LED在建筑夜景照明节能中的应用研究

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年第5期   作者:马玲玲
[导读] 近年来,各地政府都十分重视城市亮化工作,把城市亮化工程的建设作为改善和美化城市环境的重要措施。
        马玲玲
        国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心
        摘  要:近年来,各地政府都十分重视城市亮化工作,把城市亮化工程的建设作为改善和美化城市环境的重要措施。而LED光源小而薄,安装便捷,可以水平也可以垂直方向安装,可与建筑物表面完美地结合,同时LED具有低电压安全可靠、节能环保、密封性能好、没有易碎的玻璃、也不会因为制作中弯曲而增加费用等优点,在建筑夜景照明中应用越来越广泛。但调查发现,目前不少已完工的城市LED夜景照明工程,有的照度过高,甚至存在单纯追求高亮度、多色彩,建设和配置不科学的照明工程。这不仅达不到设置城市夜景照明的初衷,不能形成美感,而且浪费了能源,造成了光污染,影响了居住和生态环境的和谐与平衡,加剧了电能紧张。为此,加强对LED在建筑夜景照明节能中的应用研究是十分必要的。本文对此进行了探讨。
        关键词:LED;夜景照明;问题;建议
        作为城市环境工程的主要构建内容之一,城市夜景照明很好的诠释了一个城市的现代化气息和浓郁的地方特色。随着信息化和自动化技术的蓬勃发展,发光二极管技术、光导技术、传感器技术、全息技术、光纤技术和激光技术等不断融入到照明灯具的研发中,尤其是集这些技术于一体的LED灯的应用,致使城市照明景观不断散发出现代化的气息,愈发引人驻足和遐想,不仅给人以视觉上的享受,同时给人以身心的愉悦。但与此同时,我们也应该注意到,很多城市在夜景照明中因为对LED灯的特性没有很好的了解和掌握,导致在夜景照明工程的规划设计中,仅仅把它们当作环保节能产品做大肆的宣传和推广,出现滥用的现象,使一些城市的夜景显得杂乱无章,没有品位,给城市夜景的美感带来负面影响,如果不能得到及时的解决,将会给我国LED产业链的健康发展带来很大的影响。
        1、 LED灯的优点
        LED是一种将电能转换为光能的半导体二极管的固体器件,由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成,通过不同的化合物,发出不同颜色的光。LED光的颜色与芯片的材料有关系,材料不一样,发出的光也不一样。与传统灯具相比,LED灯具具有以下优点:(1)发光效率高:LED灯光效是普通白炽灯的七倍以上。(2)使用寿命长:理论上LED灯寿命最长可达十万小时,LED灯半衰减期可达五千小时以上。(3)故障率低:由于LED是半导体元件,工作电压低,单颗工作电压在3V左右,寿命较长,光衰减为初始的30%左右,没有高压触发电路等敏感部件,故障极低,后期运维费用低。(4)体积小:因LED是半导体元件,因此灯珠单体体积小、重量轻。利用其特点可采用多灯珠组合设计轻薄、紧凑的各种式样的灯具。(5)耗能较低:在同光通量的对比条件下,比传统白炽灯节省电能80%,比传统钠灯节能50%。(6)色彩丰富:半导体材料不同可以发出不同颜色的光,通过智能控制系统,不同光色的组合能达到丰富多彩的动态变化效果。(7)绿色环保:LED不含有害物质,废弃物可回收,光谱集中,灯具单色性好,热量、辐射很少,对被照动物植物产生影响少。
        2、 LED灯在城市夜景照明节能应用中存在的问题
        2.1对LED灯的规划设计缺乏科学性。LED灯作为城市夜景照明中的重要角色备受青睐,但是在青睐的背后,很多设计者和施工人员对其的物理基础和工作原理没有深刻的认识,导致在夜景照明工程项目的规划设计中针对LED灯的应用过于盲目,缺乏科学性。照明不是指“亮化”中的“比亮”工作。很多地方的照明大范围的运用LED灯,往往给人以花花绿绿、色彩斑斓的视觉效果,让人应接不暇,产生晕眩感,给人们带来了视觉上的疲劳。
        2.2 LED灯产品种类缺乏多样性,表现手法单调。现如今,对于LED灯的研发过程还处在一个继续探索的阶段,因此,LED灯的产品过于单一,常见类型仅限于轮廓灯、点光源、节能灯、地理灯等,当然也有科技含量较高的投光灯、线型洗墙灯,但因为其造价高昂难以得到广泛的应用。在表现手法上,很多地方都是雷同地运用轮廓勾边、点线结合、颜色变化、横纵向布阵等简单的设计方法,导致城市夜景的艺术性大打折扣。


        2.3 LED灯的产品质量不能得到良好的保障。由于对LED灯的大范围宣传,使得人们对其在夜景照明中的应用抱以美好的憧憬,但在实际使用过程中出现了很多问题:有些产品并没有宣传中所说的长寿命,在使用一段时间后不再发亮;有些产品对其的控制不能很好的进行;有些产品在使用过程中颜色变化异常等。在对其进行检查之后发现,有相当一部分LED灯在质量方面存在严重的问题,这其中有LED灯本身材料和生产工艺的问题,有驱动电路的问题,也有控制系统的问题。这些问题对LED灯在城市夜景照明中的应用带来了一定程度上的影响。
        2.4LED灯在建设、监管、与维护方面存在问题。在城市夜景照明建设方面,那些运用LED灯的夜景照明方案,被很多部门认为是高科技的应用而获得通过。在LED灯运用的整个施工过程中,由于缺乏有效地监管与维护等机制,将会导致LED夜景项目不能正常启动运行,这无形中给LED在夜景照明中的应用给予了严重的打击,也使人们开始怀疑其在夜景照明中的作用。
        3、加强LED灯在城市夜景照明节能中应用的建议
        3.1对LED灯在夜景照明中的应运进行科学合理的规划
        在城市夜景照明中,应提倡合理、适度地使用LED灯的照明,而不要大氛围的滥用。如果对建筑物进行针对性的局部灯光点缀和照明的重点突出,色彩的选择上注意与气氛和情调相结合,光源的选取上尽可能使用小功率的灯具,这样打造的效果舒适素雅,可以更好的体现人文气息。只有在城市夜景总体规划的前提下,科学合理地应用LED产品,才能更好地展示城市夜景的和谐,促使城市的夜景充满生命力。
        3.2合理选择 LED灯照明方式
        城市照明的方式五花八门,LED只是其中的一种,为了打造出完美的城市夜景照明的效果,必须对其的照明方式进行合理的选取。对于一些与商业和娱乐挂钩的建筑,可以大氛围的使用LED灯,并且充分利用颜色和花样的变化来打造时尚多元化的气息;对于居民楼建筑,只需用LED进行简单适当的楼顶点缀即可;对于事业单位的建筑,尽量避免使用LEDD灯。因此,根据不同风格的建筑选取不同的照明方式,对丰富城市夜景的气氛将会产生更加理想、舒适的视觉效果。
        3.3加大对LED灯使用的建设、监管和维护力度
        在审查夜景照明设计方案时,相关部门要严把审查关,对于那些不能合理科学体现LED设计的方案不予通过。在工程实施过程中,对LED灯的购买严把质量关,不能单方面的听信厂家的宣传就廉价购买,让相关的性较强的人员进行购买。除此之外,在施工过程中实行严格的监管机制,避免一些施工人员投机取巧。在施工完成后,要对整个工程按照严格的标准进行验收。做到以上几点,将会对LED在城市夜景照明方面的使用信誉起到维护作用。
        4、结束语
        总之,现代化城市的照明已经历了“亮起来”的初级阶段,正在过渡到“美起来”的新阶段。LED作为一种具有极大发展潜力的新型光源,在城市夜景照明中已充分显示了其强大的优势,虽然在这一进程中无避免地出现了一些问题,但只要我们科学合理地对出现的问题进行对症下药,从源头上制止它们的出现,相信LED在城市夜景照明中的前景将会更加广阔。
        参考文献:
        [1]刘汉成.基于城市设计角度的珠江新城核心区夜景照明评价研究[D].华南理工大学,2016.
        [2]唐宇.北京市道路照明管理研究[D].燕山大学,2016.
        [3]叶莹臻.浅谈新形势下城市夜景照明节能的重要性及节能方法[J].江西建材2015:38~39
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