这样才能让用户具有最佳的体验与感受。若可以正确使用调光方案,那么不光可以降低电能的耗损,而且还能减少热损,从而降低了实际的花费。
        4  LED普通照明灯具的发展趋势
        4.1节能化
        LED普通照明灯表现出来的节能化发展趋势非常明显。相关研究内容明确指出了LED普通照明灯属于典型的冷光源,主要采用的半导体照明方式,这种照明方式的运用不会对环境带来污染问题。除此之外,LED普通照明灯有非常显著的节能效果,相对于白炽灯而言,其节电效率高达90%以上。同时,在相同的亮度下,LED普通照明灯的耗电量是白炽灯的1/10。因此,将LED普通照明灯应用到人们的生活中,将会取得良好的节能效益。
        4.2健康化
        第一,LED普通照明灯又叫绿色照明灯,这是由于LED普通照明灯利用了直流驱动的方式进行照明,不会出现频闪现象;第二,LED普通照明灯源不含任何红外线和紫外线成分,因此,不会出现任何辐射污染问题;第三,LED普通照明灯具有非常显著的调光性能,即使色温发生了明显的变化,也不会出现视觉误差问题;第四,由于LED普通照明灯属于冷光源,因此,该灯在使用的过程中发热量较低,因此,人们用手触摸LED普通照明灯不会出现任何安全问题。由此可见,LED普通照明灯的应用除了能够给人们带来了舒适的光照感觉,还能更好地保护人们的生理健康,不会给人们的视力带来不良的影响,并且,LED普通照明灯的使用充分体现了环保的理念,因此LED普通照明灯非常健康。
        4.3艺术化
        光色的应用可以为人们带来了很好的视觉体验,同时也是美化居住环境的有效措施。而光源的合理选用对提高灯光艺术效果具有重要意义,LED普通照明灯在光色的合理应用下,充分展现出了艺术美;最近几年,LED普通照明灯已经出现了彩色灯光,这种彩色灯光不仅覆盖的可见光谱范围广,而且,色彩具有很高的纯度,因此,LED普通照明灯在选用光色的过程中,可以根据设计的需要,灵活地选用与之相匹配的光色。除此之外,LED普通照明灯具用到了发光的雕塑,从而很好地展示了艺术美。由此可见,LED普通照明灯的设计充分地体现出了科学性和艺术性,有效地弥补了传统灯具给人们带来的呆板、无趣感觉,同时,LED普通照明灯具的创新发展给人们带来了视知觉的良好体验,让人们的生活充满了情趣。
        结束语:科技的力量可以改变生活,LED光源的出现和发展将人类利用光源的文明推向了新的境界,其自身卓越的特性满足了人们对于光源的各种美好和实用的需求,随着人类文明的发展LED光源的应用还会得到提高。照明设计需要敏锐的感受能力、专业的设计能力、美学修养与鉴赏能力,也需要建筑、工程、电器等多方面知识及良好的沟通能力,只有这样才能科学合理的进行设计。
        参考文献:
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